Дослідження розбавлювача димових газів по каналурегулювання «витрата повітря — температура димових газів»
Зміст
1. Ідентифікація об’єкта керування
1.1 Планування і проведення експерименту
1.2 Апроксимація часової характеристики математичними виразами
2. Розрахунок оптимальних настроювань регулятора
2.1 Визначення областістійкості системи
2.2 Розрахунок перехідного процесу
3. Розрахунок звужуючого пристрою
4. Розрахунок виконавчого механізму
5. Вибір і розрахунок метрологічних показників
6. Розрахунок контуру регулювання на надійність
1.Ідентифікація об’єкта керування1.1Планування і проведення експерименту
При дослідженнідинаміки об'єкта необхідно вивчити технологічний процес, проаналізувати роботуоб'єкта в режимі нормальної експлуатації, вибрати методи дослідження і видвхідного впливу; провести вибір і монтаж контрольно-вимірювальної апаратури.
Проведення експериментупо зняттю часової характеристики проходить у такий спосіб:
перед нанесеннямзбурювання стабілізуються всі істотні вхідні збурювання: витрату палива,вторинного повітря та ін;
наносять кількакороткочасних збурень заданої форми, щоб зміна вихідної величини неперевищувала припустимих значень;
вносять східчастезбурювання переміщенням регулюючого органа і записують значення вихідноївеличини до одержання ділянки з урівноваженою швидкістю її зміни;
експериментпроводять запланована кількість разів.
У даній роботібули проведені дослідження розбавлювача димових газів по каналу регулювання«витрата повітря — температура димових газів». Витрату повітрязмінювали на 10%, з 200 м3/год до 180 м3/год.
Систему камерирозбавляння можна вважати об'єктом, для якого передатна функція в загальномувипадку має вигляд:
/>, (1)
де /> - коефіцієнт підсиленняоб'єкта в безрозмірному виді; T1, Т2 — постійні часу.
Результати проведенняексперименту по зняттю часової характеристики представлена в таблиці 1. і на рис.1.Час запізнювання складає 0,12 хвилини.
Таблиця 1 — Експериментальна часова характеристика
Т, 0С t, хв 405,00 0,00 406,80 1,08 408,60 2,05 410,40 2,45 412, 20 2,83 414,00 3, 20 415,80 3,51 417,60 3,82 419,40 4,23 421, 20 4,64 423,00 5,15 424,80 5,73 426,60 6,44 428,40 7,46 429,30 8,38 430, 20 9,27 431,10 10,23 431,48 10,97 431,66 11,93 431,86 12,88 431,99 13,50 432,00 14,00
/>
Т, 0С
t, хв. Рисунок 1 — Експериментальна перехіднахарактеристика
1.2Апроксимація часової характеристики математичними виразами
Апроксимація — заміна графіка математичними вираженнями. Динамічні властивості об'єктарегулювання характеризуються диференціальними вираженнями, перехідними іпередатними функціями, частотними характеристиками, між якими існує однозначназалежність. При розрахунку автоматичних систем регулювання, математичну модельзручно представити у виді передатної характеристики. Одержати її можна врезультаті апроксимації тимчасової характеристики. Розроблено велику кількістьметодів аналізу перехідної характеристики з метою одержання передатної функціїлінійного об'єкта регулювання. Суть методів складається у визначеннікоефіцієнтів передатної функції, заздалегідь обраного виду, підставка якихзводиться до одержання розрахункової характеристики щонайкраще співпадаючої зекспериментальної.
Існує кількаметодів апроксимації: графічно-логарифмічний, метод площ, метод рішеннядиференціальних рівнянь, апроксимацією різними ланками й ін.
Розрахунокздійснюється за допомогою ЕОМ. Вихідними даними для розрахунку єекспериментальна перехідна характеристика об'єкта, задана у виді рівновіддаленихза часом ординат, і величина вхідного сигналу.
