Разработка. Разработка программного обеспечения. 93 Разработка асу вто
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
d (4) где U = {1, 0} - длина текущей последовательности импульсов регулятора для i - ой зоны нагрева i = 1, 2, 3 - зоны нагрева 1 1, 2,..., p n - число импульсов последовательности 1 p E Те - функция принадлежности ошибки регулирования 1 p dE Те, - функция принадлежности скорости изменения ошибки. Для работы пределах области D(t) реализован оптимальный поточности регулирования закон управления с помощью широтно-импульсного регулятора (ШИР). Управление в представляет собой последовательность более равномерно распределенных во времени моментов 1 2 , ,..., i i i iq t t t включения го нагревателя или появления импульсов (u i = 1) длительностью 1 1 1 1 2 , ,..., i i i iq и пауз длительностью, реализующих широтно-импульсное управление 131 Для построения комбинированного регулятора необходимо унифицировать правила, описывающие МПР и ШИР. Обновленный закон регулирования для МПР примет вид 1 1 1, 1 1 1 1 ( ) ( , ) ( ) : : , ( ) ( , ) 1, 31 i p p i p i p p e t E e n t N R de t dE de d d (5) где 1 N - длина текущей последовательности импульсов регулятора для i - ой зоны нагрева. Закон регулирования ШИР в этом случае выглядит 2 2 2, 2, 1 2 2 2 ( ) ( , ) ( ) : ( 1) : ( ) ( , ) 1,8 i p p i i p i p p e t E e n t n t dN R de t dE de d d (6) 1.4.5. Разработка алгоритма функционирования газового режима Алгоритм работы газового контроллера также выполняется согласно [13] и его можно разбить на четыре группы алгоритмов - алгоритм ввода данных газового контроллера - алгоритм управления газовым контроллером - алгоритм готовности стенда по газовому хозяйству - набор алгоритмов обработки аварийных ситуаций контроллера Ввод данных в газовый контроллер осуществляется для - обработки дискретных и аналоговых сигналов - распознавание отказа сигнальных цепей - ввода режимов отжига - ввода времени начала отжига и номера режима отжига - корректировки времени начала отжига и номера режима - аварийного останова отжига 132 - синхронизации времени по серверу системы. Входной информацией для алгоритма являются данные с модулей аналогового и дискретного ввода и данные, записанные из сервера системы. Достоверность входной информации определяется отсутствием признака ошибки на модуле аналогового и дискретного ввода и контролем на достоверность. Результатом решения алгоритма являются - признаки ошибки измерительного канала или ошибки связи сдатчиком- проконтролированные значения параметров - измененное состояние стенда время запуска стенда - новые данные по режиму отжига. Условия выдачи решений - входной дискретный сигнал считается достоверным, если повторное считывание дает тоже самое значение - входной аналоговый сигнал считается достоверным, если его значение не выходит за диапазон допуска - если вводится режим (признак вида информации равен 7), то данные с поля ввода режима заносятся в массив режимов по его номеру - если вводится время пуска стенда (признак вида информации равен 1), то данные с поля ввода заносятся в массив времен начала отжига, в массив номеров отжига по его номеру в описателе номеров стенда и состояние стенда становится равным 1 – стенд готов к отжигу - если вводится корректировка времени пуска стенда (признак вида информации равен 2), то данные с поля ввода заносятся в массив времен начала отжига, в массив номеров отжига по его номеру в описателе номеров стенда и состояние стенда становится равным 2 – стенд на отжиге, если введенное время больше текущего - если вводится остановка аварийная стенда (признак вида информации равен, то состояние стенда становится равным 5 – аварийная остановка отжига 133 - если вводится контроль работоспособности стенда (признак вида информации равен 4), то состояние стенда становится равным 6 – проверка работоспособности стенда. Назначением алгоритма управления работой контроллера являются выбор задания на отжиги включение (отключение) газовых контуров стандартного регулирования. Для работы алгоритма требуется информация- состояние стенда (0 - не работает, 1 - готов к отжигу, 2 - отжиг, 3 - охлаждение, 4 - проверка работоспособности, 5 - аварийный останов - режимы отжига - время начала отжига - номер режима, по которому проходит отжиг - данные сдатчиков аналогового и дискретного ввода. Результатом решения алгоритма являются - текущее задание на отжиг по каждому стенду - признаки включения контуров стандартного регулирования - признаки выключения контуров стандартного регулирования - признаки аварийных ситуаций. Алгоритм управления работой запускается каждую минуту. Для стендов готовых к работе за час