Дослідження розбавлювача димових газів по каналу регулювання "витрата повітря – температура димових газів"
Работа из раздела: «
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»
29
Дослідження розбавлювача димових газів по каналу регулювання '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 області стійкості 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 керування
1.1 Планування і проведення експерименту
При дослідженні динаміки об'єкта необхідно вивчити технологічний процес, проаналізувати роботу об'єкта в режимі нормальної експлуатації, вибрати методи дослідження і вид вхідного впливу; провести вибір і монтаж контрольно-вимірювальної апаратури.
Проведення експерименту по зняттю часової характеристики проходить у такий спосіб:
перед нанесенням збурювання стабілізуються всі істотні вхідні збурювання: витрату палива, вторинного повітря та ін;
наносять кілька короткочасних збурень заданої форми, щоб зміна вихідної величини не перевищувала припустимих значень;
вносять східчасте збурювання переміщенням регулюючого органа і записують значення вихідної величини до одержання ділянки з урівноваженою швидкістю її зміни;
експеримент проводять запланована кількість разів.
У даній роботі були проведені дослідження розбавлювача димових газів по каналу регулювання 'витрата повітря - температура димових газів'. Витрату повітря змінювали на 10%, з 200 м3/год до 180 м3/год.
Систему камери розбавляння можна вважати об'єктом, для якого передатна функція в загальному випадку має вигляд:
, (1)
де - коефіцієнт підсилення об'єкта в безрозмірному виді; T1, Т2 - постійні часу.
Результати проведення експерименту 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
|
|
|
Рисунок 1 - Експериментальна перехідна характеристика
1.2 Апроксимація часової характеристики математичними виразами
Апроксимація - заміна графіка математичними вираженнями. Динамічні властивості об'єкта регулювання характеризуються диференціальними вираженнями, перехідними і передатними функціями, частотними характеристиками, між якими існує однозначна залежність. При розрахунку автоматичних систем регулювання, математичну модель зручно представити у виді передатної характеристики. Одержати її можна в результаті апроксимації тимчасової характеристики. Розроблено велику кількість методів аналізу перехідної характеристики з метою одержання передатної функції лінійного об'єкта регулювання. Суть методів складається у визначенні коефіцієнтів передатної функції, заздалегідь обраного виду, підставка яких зводиться до одержання розрахункової характеристики щонайкраще співпадаючої з експериментальної.
Існує кілька методів апроксимації: графічно-логарифмічний, метод площ, метод рішення диференціальних рівнянь, апроксимацією різними ланками й ін.
Розрахунок здійснюється за допомогою ЕОМ. Вихідними даними для розрахунку є експериментальна перехідна характеристика об'єкта, задана у виді рівновіддалених за часом ординат, і величина вхідного сигналу.
Для апроксимації перехідної характеристики даного об'єкта використовуємо метод апроксимації аперіодичною ланкою другого порядку і ланкою запізнювання.
Сума всіх постійних часу і часу запізнювання передатної функції виду
(2)
є площа між нормованою перехідною характеристикою і лінією сталого значення.
S = T1 + T2 + … + Tm + (3)
Величина S обчислюється методом трапецій і повідомляється користувачеві. Користувач сам вибирає кількість і значення постійних часу. Можна ввести кілька варіантів значень цих параметрів. Програма методом Эйлера обчислює нормування перехідних характеристик для кожного варіанта. Точність апроксимації характеризується критерієм I, що обчислюється по формулі:
(4)
Значення експериментальної і розрахункової характеристик виводяться в текстовий файл, на підставі якого на екран виводяться їхній графік.
Аналізуючи вид графіків, і значення критерію I, користувач оцінює результати апроксимації і приймає рішення про продовження роботи або про печатці значень параметрів для обраного варіанта.
У результаті проведення апроксимації на ЕОМ отримана передатна функція об'єкта:
Коефіцієнти передатної функції: К = 0,625; Т1 = 4,521; Т22 = 6,869;
= 0,5. Точність апроксимації =0.00035
Результати розрахунків 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
2.1 Визначення області стійкості системи
Найбільш оптимальним законом регулювання є ПІ - закон регулювання.
Настроєчні параметри ПІ - регулятора C0 і C1 є функціями частоти щ, коефіцієнта підсилення К, постійних часу Т1 і Т2 і часу запізнювання ф.
C0 = ѓ0 (щ, K, T1, T2, ф) (5)
C1 = ѓ1 (щ, K, T1, T2, ф) (6)
Для одержання рівнянь, по яких можна визначити чисельні значення C0 і C1, необхідно виконати кілька перетворень.
Передатна функція обраного ПІ - регулятора:
(7)
У замкнутій системі регулювання при відсутності зовнішніх збурювань передатні функції об'єкта і регулятора зв'язані співвідношенням:
Wo (p) Wp (p) = 1 (8)
Оптимальні параметри настроювання регулятора визначають по зворотній розширеній амплітудно-фазовій характеристиці (РАФХ), використовуючи систему рівнянь
С0 = щ (m2 + 1) Im* (щ,m) 0 (9), C1 = mIm* (щ,m) 0 - Re* (щ,m) 0 (10)
де щ - частота коливань;
m - ступінь коливання системи;
Im* (щ,m) 0 - мнима частина зворотної розширеної амплітудно - фазової характеристики об'єкта;
Re* (щ,m) 0 - її речовинна частина.
Щоб визначити Im* (щ,m) 0 і Re* (щ,m) 0 у зворотній передатній функції об'єкта W* (p) = 1/W0 (p), оператор р заміняють на (i-m) щ, виключають мниму частину в знаменнику і після перетворень одержуємо рівняння для об'єкта другого порядку
(11)
(12)
Отримані вираження Im* (щ,m) 0 і Re* (щ,m) 0 підставляють у рівняння для визначення С1 і С0 і змінюють значення частоти коливань від нуля доти, поки С0 не стане менше нуля, потім будують графік лінії рівного ступеня загасання С0=ѓ (С1).