Для апроксимаціїперехідної характеристики даного об'єкта використовуємо метод апроксимаціїаперіодичною ланкою другого порядку і ланкою запізнювання.
Сума всіхпостійних часу і часу запізнювання передатної функції виду
/> (2)
є площа міжнормованою перехідною характеристикою і лінією сталого значення.
S = T1 + T2 + …+ Tm + t (3)
Величина Sобчислюється методом трапецій і повідомляється користувачеві. Користувач самвибирає кількість і значення постійних часу. Можна ввести кілька варіантів значеньцих параметрів. Програма методом Эйлера обчислює нормування перехідниххарактеристик для кожного варіанта. Точність апроксимації характеризуєтьсякритерієм I, що обчислюється по формулі:
/> (4)
Значенняекспериментальної і розрахункової характеристик виводяться в текстовий файл, напідставі якого на екран виводяться їхній графік.
Аналізуючи видграфіків, і значення критерію I, користувач оцінює результати апроксимації іприймає рішення про продовження роботи або про печатці значень параметрів дляобраного варіанта.
У результатіпроведення апроксимації на ЕОМ отримана передатна функція об'єкта:
/>
Коефіцієнтипередатної функції: К = 0,625; Т1 = 4,521; Т22 = 6,869;
t = 0,5. Точністьапроксимації s =0.00035
Результатирозрахунків приведені в таблиці 2. і на рисунку 2.
Таблиця 2 — Результати апроксимації перехідної характеристики. Т, С t, хв Т, С t, хв 405,00 0,00 424,79 5,73 405,7 1,08 426,60 6,44 407,5 2,05 427,95 7,46 410,40 2,48 429,30 8,38 412,18 2,83 430,11 9,27 413,99 3, 20 430,92 10,23 415,80 3,51 431,41 10,97 417,58 3,82 431,65 11,93 419,39 4,23 431,84 12,83 421, 20 4,64 431,95 13,50 423,00 5,15 432, 19 14,00
/>
Рисунок 2 — Результати апроксимації перехідної характеристики.
2.Розрахунок оптимальних настроювань регулятора
2.1Визначення області стійкості системи
Найбільшоптимальним законом регулювання є ПІ — закон регулювання.
Настроєчніпараметри ПІ — регулятора C0і C1 є функціями частоти ω, коефіцієнта підсилення К, постійних часу Т1і Т2 і часу запізнювання τ.
C0=ƒ0(ω, K, T1, T2, τ) (5)
C1 =ƒ1 (ω, K, T1, T2, τ) (6)
Для одержаннярівнянь, по яких можна визначити чисельні значення C0і C1, необхідно виконати кілька перетворень.
Передатна функціяобраного ПІ — регулятора:
/> (7)
У замкнутійсистемі регулювання при відсутності зовнішніх збурювань передатні функціїоб'єкта і регулятора зв'язані співвідношенням:
Wo (p) ×Wp (p)= 1 (8)
Оптимальніпараметри настроювання регулятора визначають по зворотній розширенійамплітудно-фазовій характеристиці (РАФХ), використовуючи систему рівнянь
С0=ω× (m2 + 1) ×Im* (ω,m) 0(9), C1 = m×Im* (ω,m)0 — Re* (ω,m) 0(10)
де ω — частота коливань;
m — ступінь коливання системи;
Im* (ω,m)0 — мнима частина зворотноїрозширеної амплітудно — фазової характеристики об'єкта;
Re* (ω,m)0 — її речовинна частина.
Щоб визначити Im*(ω,m) 0і Re*(ω,m) 0у зворотнійпередатній функції об'єкта W*(p) = 1/W0 (p), оператор рзаміняють на (i-m) ×ω, виключають мниму частину в знаменнику і після перетвореньодержуємо рівняння для об'єкта другого порядку
/> (11)
/> (12)
Отримані вираженняIm* (ω,m) 0і Re* (ω,m) 0підставляють у рівняння для визначення С1 і С0ізмінюють значення частоти коливань від нуля доти, поки С0не станеменше нуля, потім будують графік лінії рівного ступеня загасання С0=ƒ(С1).
