Анализ математической модели системы автоматического управления

Воспользуемся моделью системы автоматического регулирования насоса. Запустим модель установки. На первой секунде осциллограммы виден переходный процесс запуска двигателя. Немного большее перерегулирование, чем при реакции системы, настроенной на модульный оптимум, на единичное воздействие, вызвано возрастающим действием сопротивления магистрали. Далее хорошо видна работа системы по поддержанию постоянной величины давления – график показан на рисунке 12.

Рисунок 12 - Осциллограмма работы системы автоматического управления по поддержанию давления

При уменьшении потребления происходят следующие процессы: в момент уменьшения подачи, величина давления резко изменяется (так как насос работает с той же частотой вращения), для поддержания давления система управления замедляет (уменьшает) частоту вращения насоса тем самым, уменьшая его производительность, что в конечном итоге приводит к тому, что давление восстанавливается.

При настройке систем подчиненного регулирования, в общем, принимаются следующие обобщения:

- каждый последующий контур системы подчиненного регулирования обладает быстродействием, примерно вдвое меньшим в сравнении с предыдущим;

- все контуры обеспечивают переходные процессы со сравнительно малым перерегулированием;

- динамические свойства многоконтурной системы и прежде всего ее быстродействие полностью определяются количеством контуров и

величиной некомпенсируемой постоянной времени Tµ ;

- для любого из контуров регулятор конструируется по одной и той же стандартной схеме. В общем случае для контура с номером i передаточная функция определяется формулой и имеет вид:

Ri( p) = Kri+

где

Ki - коэффициент усиления регулятора;

Конкретный тип регулятора определяется структурой компенсируемого звена объекта.

Основные показатели процесса регулирования третьего контура:

- время первого согласования 14,5Тµ ;

- время достижения максимума 18Тµ ;

- время достижения зоны 5% отклонения 13,6Тµ ;

- перерегулирование 6,2%.

Итак, в сравнении с показателями САУ меньшего порядка, в нашем случае время переходного процесса существенно возрастает, а перерегулирование несколько снижается.

В ходе выполнения курсовой работы закрепил знания и навыки по расчету и выбору технических средств автоматизации.

В результате расчета автоматизированного электропривода насосной установки, снизилось потребление электроэнергии, а также используются максимальные технические характеристики насоса ведя регулируемый электропривод, появилась возможность увеличить срок службы насосного оборудования, а также сопутствующей аппаратуры, увеличить межремонтный интервал электрооборудования, а также снизить затраты на обслуживание водопроводной сети, уменьшить потери воды.

Для этого были решены следующие задачи:

1. Произведен анализ технологического процесса.

2. Произведен расчет параметров установки.

3. В выпускной квалификационной работе выбрана система базовой автоматизации, в которую входит частотный преобразователь Vacon 100 industrial и насос Wiloinline для ЦТП с открытой системой водоснабжения.

4. Произведены исследования работы насосного агрегата при регулировании изменением частоты вращения двигателя.