Особенности построения динамической модели системы регулирования температуры в кожухотрубном теплообменнике с пропорциональным регулятором

Abstract

Рассмотрены вопросы оценки динамических свойств в системе автоматического управления (САУ) температуры в жидкостно-паровых теплообменниках с пропорциональными (П) регуляторами с учетом показателей динамической модели и спецификой автоматизации технологических процессов. Для определения характеристик динамики САУ предложена методика определения математической модели по переходной функции. В инженерной практике исследования динамики в системах автоматизированного управления в основном используются частотные критерии по показателям передаточных функций разомкнутой системы по критериям Найквиста позволяющие адекватно оценить устойчивость замкнутой САУ. В работе проведен анализ системы управления температурой в кожухотрубном теплообменнике и составлена математическая модель системы на основе экспериментально-полученной переходной функции. Использована типовая схема автоматизации кожухотрубного парового теплообменника, как зависимость температуры жидкости в трубах объекта от давления пара, или с учетом контура управления как функция, где  положение штока клапана пара в процентах его хода. Составлена схема испытания на основе прибора «Термодат» с термопарным датчиком. Эксперимент проведен на второй секции теплообменника парового пастеризатора молока в режиме холостого хода. Экспериментально получены значения кривой разгона и зависимость изменения температуры молока от положения клапана пара. Полученные данные позволят определить характер кривой разгона и коэффициенты переходной. По кривой разгона идентифицированы динамические свойства объекта как передаточная функция инерционного звена первого порядка с запаздыванием. Согласно составленной структурной схемы контура управления выражена передаточная функция САУ с пропорциональным регулятором в разомкнутой состоянии. В результате проведенных исследований получены основные величины для исследования устойчивости системы автоматического управления и выбора показателей настройки пропорционального регулятора для получения оптимального процесса управления.