Оптимальніпараметри настроювання регулятора вибирають правіше максимуму кривої лініїрівного ступеня загасання.
Розрахунокоптимальних параметрів настроювань регулятора проводився з використаннямкомп'ютерної програми OPTIMNEW.
За результатамирозрахунків С0і С1 побудована лінія рівного ступенязагасання, представлена на рисунку 3. Значення коефіцієнтівko = 0.625;T1 = 4,521; Т22 = 6,869;t_зап. = 0,5; m = 0,22.Отримані оптимальні параметри С1= 7,782 і С0=1,653 Кп = 7,782 Ти = 0,605.
Усередині областістійкості, обмеженою кривою і віссю абсцис, кожній крапці на площинівідповідають визначені значення настроєчних параметрів С0і С1,при яких буде забезпечена стійкість перехідних процесів у системі автоматичногорегулювання.
При всіх значенняхнастроєчних параметрів, що лежать поза обмеженою областю, ступінь загасаннябуде менше заданою.
Значення настроєчнихпараметрів, що лежать на перетинанні отриманої кривої з віссю абсцис (С0= 0) відповідають ПІ — регуляторові з твердим зворотним зв'язком і процесзагасання характеризується залишковою нерівномірністю. Багаторічний досвіднастроювання регуляторів показав, що значення оптимальних параметрів С0і С1 варто вибирати трохи правіше максимальної крапки на кривомурівному ступені загасання.
Таким чином,передатна функція регулятора має вигляд:
/>2.2Розрахунок перехідного процесу
Після визначеннязначень настроєчних параметрів автоматичного регулятора, необхідно одержатибезпосередньо графік перехідного процесу. В основному інтерес представляєхарактер процесу, що відбувається при впливі, що візьметься, у формі стрибка.
Це більш важкопереноситься системою автоматичного регулювання, чим плавно змінюється вплив.
С1
С0 />
Рисунок 3 — Лініярівного ступеня загасання:
n об'єкта = 2 ko =0.625; T1 = 4,521; Т22 = 6,869;
t_запізн = 0,5; m = 0.220; Кп= 7.782 Ти = 0.605
Основнимивимогами, яким повинний задовольняти оптимальний процес регулювання є:
1. Інтенсивнезагасання перехідного процесу.
2. Максимальневідхилення регульованої величини повинне бути найменшим.
3. Мінімальнатривалість перехідного процесу.
Основнимипоказниками якості є:
час регулювання,
перерегулювання,
коливність,
стала помилка.
Непрямими оцінкамиякості регулювання є:
ступінь стійкості,що дорівнює речовинної частини кореня найближчого до мнимої осі;
ступінь загасання,рівний відношенню різниці двох сусідніх амплітуд одного знака кривійперехідного процесу до більшого з них.
Збільшення ступенязагасання може привести до завищеного відхилення регульованої величини. Якщодинамічні властивості об'єкта в процесі експлуатації змінюються, то вартоорієнтуватися на підвищений ступінь загасання, щоб уникнути появи незатухаючихі слабозатухаючих процесів. У деяких випадках важливе зменшення часурегулювання, в інші накладається обмеження на перерегулювання. Досягнення цихцілей можливо за допомогою зміни ступеня загасання (. Оптимальний ступіньзагасання лежить в інтервалі (=0,75...0,9, що відповідає коливності m=0,221...0,336.Для побудови перехідного процесу системи необхідно одержати її диференціальнерівняння.
Передатна функціязамкнутої системи регулювання має вигляд:
/> (13)
Хвых (р)× (1+Wo(р) ×Wp (р)) = Хвых (р) × (Wo (р) ×Wp (р))(14)
/> (11)
/>
/> (12)
Звідсидиференціальне рівняння системи буде мати вигляд:
/>
/> (13)
При побудовіперехідного процесу замкнутої системи автоматичного регулюваннявикористовувалася ЕОМ. Рішення останнього рівняння проводилося чисельнимметодом. Отриманий перехідної процес представлений на рисунку 2.
