Назначение САРД НПС. Блок-схема электрического регулирования давления

Системы автоматического регулирования давления МНС предназначены для:

- поддержания давления на входе МНС не ниже заданного значения;

- поддержания давления на выходе НПС не выше заданного значения.

Точность поддержания усредненного значения давления относительно уставки регулирования во время установившегося режима работы трубопровода должна быть не хуже ± 0,02 МПа.

Управление исполнительными механизмами системы автоматического регулирования давления МНС должно осуществляться от алгоритмически независимых контуров регулирования давления на входе МНС и выходе НПС, воздействующих на исполнительные механизмы через общий блок селекции управляющих сигналов

В состав блок-схемы САРД входят два контура регулирования давления, каждый из них включает в себя:

- импульсные трубки;

- разделительный сосуд;

- датчик-преобразователь;

- регулятор;

- задатчик;

- общий блок селекции управляющих сигналов.

Контролируемое давление через разделительный сосуд, предназначенный для того чтобы отделить агрессивную жидкость (нефть) от чувствительного элемента в датчике (сосуд заполнен тосолом), воздействует на него. Датчик преобразует давление в аналоговый токовый сигнал (4-20мА) и подаёт его на вход регулятора. Кроме этого на вход регулятора также подаётся постоянный токовый сигнал от задатчика, величина которого соответствует допустимому рабочему давлению на выходе НПС. Регулятор сравнивает сигнал от датчика с заданным сигналом от задатчика и при наличии рассогласования между ними выдаёт аналоговый токовый сигнал, изменяющийся по законам регулирования, в общий блок селекции управляющих сигналов. Данный блок селективно выбирает больший сигнал, поступающие от регуляторов на входе и выходе НПС и подает его на ИМ в КРД. ИМ приводит в движение заслонку, процентное отклонение которой от горизонтального положения будет зависеть от величины поступающего токового сигнала.

 

Рисунок 8 Блок-схема САРД

 

Состав контуров регулирования давления на входе и выходе НПС одинаковый, а принцип действия противоположный. Контур регулирования на выходе НПС настраивается на прямую работу, т.е. при увеличении давления выше допустимого значения регулятор выдаёт больший токовый сигнал. Контур регулирования на входе МНС настраивается на обратную работу, т.е. при уменьшении давления ниже допустимого значения регулятор выдаёт больший токовый сигнал.

Критерии качества САР. Регуляторы, классификация. Виды регулирующих органов

Критерии качества САР

 

Состояние равновесия – это состояние когда регулируемая величина (давление) остается неизменной во времени (установившийся режим).

Возмущение – это событие, которое приводит к изменению регулируемой величины (переход с МНА на МНА, АВР).

Переходным процессом называют процесс регулирования, когда изменение регулируемой величины во времени в результате действия возмущения и вызванное этим возмущением действие регулятора. Это переход из одного равновесного состояния в другое.

Если система автоматического регулирования, будучи выведена из состояния равновесия, вновь приходит в равновесное состояние, то ее называют устойчивой. Если САР при этих условиях не может достичь равновесного состояния, то ее называют неустойчивой. Ее переходный процесс имеет вид периодических колебаний с постоянной или возрастающей амплитудой. Устойчивость САР – это основной показатель и необходимое условие работоспособности.

Для оценки характеристики переходного процесса и его качества используются следующие динамические показатели:

Рисунок 9 Переходный процесс

 

1. Перерегулирование – величина максимального отклонения ∆ Х₁ регулируемой величины от установившегося значения Х_уст.

2. Время регулирования – это время между началом возмущения и концом переходного процесса t_р, за окончание которого принимается время, начиная с которого регулируемая величина изменяется в пределах заданного диапазона отклонения Е.

3. Установившаяся ошибка б характеризует точность регулирования и есть разность между заданным значением и установившимся.

4. Частота колебаний (период колебаний Т_р) определяется числом колебаний за единицу времени.

5. Затухание колебательных процессов характеризуется интенсивностью уменьшения амплитуды отклонения.

Затухание колебательных процессов – численно определяется логарифмическим декрементом затухания, т. е. это логарифм отношения наибольшей амплитуды отклонения к амплитуде следующего отклонения того же знака.

Вывод: Система регулирования будет идеальной, если она будет точно поддерживать или повторять заданную величину без переходных процессов. Для оценки качества переходного процесса используются динамические показатели.

Качество САР будет тем выше, чем меньше перерегулирование, короче время регулирования, меньше установившаяся ошибка, меньше частота колебаний и больше затухание колебательных процессов.

Система регулирования является замкнутой системой, так как изменение состояния любого параметра объекта или регулятора приводит к изменению всей системы в целом. Отсюда следует, что вся система в целом будет работать устойчиво при условии, когда динамические свойства регулятора будут соответствовать динамическим показателямм объекта, т.е. параметры регулятора настраиваются для работы конкретной НПС.