до начала отжига появится задание на продувку азотом. Для стендов завершивших охлаждение до заданной температуры появится задание на продувку азотом. Для стендов, находящихся на отжиге или охлаждении, появится задание согласно режима отжига на данную минуту. Для стендов, находящихся в работе, проводится проверка на отсутствие аварийных ситуаций. При их отсутствии взводится признак включения контуров стандартного регулирования. При аварийной остановке стенда необходимо обеспечить нерегулируемое охлаждение до заданной температуры. Алгоритм контроля готовности стенда газового контроллера служит обеспечения контроля готовности стенда к началу отжига. Для работы алгоритма необходима следующая информация состояние стенда (не работает, 1- 134 готов к отжигу, отжиг, охлаждение, проверка работоспособности, 5- аварийный останов данные сдатчиков аналогового и дискретного ввода. Результатом решения алгоритма являются признаки аварийных ситуаций. Алгоритм контроля готовности стенда газового контроллера работает циклически. Проводится проверка наличия готовности заслонок и готовности приводов отсечных клапанов. Проводится проверка наличия напряжения на приводах отсечных клапанов. Проверяются открытие и закрытие отсечных клапанов. Запускаются на открытие привода заслонок, если через 75 секунд заслонка не открылась на заданную величину, то аварийная ситуация. Запускаются на закрытие привода заслонок, если через 75 секунд заслонка не закрылась на заданную величину, то аварийная ситуация. Алгоритм обработки аварийных ситуаций газового контроллера оценивает сложность аварийной ситуации и выдает необходимое решение по ее ликвидации и информацию оператору. Для работы алгоритма необходима следующая информация данные по стенду, данные сдатчиков аналогового и дискретного ввода. Результатом решения алгоритма являются включение сирены, открытие заслонки азота, закрытие заслонки азота, признаки аварийных ситуаций. Алгоритм запускается в работу каждую секунду. При падении давления под колпаком ниже допуска включает сирену, а при давлении под колпаком в норме - выключает сирену. При падении давления под колпаком ниже допуска проверяются одновременное выполнение следующих условий заслонка водорода открыта полностью выходная заслонка стенда закрыта. При выполнении вышеуказанных условий открывается на несколько секунд заслонка азота. Проводится проверка наличия готовности заслонок иго- товности приводов отсечных клапанов. Проводится проверка наличия напряжения на приводах отсечных клапанов. Разработка механизма функционирования отдельного блока 135 1.5.1. Расчёт регулирующего органа Производится расчёт регулирующего органа по пропускной способности. Необходимые исходные данные для расчёта приведены в табл. 7. Таблица 7. Исходные данные для расчёта регулирующего органа измеряемый параметр единица измерения величина Максимальный расход измеряемой среды, ном. max м 3 /час 63 Номинальный расход измеряемой среды, м. мах м 3 /час 41 Внутренний диаметр трубопровода при t=20 С, D мм 80 Плотность газовой смеси в нормальных условиях кг/м 3 1,167 Абсолютное давление среды вначале трубопровода Па 103194 Абсолютное давление среды в конце трубопровода Па 103128 Абсолютная температура среды К 293,16 Наибольший измеряемый расход м 3 /час 63 Длина трубопровода до регулирующего органам Длина трубопровода после регулирующего органам Типы местных сопротивлений колено 90 Определение условного диаметра регулирующего органа производится в следующей последовательности. Определяется расчётный расход вещества при полном открытии регулирующего органа н = нм сек. (7) Согласно (7): н = 1,1 63 = 69,3 м 3 /час = 0,01925 м 3 /сек 136 По справочным таблицам определяются коэффициенты всех местных сопротивлений, включая входи выход из трубопровода. Коэффициенты представлены в табл. 8. Таблица 8. Значения местных сопротивлений Определяются коэффициенты трения на всех участках трубопровода = 4 0, 316 Å R , о.е, (8) где Е - критерий Рейнольдса. Определяются критерии Рейнольдса: Е = 1,27 1 Í Í Î Ì Q D , о.е. (9) где = 1,178 10 -6 кгс/м 2 - динамическая вязкость газа в рабочих условиях НОМ = 1,1663 кг/м 3 - плотность газа в нормальных условиях. Согласно (9): Е = 1,27 6 0,01925 1,1663 302643, 4. 