З рисунка 4 видно,що величина максимального відхилення регульованого параметра складає 7,5 0С(1,82%), а час перехідного процесу при величині залишкового відхилення D = 0,70С складає 18 хв./>
t, хв
/>
Рисунок 4 — Перехідний процес у замкнутій АСР.
Процесрозрахований для наступних даних: Об’ект 2-го порядку + ПІ-регулятор. n об'єкта = 2 ko = 0.625; T1 = 4,521; Т22 = 6,869; t_запізн= 0,5; m = 0.220; Кп = 7.782 Ти = 0.605
3. Розрахунокзвужуючого пристрою
Звужуючий пристрійв комплекті з дифманометром витратоміром застосовуються для виміру витратирідини, чи газу пари по методу перемінного перепаду тиску.
Методика і формулирозрахунку звужуючих пристроїв, основні вимоги до витрат, методика їхньоїперевірки, а також методика визначення погрішності виміру витрати встановленіправилами стандартизації вимірювальних приладів.
До стандартнихзвужуючих пристроїв відносяться діафрагми, сопла і сопла Вентуры, щозадовольняють вимогам.
При виборі звужуючогопристрою треба мати на увазі наступне:
при тих самихзначеннях витрати і перепаду тиску втрата тиску в діафрагмі і соплі однакова;
при тих самихзначеннях модуля і перепаду тиску сопло дозволяє вимірювати більша витрата, чимдіафрагма, а при Dу£300 мм забезпечує більш високу точність виміру, у порівнянні здіафрагмою;
вимір чизабруднення вхідного профілю звужуючого пристрою в процесі експлуатації впливаєна коефіцієнт витрати діафрагми в значно більшому ступені, чим у сопла. Діафрагмизастосовують для трубопроводів діаметр яких не менш 50 мм за умови 0,05£ m £0,7.
Абсолютнатемпература пари перед звужуючим пристроєм визначається по формулі:
Т = 273,15 + t (14)
Внутрішній діаметртрубопроводу при робочій температурі:
D = Kt'* D20 (15)
де Kt' — поправочний коефіцієнт на теплове розширення матеріалу трубопроводу, удіапазоні температур 20-60°C може бути прийнятий рівним одиниці.
Число рейнольдапри діаметрі D і Qпр визначається по формулах:
Qmax
/>Re = 0.354* (16)
md
Qmin
/> Re = 0.354* (17)
md
Допоміжна величина «С» визначається по формулі:
Qпр
/> С = (18)
0,01252*D2*/>
По номограмі [1] при знайденому значенні «С» і вибираємо «m» знаходимоDРні Рп — перепад і втрату тиску на діафрагмі.
Допоміжна величина(ma) визначаєтьсяпо формулі:
З
/> (ma) = (19)
Ед*ÖDРн
де Ед£1 — для пари.
Визначимо длязаданого «m» граничне значення «В» по формулі:
В ³ К*104/D(20)
де К — абсолютнашорсткість трубопроводу.
Верхня границяшорсткості при заданому «m» визначається по формулі
/>В = 3,9*103 ехр — 142Öm (21)
Якщо В
Кш = аm+В (22)
де
а = (С-0,3) * [-1,066*С2+0,36*С-0,13] (23)
в = 1+ (C-0,3) * [-0,08C2+0,024C-0,0046](24)
С=D/103(25)
Кп= а+в*е-n* (m-0.05) (26)
де
/> (27)
у =0,002+0,2558*С-1,68-С2+2,864*С3 (28)
n = 4,25+142,94* (С-0,05)1,92 (29)
Значення «m»знаходиться в діапазоні 0,05£ m £0,2, тому Re min=5*103 у діапазоні чиселРейнольдса Re min=5*103£ Re £ 108.
