Адаптивна система автоматичного керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу

Реферат: Адаптивна система автоматичного керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу має регулюючий клапан витрат води, до входу якого підключений регулятор рівня, датчик рівня пароводяної суміші, датчик витрат живильної води, датчик витрат перегрітої пари. Система додатково містить блок ідентифікації густини суміші, вихід якого підключений до входу блока налаштування параметрів регулятора. До входів блока ідентифікації густини суміші підключені датчик ступеня відкриття клапана подачі живильної води, датчик температури в котлі, датчик тиску перегрітої пари в котлі, також підключені датчик рівня пароводяної суміші, датчик витрат живильної води, датчик витрат перегрітої пари. Вихід блока налаштування параметрів регулятора підключений до входу регулятора рівня. UA 106702 U (54) АДАПТИВНА СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ РІВНЕМ ПАРОВОДЯНОЇ СУМІШІ В КОТЛІ БАРАБАННОГО ТИПУ UA 106702 U UA 106702 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплоенергетики та призначена для керування рівнем пароводяної суміші в котлах барабанного типу. Відома система регулювання живлення водою барабанного парогенератора, яка взята за аналог, що містить регулюючий клапан витрат живильної води, яким керує триімпульсний стабілізуючий регулятор, до якого підключені датчик витрат живильної води, датчик витрат пари та датчик рівня води в барабані, підключений також до корегуючого регулятора. (Патент РФ № 2426943 "Система регулирования питания водой барабанного парогенератора", МПК F22D 5/26, опубл. 20.08.2011). Недолік даної системи зумовлений наявністю в сучасних котлах високого тиску ефекту "скипання" рівня, який пояснюється тим, що в барабанах котлів високого тиску знаходиться не вода, а пароводяна суміш, об'єм якої залежить від тиску; такі випадки призводять до помилкових дій регулятора, що впливає на якість роботи системи. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є система регулювання рівня з компенсацією обурення, взята за прототип, що містить регулюючий клапан подачі живильної води, до входу якого підключений регулятор рівня, датчик витрат живильної води, вихід якого приєднаний до входу блока корекції, датчик витрат перегрітої пари, вихід якого приєднаний до входу блока компенсації обурення, виходи з датчика рівня пароводяної суміші в барабані, блок корекції та блок компенсації обурення підключені до входів суматора, вихід якого підключений до входу регулятора рівня (Ротач, В.Я. Теория автоматического управления / В.Я. Ротач. - 5-е издание, переработанное и дополненное - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - С. 33-34). Недоліком даної системи є використання емпіричної моделі для розрахунку значень вагових коефіцієнтів у блоці корекції й у блоці компенсації обурення, які введені в систему задля врахування ефекту "скипання", проте ця модель не враховує залежність густини пароводяної суміші від тиску та температури в котлі, тому система керування, яка використовує цю модель, не забезпечує точність підтримки рівня і швидкодії регулювання. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення статичної і динамічної точності регулювання і швидкодії системи керування шляхом адаптації регулятора, за рахунок впровадження математичної моделі в алгоритмі керування, яка враховує залежність густини пароводяної суміші від тиску та температури в котлі. Ідентифікація цієї залежності здійснюється рекурентним методом найменших квадратів. Поставлена задача вирішується тим, що система автоматичного керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу, що має регулюючий клапан витрат води, до входу якого підключений регулятор рівня, датчик рівня пароводяної суміші, датчик витрат живильної води, датчик витрат перегрітої пари, згідно з корисною моделлю, додатково містить блок ідентифікації густини суміші, вихід якого підключений до входу блока налаштування параметрів регулятора, а до входів блока ідентифікації густини суміші підключені датчик ступеня відкриття клапана подачі живильної води, датчик температури в котлі, датчик тиску перегрітої пари в котлі, також підключені датчик рівня пароводяної суміші, датчик витрат живильної води, датчик витрат перегрітої пари, вихід блока налаштування параметрів регулятора підключений до входу регулятора рівня. Блок-схема адаптивної системи автоматичного керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу наведена на кресленні. Адаптивна система автоматичного керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу містить регулюючий клапан витрат живильної води 1, до входу якого підключений вихід блока регулятора рівня 2, до входу якого підключений вихід блока налаштування параметрів регулятора 3, до входу якого підключений вихід блока ідентифікації густини суміші 4. Датчик рівня пароводяної суміші 5, датчик витрат живильної води 6, датчик витрат перегрітої пари 7, датчик ступеня відкриття клапана подачі живильної води 8, датчик температури в котлі 9, датчик тиску перегрітої пари в котлі 10 підключені до входів блока ідентифікації густини суміші 4. Система працює наступним чином. Контролер системи керування (представлений блоком регулятора рівня 2, блоком налаштування параметрів регулятора 3 та блоком ідентифікації густини суміші 4) опитує поточні значення вихідних сигналів датчика рівня пароводяної суміші 5, датчика витрат живильної води 6, датчика витрат перегрітої пари 7, датчика ступеня відкриття клапана подачі живильної води 8, датчика температури в котлі 9 і датчика тиску перегрітої пари в котлі 10 і формує керуючий вплив на привід клапана подачі живильної води. Контролер працює таким чином. До блока ідентифікації густини суміші 4 з датчиків надходять значення поточних параметрів, де рекурентним методом найменших квадратів відбувається ідентифікація. Оброблені значення 1 UA 106702 U 5 10 15 20 надходять до блока налаштування параметрів регулятора 3, який визначає поточні значення коефіцієнтів, які подаються на вхід регулятора рівня 2. Регулятор рівня 2 формує керуючий вплив на привід клапана витрат води. З точки зору керування нові властивості роблять адаптивну систему автоматичного керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу більш технологічною; підвищують статичну та динамічну точності регулювання і швидкодію системи керування. Таким чином, запропонована корисна модель дозволяє істотно поліпшити якість роботи системи керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Адаптивна система автоматичного керування рівнем пароводяної суміші в котлі барабанного типу, що має регулюючий клапан витрат води, до входу якого підключений регулятор рівня, датчик рівня пароводяної суміші, датчик витрат живильної води, датчик витрат перегрітої пари, яка відрізняється тим, що система додатково містить блок ідентифікації густини суміші, вихід якого підключений до входу блока налаштування параметрів регулятора, а до входів блока ідентифікації густини суміші підключені датчик ступеня відкриття клапана подачі живильної води, датчик температури в котлі, датчик тиску перегрітої пари в котлі, також підключені датчик рівня пароводяної суміші, датчик витрат живильної води, датчик витрат перегрітої пари, вихід блока налаштування параметрів регулятора підключений до входу регулятора рівня. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2