К настройке широтно-импульсных модуляторов в релейно-импульсных системах автоматического регулирования металлургических печей
Автор: Панферов В.И., Панферов С.В.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Металлургическая теплотехника и теплоэнергетика
Статья в выпуске: 3 т.23, 2023 года.
Бесплатный доступ
Введение. В системах автоматизации металлургических печей широко применяются релейно-импульсные регуляторы, содержащие в своем составе исполнительные механизмы (ИМ) постоянной скорости. В данной работе рассматривается задача формализации процедуры настройки широтно-импульсного модулятора (ШИМ), работающего в составе такого регулятора. Структура ШИМ содержит сумматор, интегратор и трехпозиционный релейный элемент (РЭ), имеющий зоны возврата в левой и правой частях его характеристики. Цель исследования. Установить зависимости скважности и периода следования импульсов от характеристик структурных элементов ШИМ. Оптимизация настройки ШИМ способствует как повышению качества переходных процессов в системах автоматического регулирования, так и улучшению их режима работы, что в конечном счете приводит к повышению эффективности работы печей. Материалы и методы. Выполнен обзор литературных данных по рассматриваемой проблеме. Проведен физико-математический анализ процессов, протекающих в указанной структуре ШИМ. Результаты. Установлены зависимости, описывающие режим работы ШИМ от параметров содержащихся в нем элементов. В частности, показано, что с увеличением зоны возврата, а также и постоянной времени интегрирования интегратора период следования импульсов однозначно растет, а вследствие этого частота включения исполнительного механизма снижается. Вместе с тем с увеличением уровня выходного сигнала РЭ период уменьшается, а частота включения исполнительного механизма, наоборот, увеличивается. Показана привлекательная рациональность используемого в регулирующих микропроцессорных контроллерах типа РЕМИКОНТ подхода к задаче широтно-импульсной модуляции. Заключение. Полученные соотношения могут быть использованы для алгоритмизации процедуры настройки рассматриваемого типа ШИМ, что способствует повышению как качества регулирования технологических параметров металлургических печей, так и снижению износа исполнительного механизма и его пуско-регулирующей аппаратуры.
Широтно-импульсная модуляция, релейно-импульсный регулятор, исполнительный механизм постоянной скорости, период следования импульсов, минимальная длительность импульсов, настройка, скважность, качество автоматического регулирования
Короткий адрес: https://sciup.org/147241799
IDR: 147241799 | DOI: 10.14529/met230307
Список литературы К настройке широтно-импульсных модуляторов в релейно-импульсных системах автоматического регулирования металлургических печей
- Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов: учеб. пособие / Г.М. Глинков, В.А. Маковский, С.Л. Лотман, М.Р. Шапировский. М.: Металлургия, 1986. 352 с.
- Основы теории и элементы систем автоматического регулирования / В.Ю. Каганов, Г.М. Глинков, М.Д. Климовицкий, А.К. Климушкин; под ред. Г.М. Глинкова. М.: Металлургия, 1987. 270 с.
- Наладка автоматических систем и устройств управления технологическими процессами: справ. пособие / А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, Н.П. Семенов, Н.Г. Товарнов; под ред. А.С. Клюева. М.: Энергия, 1977. 400 с.
- Копелович А.П. Инженерные методы расчета при выборе автоматических регуляторов. М.: Металлургиздат, 1960. 190 с.
- Автоматизация методических печей / Л.И. Буглак, И.Б. Вольфман, С.Ю. Ефроймович и др. М.: Металлургия, 1981. 196 с.
- Автоматическое управление металлургическими процессами / А.М. Беленький, В.Ф. Бердников, О.М. Блинов, В.Ю. Каганов. М.: Металлургия, 1989. 384 с.
- Шатохин К.С. Основы теории автоматического управления промышленными печами: учеб. М.: Издат. Дом НИТУ «МИСиС», 2020. 216 с.
- Беляев Г.Б., Кузищин В.Ф., Смирнов Н.И. Технические средства автоматизации в теплоэнергетике: учеб. пособие для втузов. М.: Энергоиздат, 1982. 320 с.
- Разработка и исследование алгоритмов и программ управления исполнительными механизмами систем автоматического регулирования / А.Н. Рыбалев, Д.А. Теличенко, В.Ю. Косицин и др. // Вестник АмГУ. Серия: естественные и экономические науки. 2012. № 57. С. 104–110.
- Голубев А.В. Повышение эффективности работы систем автоматического регулирования с широтно-импульсным модулятором // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2007. № 4. С. 81–83.
- Горюнов А.Г., Ливенцов С.Н. Цифровой регулятор для системы управления с исполнительным механизмом постоянной скорости // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307, № 6. С. 131–134.
- Бочаров М.Г., Панько М.А. Анализ соответствия реальных и теоретических характеристик микропроцессорных ПИД-регуляторов // Теплоэнергетика. 2009. № 10. С. 62–67.
- Александрова Н.Д., Давыдов Н.И. О настройках импульсных релейных регуляторов на малоинерционных объектах // Теплоэнергетика. 2002. № 5. С. 54–57.
- Кузищин В.Ф., Дробилко А.С., Стерлин А.Я. ПИД-регуляторы с исполнительным механизмом постоянной скорости: варианты реализации, автоподстройка длительности импульсов // Теплоэнергетика. 2021. № 5. С. 78–88. DOI: 10.1134/S0040363621050064
- Горбунов А.И. Об алгоритме реализации ПИД-регулятора с исполнительным механизмом постоянной скорости // Промышленные АСУ и контроллеры. 2009. № 3. С. 23–24.
- Ризо А.Е., Золотарев С.В. Обзор современных отечественных ПЛК с поддержкой технологии программирования ISaGRAF 6: соответствие международным стандартам и российские ноу-хау // Автоматизация и IT в нефтегазовой области. 2016. № 2 (24). С. 38–46.
- Бочкарева Е.Ю., Кузищин В.Ф. Настойка длительности импульсов регуляторов с исполнительным механизмом постоянной скорости // Новое в российской электроэнергетике (НРЭ). 2009. № 9. С. 35–47.
- Ревун М.П., Гранковский В.И., Байбуз А.Н. Интенсификация работы нагревательных печей. Киев: Техника, 1987. 136 с.
- Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М.: Энергия, 1973. 440 с.