Коефіцієнт витративизначається по формулі:
/> (30)
Допоміжна величина«F» визначається по формулі (3.18):
/> (31)
Відносневідхилення допоміжних величин «С» і «F» визначається поформулі (3.19):
/> (32)
За знайденимзначенням «m» визначаємо діаметр отвору діафрагми.
d20=/> (33)
Утрата тиску Рпвизначається по формулі:
Pп = /> (34)
При знайденихзначеннях «m», aу, d20, і DРп перевіримоправильність розрахунку, обчислюємо витрати по формулі (3.22):
/> (35)
Відносневідхилення максимальної витрати при вимірі:
/> (36)
Відокремлюємопогрішності виміру витрати. Погрішності через відхилення діаметрів d і Dскладають: sd=0,035%, sd=0,15%.
Середня квадратичнапогрішність через припустимі відхилення діаметра діафрагми знаходиться поформулі:
/> (37)
Середнюквадратичну погрішність через припустимі відхилення діаметра трубопроводувизначають по формулі:
/> (38)
Середнюквадратичну відносну погрішність коефіцієнта витрати розраховують по формулі(3.26):
/> (39)
Середнюквадратичну відносну погрішність дифманометра, що реєструє, обробленимпланіметром із класом точності по витраті S/>*=1, визначаємо по формулі:
/> (40)
де
/> - приведенапогрішність кореневого планіметра,%
/> - абсолютнапогрішність ходу діафрагми дифманометра, хв.
Середнюквадратичну відносну погрішність визначення коефіцієнта динамічної в'язкостізнаходять по формулі (3.28):
/> (45)
Середняквадратична відносна погрішність коефіцієнта кореляції витрати на числоРейнольдса:
/> (46)
де
КRe — коефіцієнткореляції на число Рейнольдса.
КRe=/> (47)
де
С = /> (48)
В = /> (49)
Середнюквадратичну відносну погрішність визначення щільності знаходимо:
/> (50)
де
Drном — абсолютна погрішність визначення r по таблицях, кг/м3.
Середня квадратичнавідносна погрішність виміру витрати розраховується:
/> (51)
Граничнапогрішність виміру витрати знаходиться з рівняння (3.35):
/> (52)
Розрахунокдіафрагми за допомогою вищенаведеного алгоритму проведено на ЕОМ. Результатирозрахунку приведені нижче. По отриманим даним вибираємо діафрагму камернуДК6-50 ДСТ 14321-73.
4. Розрахуноквиконавчого механізму
Розрахуноквиконують у такій послідовності. За видом середовища та його параметрамивизначають необхідні дані для розрахунку густини r (кг/м3), кінематичноїв’язкості υ (м2/с) і показника адіабати æ.
Знаходять надлишоктиску в лінії ΔРΛ при максимальній витраті:
ΔРΛ=ΔРПР+ΔРМ(53)
При цьому значенняΔРПР і ΔРМ визначають за рівняннями
/> (54)
/> (55)
де ΔРПР — надлишок тиску на прямих ділянках трубопроводу при VМАКС, Н/м2;
ΔРМ — надлишок тиску в місцевих опорах при VМАКС, Н/м2;
λі — коефіцієнти гідравлічних опорів тертя, що залежать від режиму руху потоку;
ξj — коефіцієнти місцевих гідравлічних опорів;
Lі — довжинапрямих ділянок трубопроводів, м;
Dі — умовнідіаметри прямих ділянок трубопроводів, м; ωі, ωj — середні заперерізом швидкості потоку в трубопроводі чи місцевому опорі, м/с.
Величина ωвизначається з рівняння:
ω = 4V /πDi23600 (56)
Коефіцієнт λдля круглих шорстких сталевих і чавунних/> трубопроводівзнаходять за формулою, що справджується при Rе >2320:
/> (57)
де ε = е/Di — відносна шорсткість; е — середня висота виступів, мм.