0,08 1,17767 Наименование Значение коэффициента Вход в трубопровод 1 = 0.5 Диафрагма 2= 0.15 Колено 3= 1.15 Колено 4 = 1.15 Колено 5 = 1.15 Вентиль 6 = 5.5 Выход из трубопровода 7 = 1 137 Согласно (8): = 4 0,316 0,01 302643, Определяются плотности вещества дои после регулирующего органа ( ) 3 3 2,9 10 , Í Î Ì Í À× ÊÎ Í Ð êã Ò ì (10) Согласно (10): ' 3 3 1,1663 103194 2,9 10 1,1906 / 293,16 êã ì '' 3 3 1,1663 103128 2,9 10 1,1898 / 293,16 êã Определяются скорости вещества на всех участках трубопровода и во входных патрубках всех местных сопротивлений при расчётном расходе. Определяется скорость вещества до регулирующего органа V 1 = 1 ' Í Í Q F , мс (11) где - плотность среды на данном участке трубопровода (на участках до регулирующего органа = ' , а на участках после регулирующего органа = '' , кг / м F – площадь сечения участка трубопроводам площадь сечения участка трубопровода F = 0,786 D 2 (12) где D – внутренний диаметр участка трубопроводам. Согласно (12): F = 0,786 0,08 2 = 0,005 м 2 Согласно (11): V 1 = 0,01925 1,1663 3,749 / . 1,1906 Определяется скорость вещества после регулирующего органа 138 V 2 = 1 '' Í Í Î Ì Q F , мс (13) Согласно (13): V 2 = 0,01925 1,1663 3,751 / . 1,1898 Определяется потеря давления вещества в трубопроводе ∆Р ' л1 до регулирующего органа при расчётном расходе. Так как трубопровод по всей длине до регулирующего органа имеет постоянный диаметр и постоянную шероховатость внутренних стенок, то применяется формула ∆Р ' л1 = 2 1 ' ' 2 ' m i i l V D , (где i – колено местного сопротивления m – число местных сопротивлений до регулирующего органа, включая сопротивление входа в трубопровод ' l - длина трубопровода до регулирующего органа D ' – внутренний диаметр трубопровода. Согласно (14): ∆Р ' л1 Определяется потеря давления вещества в трубопроводе ∆Р '' л1 после регулирующего органа. В число местных сопротивлений после регулирующего органа должно быть включено сопротивление выхода из трубопровода ∆Р '' л1 = 2 1 '' ' 2 ' m i i l V D (Согласно (14): ∆Р '' л1 = 2 1 0, 01 5 1,1898 3, 751 1,15 1,15 1,15 1 44, 299 2 0, 08 Ï à Па 08 , 0 65 , 8 01 , 0 5 , 5 15 , 1 15 , 0 5 , 0 749 , 3 1906 , 1 2 1 2 139 Определяется перепад давлений на регулирующем органе при расчётных значениях расхода газа ∆Р ро1 =Р нач –Р к -∆Р ' л1 -∆Р '' л1 , Па. (15) Согласно (15): ∆Р ро1 = 103194 – 103128 – 16,155 – 44,299 = 5,547 Па Определяется абсолютное давление перед регулирующим органом Р 1 =Р нач -∆Р ' л1 , Па. (16) Согласно (16): Р 103194 – 16,155 = 103177,85 Па. Определяется критический перепад давлений на регулирующем органе ∆Р кр = 1 ÐÎ ÊÐ Ð Ð Ð , Па, (17) где : 0, 45...0, 6 ÐÎ ÊÐ Ð Ð - величина критического отношения в зависимости от показателя адиабаты вещества. Согласно (17): 0, 47; ÐÎ ÊÐ Ð Ð ∆Р кр = 0,47 103177,85 = 48493,59 Па Определяется плотность среды перед регулирующим органом 1 = 3 1 2,9 10 Í Î Ì Ð Ò , кг/м 3 (18) Согласно (18): 3 1 3 1,1663 103177,85 2,9 10 1,1904 Определяется отношение 1 1 ÐÎ Ð Ð и поправочный множитель расширения 1 1 ÐÎ Ð Ð = 0,000054; 1 = 0,999. 140 Определяется расчётное значение условной пропускной способности регулирующего органа 4 1 1 1 1 3,56 10 Í Í Î Ì ÐÎ Q Ñ Ð (19) Согласно (19): 4 0,01925 1,1663 3,56 10 311,36. 0,999 1,1904 В зависимости от рода вещества и его давления выбирается нужный тип регулирующего органа (заслонка, клапан, крана затем по каталогам или справочникам выбирается марка и условный диаметру таким образом, чтобы пропускная способность С выбранного регулирующего была бы равна расчётному значению или являлась бы ближайшей большей величиной по отношению к расчётному значению. Принимается ближайшее стандартное значение пропускной способности С выбранного регулирующего органа С' = 340 с соответствующим условным диаметром у = 80 мм. При регулировании потоков газовых сред наибольшее распространение получили при малых рабочих давлениях - заслонка, при больших давлениях - клапан. Выбираем заслонку ЗМС-80 [14]. Для определения рабочей характеристики регулирующего органа необходимо произвести расчёты характеристики свести их в табл. 8 размером n x m. Число строк таблицы n определяется ' 10 1, Ñ n Ñ (20) где С' – действительное значение условной пропускной способности выбранного регулирующего органа С – расчётное значение условной пропускной способности. Согласно (20): 340 10 1 11. 311,36 n Графы табл. 9 заполняются следующим образом 141 - графа 1 содержит ряд значений относительного расхода 1 Q Q , начиная с нулевого значения, с интервалами, равными 0,1 о.е.; - графа 2 – квадраты значений графы 1; - графа 3 – квадраты расходов 2 2 2 1 1 , Q Q Q Q (21) где Q 1 – значение расчётного расхода вещества при полном открытии регулирующего органа 2 1 Q Q - квадраты значений относительного расхода (графа 2). - графа 4 – потери давления в трубопроводе 2 ' '' 1 1 1 , Ë Ë Ë Q Q (22) - графа 5 – перепады давлений на регулирующем органе 1 1 ÐÎ ÐÎ Ë Ë Ë Ð (23) - графа 6 – потери давления в трубопроводе до регулирующего органа 2 ' ' 1 1 Ë Ë Q Q (24) - графа 7 – абсолютные давления среды перед регулирующим органом Р = Р |