АСР стабілізації температури теплообмінника

Рис. 3.6. Схеми АСР температури: а - функціональна; б - структурна

Одна з особливостей регулювання температури продукту на виході кожухотрубного теплообмінника 6 полягає в тому, що по-перше, він описується диференціальним рівнянням другого порядку, по-друге, його перехідний процес може мати коливальний характер, по-третє, теплообмінник має досить великий час чистого запізнення. Ще одна особливість полягає в тому, що первинний вимірювальний перетворювач 1 (у більшості випадків термопара) має досить великі сталі часу.

Регулювання, як правило, здійснюється за рахунок зміни витрат теплоносія F_Т, яким найчастіше в хімічній технології використовуєтьcя перегріта пара. Регулятор може мати ПІ- або ПІД-закони регулювання, оскільки в більшості випадків статична похибка не допускається. Приводом до регулюючого органу 7 може бути як пневматичний мембранний виконавчий механізм, так і електродвигун. Принцип роботи АСР полягає в наступному: із підвищенням температури Т₂ відносно заданого регулятором значення збільшується сигнал на виході перетворювача 1. Останній надходить на нормуючий перетворювач 2, в якому цей сигнал перетворюється на струм силою 0...5, 0...20 або 4...20 мА. Якщо для регулювання використовують пневматичний виконавчий механізм, то цей електричний сигнал за допомогою електропневматичного перетворювача 3 перетворюють на уніфікований пневматичний сигнал 0.02....0.1 МПа. Останній подається на пневматичний регулятор 4, який керує виконавчим механізмом 5. Це приведе до того, що регулюючий орган зменшить прохідний отвір, а відповідно й витрати теплоносія.

Сильними збурюючими факторами для системи регулювання є витрати продукту F_n та його температура Т₁. Тому, синтезуючи АСР, необхідно дослідити їх вплав з урахуванням того, що по цих каналах спостерігається істотне запізнення.

Ураховуючи, що індекси передаточних функцій на структурній схемі відповідають позиціям функціональної схеми, передаточна функція АСР по каналу регулювання при ПІД-регулюванні має вигляд:

W_р(s)= /3.15/