При величині Rе
λ = 64/ Rе (58)
Для круглих трубчисло
Rе = ω iD /υ (59)
Надлишок тиску DРромакс у РОобчислюють при VМАКС за формулою:
/> (60)
де ΔРГ= ρgΔh, а Δh — різниця рівня верхньої і нижньої відмітоктрубопроводу.
Визначають заодним із наступних рівнянь значення пропускної здатності КVМАКС залежновід V МАКС і DРромакс.
Для потоку газу прийого докритичному режимі течії, коли ΔРρо
/> (61)
При критичномурежимі течії газу (ΔРρо >0,5Р1):
/> (62)
де /> - максимальна об’ємнавитрата газу при нормальних умовах, нм3/с; r — густина рідини, кг/м3; rн — густина газу принормальних умовах, кг/м3; Т1 — температура газу перед РО, К; Р1 — тиск газу перед РО, Н/м2; Р2 — тиск газу після РО, Н/м2;К' — коефіцієнт стисливості, що враховує відхилення газу від закону ідеальногогазу.
Коефіцієнтстисливості визначається з наступних умов: якщо (Р1-Р2) /Р10,08 його розраховують із співвідношення
К’=1-[0,46 (Р1 — Р2) /Р1] (63)
За знайденимзначенням Кvмакс обчислюють умовну пропускну здатність Кvy, яка перевищуєрозрахункове значення на 20%, за формулою:
Кvy = 1,2 Кv макс.(63)
Беруть найближчебільше значення Кvy, вибирають характеристику РО і визначають діаметр умовногопроходу Dу.
Розрахунокрегулюючого органу за допомогою вищенаведеного алгоритму проведено на ПЕОМ. Результатирозрахунку приведені нижче.
5. Вибірі розрахунок метрологічних показників
Засоби вимірюваннятехнологічних параметрів необхідно обирати у відповідності до вимогтехнологічного регламента виробничого процесу. При цьому норми і показникитехнологічних параметрів у регламентах можуть бути представлені двома способами:номінальним значенням (ХН) з межево-припустимими відхиленнями (e), чи діапазономприпустимих значень параметра (s). Межево-припустиме відхилення — це межі відхилень від ХН,усередині яких припустимо вести технологічний процес з достатньою ефективністю.Діапазон припустимих значень параметра — це область значень технологічногопараметра, у якій припустимо вести технологічний процес без суттєвої зміниефективності. Дані технологічного регламенту є початковими для визначенняпохибки вимірювання вимірювальних засобів, яка має бути притаманна їм приексплуатації у складі системи автоматизації. Визначення похибки вимірюванняздійснюється у відповідності з наступним правилом: похибка вимірюванняпараметра не повинна перевищувати e/3 чи s/6.
Як правиловимірювання технологічного параметра здійснюється за допомогою вимірювальногокомплекту, до складу якого входять первинний перетворювач (датчик), проміжнийперетворювач (в окремих випадках) і вторинний прилад. Тому похибка вимірюваннятакого вимірювального комплекту буде залежати від похибки усіх складових.
Розрахунокзагальної похибки вимірювального комплекту температури передбачає визначенняхарактеристик складових, що утворюють комплект. Вимірювальний комплектскладається з термоелектричного перетворювача типу ТХА-2088 з основною похибкою0,5% і вторинного приладу класу точності 0,5 з діапазоном шкали 0¸500 0Ста ціною поділки 5 °С, а вимога технологічного регламенту до вимірювання температури заданаумовою — (210±10) 0С.
У відповідності з рис.5позначення складових похибки наступні: D — вимірювального комплекту; Dвп — вторинногоприладу; Dд- термомерта; Dсл — з’єднувальних ліній; Dм — методична; Dсч — зчитування; D1 — основна вторинного приладу; D2 — додаткова внаслідок коливань температуринавколишнього повітря для вторинного приладу; D3 — додаткова внаслідокколивань напруги живлення у мережі для вторинного приладу; D4 — додатковавнаслідок впливу магнітних полів; D5 — основна датчика; D6 — додаткова внаслідок нагріву датчика вимірювальним струмом; D7 — динамічна длядатчика./> />
Рисунок 5 — Складові похибки вимірювального комплекту температури.
