Параметрическая идентификация динамических характеристик процесса формования изделий из композитов в автоклаве (стр. 2 из 3)

;

где qср- температура окружающей среды

Тоб - постоянная времени объекта.

При Т = Тоб запишется в виде:

По известным qоб1 и qср перед началом охлаждения вычисляется qоб1=qоб(tоб) а в процессе охлаждения объекта эта температуре фиксируется и замеряется время от начала охлаждения до момента Достижения qоб2=qоб(tоб), т.е. постоянная времени объекта Тоб при свободном охлаждении.

в) Без вычисления интегральной составляющей при произвольном коэффициенте К1 (при пропорциональной части регулирующего воздействия) начинается нагрев объекта путем введения задания.

При этом ток через нагревательный элемент (любой из всех расположенных на объекте) будет:

где Uпит - напряжение питающее нагреватель

R- сопротивление нагревателя

tц - период между двумя повторными включениями одного канала

tц длительность части tц в течение которой нагрев включен

- при включении нагревателя на полную мощность равно

При нагревании объекта (имеется в виду нагревательный элемент соединений с исследуемым технологическим оборудованием), температура меняется по закону

где qск - скачок температуры нагревателя, соответствующий скачку тока в нагревателе при выбранном К1;

Тнэ - постоянная времени системы нагреватель - объект при нагревании;

qоб0 - температура объекта вначале нагрева.

В момент времени t1 = 0.1tоб и t2 = 0.2tоб.

В процессе нагрева определяется Тоб3 и Тобл; и из уравнений:

Определяется коэффициент, характеризующий конструктивные особенности нагревателя с точки зрения передачи тепла объекту.

Температура на входе регулирующего элемента Тр при пропорционально-интегральном законе регулирования

где Кр - коэффициент передачи регулятора

ТИ - время изодрома, в течение которого первоначальное значение выходной величины регулятора удваивается вследствии действия только интегральной части.

, при экспоненциальном законе изменения Dq

,

где tоб - время в течении которого qоб достигает 0.64 qзад, а Dq= 0,36qзад. При переходе к регулирующему току

где

и

- коэффициент при пропорциональной и интегральной части.

Разомкнутая система регулирования имеет передаточные функции:

Рисунок 1 - Разомкнутая система регулирования.

Рисунок 2 - Замкнутая система регулирования.

p– оператор Лапласа.

Только при условиях

передаточная функция системы экспоненциальная, т.е. наиболее устойчива.

Если

то передаточная функция примет вид:

Передаточная функция замкнутой системы регулирования

По аналогии передаточной функции RС фильтра коэффициент при операторе ф - постоянная времени.

Считаем что

Таким образом, имеются следующие выражения для определения отношения К1 и К2

;

Отсюда

;

г) Интегральная составляющая в ЭВМ вычисляется как выходная величина интегратора, на вход которого подана решетчатая функция DТ(t) значения которой фиксируются в моменты времени tn= Ту.

Ту - время между двумя измерениями температуры объекта.

Выходная величина интегратора запишется в виде выражения:

Для выражения Ки через К1 и К2 (3) приравняем выражение (4) и интегральную составляющую из (2) в значениях температуры:

Этот безразмерный коэффициент используется в программе для деления интегральной составляющей по (4).д) При выбранных К1 и К2 и полученному из (5) Кд оценивается качество регулирования системы по трем показателей:

- точность регулирования;

- технологически заданной скорости выхода на режим;

- отсутствие автоколебаний (число перерегулирований должно быть не более 3-х).

При отклонении показателей от допустимых значений необходимо несколько изменить К1 и К2 и повторить проверку качества регулирования.

Рекомендации по изменению К1 и К2:

- при большое числе перерегулирований К2 увеличить;

- при недостаточной скорости нагрева К2 уменьшить;

- при большой погрешности регулятора К2 увеличить.

Рисунок 3 - Дискретизация сигнала по времени.

3 Калибровка технологического оборудования и измерительных средств

При использовании УВК в АСУ ТП одна из решаемых задач – это калибровка технологического оборудования и измерительных средств. Эта задача связана с изменением основного регламента функционирования УВК.

Задача калибровки - установить достоверность регистрации параметров ж обеспечить сохранение этой достоверности в течение заданного временного интервала.

К вопросам калибровки относится аттестация и поверка датчиков.

Наряду с традиционными способами аттестации возможно использованию УВК в качестве измерительного, регистрирующего средства с возможностью выдачи протокола.

Регламент работы в этом случае - измерение в контрольных точках э.д.с. термопары с вычислением отклонений от значений по ГОСТ 3044-84 градуировки термопар.

При обслуживании конкретного ТО с помощью УВК необходимо найти правильное соотношение между температурой задания и реальной температурой объекта, подвергающегося термической обработке. Это связано с тем, что термопары, как правило, не размещаются в активной зоне, например, в клеевом шве. Между температурой термопары и технологически заданной температурой существует различие. Оно неоднозначно по всей длине ТО и может меняться со временем. Поэтому задача калибровки - для конкретного ТО в каждой точке установить это соответствие. Для этого случая регламент функционирования УВК следующий.

Образцовый объект с термопарами, расположенными в зоне, где по технологии должна поддерживаться заданная температура приводится в состояние теплового равновесия при этой температуре с помощью УВК. Термопары, связанные с нагревателями ТО, присоединяются к свободным измерительным каналам УВК. Температуры, измеренные этими термопарами, в дальнейшем будут считаться температурами заданий в этих точках на период до следующей калибровки.

Периодической калибровке необходимо подвергать измерительные каналы УВК. Допускается калибровать каналы по образцовым напряжениям с выводом на печать значений температуры. При этом устанавливается соответствие шкалы измерения температуры 3000 ед = 250°С линейность кода по шкале и определяется предел основной приведенной погрешности измерения параметров.

При работе АТП по основному алгоритму работы системы регулирования периодически подтверждается заявленная точность регулирования параметров техпроцесса.

4. Неисправности и способы их устранения

Основным регламентом функционирования АТП является последовательность действий, обусловленных требованиями техпроцесса и обеспеченных рабочей программой. В общем виде диаграмма типового техпроцесса представлена на рис.5

t0 - включение системы;

t1 - увеличение параметра;

t2 - поддержание равновесия;

t3 - 2-ое увеличение параметра;

t4 - поддержание равновесия;

t5 - достижение режима;

t6 - поддержание режима;

t7 - выход из режима.

Регламент работы УВК АСУ ТП в момент запуска системы и в аварийных ситуациях определяется тестами поиска неисправности и действиями по их ликвидации.