Transcript Egy ipari folyamat szimulációs vizsgálatának gyakorlati tapasztalatai

Egy ipari folyamat dinamikus
szimulációs
vizsgálatának gyakorlati
tapasztalatai
Projektkészíéts során statikus szimuláció képernyőről parancs - alkalmazói program-statikus
szimulátor-parancsvégrehajtás-alkalmazói program kérernyőn végrehajtás megjelenítés (pl. motor
be, helyszínen csak kábelezéssel lehet probléma).
Összetett szabályozási struktúrák esetén szükséges lehet dinamikus szimulációra szabályozási
tulajdonságok vizsgálatára. Ez utóbbiról szól ez azelőadás.
Manapság élesen különválik a szoftver eszközkészítő és az eszközfelhasználó szakma.
Excel,word,access felhasználók
Matlab ,Simulink felhasználó,
Jelen előadás célja néhány gyakorlattal kapcsolatos szempont és felhasználói tapasztalat
kiemelése
-a modell korlátainak rögzítése (mennyiség, szint és sűrűségszabályozás együttműködése,
vezérlések,reteszek modellezésénk mellőzése)
-a Simulink használata ,alkalmazott blokkok kiválasztása
-a szabályozott szakasz néhány fontos paraméterének meghatározása számítással
vizsgálatok a szabályzók paraméter beállításához
-a modell és a valóság összevetése regisztrátumok alapján
-a modellvizsgálatból üzemviteli szabályok kinyerése (indítási folyamat, zavarójelek)
-a mennyiség és szintszabályozás együttműködésének frekvenciatartománybeli vizsgálata
A technológiai feladat az alábbi
Keverőberendezés létrehozása, amely erőművi salakot,pernyét vízzel és adalékanyagokkal keverve
sűrűzagyot készít és 5-10km –re képes csővezetéken egy lerakatba folyamatosan szállítani
Egyvonalas szabályozási séma
A szabályozásokra vonatkozó célkitűzések, vizsgálatok
szint min és max között tartása szivattyú szárazfutás ill. tartálytúlömlés miatt
sűrűség korlátok között tartása setp +- 0.2t/m3
kézi indulás (szelepvezérlés) után szintértéknél AUT-ba való kapcsolás
a készítendő modell elemei MATLAB SIMULINK-hez
Időtartománybeli leírás
Differenciálegyenlet
Legegyszerűbb elemek
Egytárolós tag
,
T*Y (t)+Y(t)=A*X(t)
frekvenciatartománybeli leírás:
bemenetre adott szinuszos jelhez
tartozó kimenő jel állandósult
állapota, Laplace transzformáció
átviteli függvény,
(ill. frekvenciaátviteli függvény s=j*om
helyettesítéssel)
Fázistolás hurokerősítés =1-nél
Nyquist , Bode diagram
T*s*Y(s)+Y(s)=A*X(s) W(s)=A/(1+s*T)
Integrátor
Y(t)=1/Ti* integ[(x(t)*dt]
w(s)=1/(s*Ti)
PI szabályzó
Y(t)=K*(X(t)+1/Ti* integ[(x(t)*dt])
Y(s)=K*(X(s)+X(s)/(s*Ti)) w(s)=K*(1+sTi)/(s*Ti)
Két gyakorlati kérdés a szabályozott szakasz modelljéhez
Tartály modell dimenziókkal
Y(t)=1/T* integ[(x(t)*dt]
T
a T integrálási időig integrálva 1/Ti*integ[(1(t))*dt]=1/T*(T*1(t))=1
0
Igy a T integrálási idő fizikai jelentése
egységugrás bemenetre T idő alatt éri el a kimenet az 1 értéket.
Keverő tartályunk bemenő jele 0…100 M3/H ,kimenő jele (szint) 0…4M , keresztmetszete
5.71m2, így
T
5.71m2*1m= integ[1(M3/H)*dt(sec)]=Ti(sec)*1(M3/3600sec)
0
ebből
T(sec)=5.71 *3600 sec=20560 sec vagy 5.71H
fizikailag 1M3/H vízmennyiség növekedésre 20560 sec alatt nő meg 1M-rel a tartályszint.
Sűrűség képzése
t
t
ro= integ(tömegáram) / integ(térfogatáram) [T/M3]
Modell futtatása
Először kéziüzemben alapjelig utána mennyiség ,szint sűrüség AUT-ba állandósult állapotba
Zavarás elvétel 40M3/H
50 M3/H
Sűrűség alapjelváltozás 1.37
Szintváltozás 2.2M
1.2
2.0M
Helyszíni ábrák
sűrűség alapjel változás
elvétel változás
Kényes rész a szint mennyiség szabályozás
Frekvenciatartománybeli vizsgálat
Bóde diagrammal
Begerjesztés 500 1/300sec ről 5 1/1 sec-re gyorsítás K helyett Ti csökkentéssel
Bóde diagram