Алгоритм автоматического регулирования давления

В процессе работы КНС необходимо поддерживать давление в трубопроводе нагнетательного коллектора, чтобы оно не превышало заданного уровня, исходя из условий прочности трубопровода, но и не падало ниже заданного уровня, исходя из условий кавитации насосных агрегатов.

В качестве регулируемого параметра технологического процесса выберем давление газа в компрессоре. Для обеспечения заданного качества регулирования за достаточно малое время выхода на установку и с невысокой чувствительностью к внешнему воздействию выберем алгоритм ПИД регулирования.

ПИД-регулятор измеряет отклонение от заданной величины и выдает необходимое управляющее воздействие для поддержания величины на заданном значении.

Структурная схема автоматического регулирования давления приведена на рисунке 6. Данная схема состоит из следующих основных элементов: задание функции, ПЛК с ПИД-регулятором, регулирующий орган, объект управления.

Функциональная схема системы поддержания давления в трубопроводе приведена на рисунке 5:

Рисунок 5 – функциональная схема

Объектом управления является участок трубопровода после нагнетателя. С панели оператора задается давление, которое необходимо поддерживать в трубопроводе. Далее это давление приводится к унифицированному токовому сигналу 4-20мА и подается на ПЛК. В ПЛК также подается значение с датчика давления, происходит сравнение значений, и формируется выходной сигнал. Этот сигнал подается на преобразователь, на выходе которого имеет напряжение, подаваемое питанием от нагнетателя. На выходе нагнетателя получаем угловую скорость, задаваемую движущимися лопастями, пропорционально которой изменяется газ. Далее в зависимости от открытия или закрытия задвижки происходит изменение давления в трубопроводе.

В процессе управления объектом необходимо поддерживать давление газа на выходе равное 4.5 МПа, поэтому в качестве передаточной функции задания выступает ступенчатое воздействие, которое в момент запуска программы меняет свое значение с 0 до 4.5.

Модель приведена на рисунке 6:

Рисунок 6

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Выбор средств реализации КНС

Выбор программно-технических средств реализации автоматизированной системы компрессорной насосной станции является задачей анализа вариантов и выбора среди них наиболее подходящего.

Среди программно-технических средств автоматизированной системы компрессорной насосной станции следует выделить измерительные и исполнительные устройства, a также контроллерное оборудование системы.

Измерительные устройства необходимо для получения информации о ходе технологического процесса. Исполнительные устройства осуществляют преобразование электрической энергии в механическую или физическую величину для воздействия на объект управления в соответствии с выбранной программой. Контроллерное оборудование необходимо для выполнения задач вычисления и логических операций.