Визначають границіосновної похибки:
/> (64)
/>
Додаткові похибкивторинного приладу визначаються згідно технічних умов на вторинний прилад. Прицьому відомо, що додаткова похибка D2 не перевищує 0,2 основної похибки на кожні 10 0Свід нормальної температури (20 0С) у межах робочої областівимірювання. Приймаючи до уваги, що у місцях встановлення приладу температураповітря може змінюватись (Dt) від 15 до 35 0С, величина D2 становить:
/> (65)
/>
Додаткова похибка D3 обчислюється заформулою:
/> (66)
/>
де gU = 0,25% — додаткова похибка внаслідок коливань напруги у мережі у межах/>В встановлена технічнимиумовами на прилад.
Додаткова похибка D4 для вторинногоприладу А-542 не нормована, тому D4=0.
Границі основноїпохибки D5датчика становить
/> (67)
/>
Додаткова похибка D6 для всіх класів ТСПвстановлена на рівні 0,1% при температурі 0 0С, що відповідає ±0,25 0С. ПохибкоюD7найчастіше зневажають, припускаючи інерційність датчика невелику і достатньодобрі умови теплообміну, тобто D7=0.
Похибка від лініїзв’язку обумовлюється в основному відхиленням номінального опору лінії зв’язкувторинного приладу з ТСП, припустиме значення відхилення якого складає до 0,01Ом чи приблизно Dлс=±0,2 0С. Вважаючи умови перемішування достатніми можнадодаткову похибку Dм не ураховувати.
Похибка зчитуванняDсч дляпоказуючих приладів, що пов’язана з неточністю відліку показань оператором,приймається у практичній роботі на рівні половини ціни поділки, тобто Dсч=±0,5 0С. Такимчином, підсумкова похибка вимірювального комплекту становить
/>
Отримане значенняпохибки вимірювання обраними приладами не перевищує e/3 = 1,0 0С, щовідповідає вимогам технологічного регламенту.
6.Розрахунок контуру регулювання на надійність
Розрахуватинадійність контуру регулювання — це означає визначити її кількісніхарактеристики надійності за відомими характеристиками елементів, з якихскладається контур регулювання.
При розрахункуконтурів регулювання, що складаються з кількох елементів, ймовірністьбезвідмовної роботи контуру (Рс) дорівнює добутку ймовірностейбезвідмовної роботи окремих елементів:
/>, (68)
де: /> - кількість елементівконтуру;
/> - ймовірністьбезвідмовної роботи і-го елемента.
Однак на практицічастіше всього для розрахунку ймовірності безвідмовної роботи використовуєтьсясередня інтенсивність відмов λі тому, що цей параметр присутнійв паспортах приладів.
/>, (69)
де Ті — середній час безвідмовної роботи;
Тоді ймовірністьбезвідмовної роботи контуру регулювання можна розрахувати за формулою:
/>,
де/> - час роботи елементаконтуру;
/> - інтенсивністьвідмов і-го елементу;
/> - кількістьелементів в контурі.
Під час розрахункуймовірності безвідмовної роботи контуру регулювання треба враховувати, щосередня кількість днів роботи контуру протягом року — 300, контур працює 24години на добу. (300·24=7200 год на рік).
Розглянемо контуррегулювання температури. Порівняємо ймовірність безвідмовної роботи контуру,розробленого на локальних засобах та з використанням мікропроцесорногоконтролеру Р-130 терміном за 1 рік.
/>
/>
/>
/>
/>
/> (2.70)
/>
де 1-1 — термоелектроперетворювач;
перетворювач;
Реміконт Р-130
підсилювачпотужності;
виконавчиймеханізм.
/>
/>
/>
/>
/> (71)
/>
Висновок: застосуваннямікроконтролера збільшує надійність контуру регулювання на 2%