Оптимальні параметри настроювання регулятора вибирають правіше максимуму кривої лінії рівного ступеня загасання.
Розрахунок оптимальних параметрів настроювань регулятора проводився з використанням комп'ютерної програми OPTIMNEW.
За результатами розрахунків С0 і С1 побудована лінія рівного ступеня загасання, представлена на рисунку 3. Значення коефіцієнтів ko = 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 області стійкості, обмеженою кривою і віссю абсцис, кожній крапці на площині відповідають визначені значення настроєчних параметрів С0 і С1, при яких буде забезпечена стійкість перехідних процесів у системі автоматичного регулювання.
При всіх значеннях настроєчних параметрів, що лежать поза обмеженою областю, ступінь загасання буде менше заданою.
Значення настроєчних параметрів, що лежать на перетинанні отриманої кривої з віссю абсцис (С0 = 0) відповідають ПІ - регуляторові з твердим зворотним зв'язком і процес загасання характеризується залишковою нерівномірністю. Багаторічний досвід настроювання регуляторів показав, що значення оптимальних параметрів С0 і С1 варто вибирати трохи правіше максимальної крапки на кривому рівному ступені загасання.
Таким чином, передатна функція регулятора має вигляд:
2.2 Розрахунок перехідного процесу
Після визначення значень настроєчних параметрів автоматичного регулятора, необхідно одержати безпосередньо графік перехідного процесу. В основному інтерес представляє характер процесу, що відбувається при впливі, що візьметься, у формі стрибка.
Це більш важко переноситься системою автоматичного регулювання, чим плавно змінюється вплив.
Рисунок 3 - Лінія рівного 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
Основними вимогами, яким повинний задовольняти оптимальний процес регулювання є:
1. Інтенсивне загасання перехідного процесу.
2. Максимальне відхилення регульованої величини повинне бути найменшим.
3. Мінімальна тривалість перехідного процесу.
Основними показниками якості є:
час регулювання,
перерегулювання,
коливність,
стала помилка.
Непрямими оцінками якості регулювання є:
ступінь стійкості, що дорівнює речовинної частини кореня найближчого до мнимої осі;
ступінь загасання, рівний відношенню різниці двох сусідніх амплітуд одного знака кривій перехідного процесу до більшого з них.
Збільшення ступеня загасання може привести до завищеного відхилення регульованої величини. Якщо динамічні властивості об'єкта в процесі експлуатації змінюються, то варто орієнтуватися на підвищений ступінь загасання, щоб уникнути появи незатухаючих і слабозатухаючих процесів. У деяких випадках важливе зменшення часу регулювання, в інші накладається обмеження на перерегулювання. Досягнення цих цілей можливо за допомогою зміни ступеня загасання (. Оптимальний ступінь загасання лежить в інтервалі (=0,75...0,9, що відповідає коливності m=0,221...0,336. Для побудови перехідного процесу системи необхідно одержати її диференціальне рівняння.
Передатна функція замкнутої системи регулювання має вигляд:
(13)
Хвых (р) (1+Wo (р) Wp (р)) = Хвых (р) (Wo (р) Wp (р)) (14)
(11)
(12)
Звідси диференціальне рівняння системи буде мати вигляд:
(13)
При побудові перехідного процесу замкнутої системи автоматичного регулювання використовувалася ЕОМ. Рішення останнього рівняння проводилося чисельним методом. 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 = 0,7 0С складає 18 хв.
Рисунок 4 - Перехідний процес у замкнутій АСР.
Процес розрахований 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. Розрахунок звужуючого пристрою
Звужуючий пристрій в комплекті з дифманометром витратоміром застосовуються для виміру витрати рідини, чи газу пари по методу перемінного перепаду тиску.
Методика і формули розрахунку звужуючих пристроїв, основні вимоги до витрат, методика їхньої перевірки, а також методика визначення погрішності виміру витрати встановлені правилами стандартизації вимірювальних приладів.
До стандартних звужуючих пристроїв відносяться діафрагми, сопла і сопла Вентуры, що задовольняють вимогам.
При виборі звужуючого пристрою треба мати на увазі наступне:
при тих самих значеннях витрати і перепаду тиску втрата тиску в діафрагмі і соплі однакова;
при тих самих значеннях модуля і перепаду тиску сопло дозволяє вимірювати більша витрата, чим діафрагма, а при Dу300 мм забезпечує більш високу точність виміру, у порівнянні з діафрагмою;
вимір чи забруднення вхідного профілю звужуючого пристрою в процесі експлуатації впливає на коефіцієнт витрати діафрагми в значно більшому ступені, чим у сопла. Діафрагми застосовують для трубопроводів діаметр яких не менш 50 мм за умови 0,05 m 0,7.
Абсолютна температура пари перед звужуючим пристроєм визначається по формулі:
Т = 273,15 + t (14)
Внутрішній діаметр трубопроводу при робочій температурі:
D = Kt' * D20 (15)
де Kt' - поправочний коефіцієнт на теплове розширення матеріалу трубопроводу, у діапазоні температур 20-60C може бути прийнятий рівним одиниці.
Число рейнольда при діаметрі D і Qпр визначається по формулах:
Qmax
Re = 0.354* (16)
d
Qmin
Re = 0.354* (17)
d
Допоміжна величина 'С' визначається по формулі:
Qпр
С = (18)
0,01252*D2*
По номограмі [1] при знайденому значенні 'С' і вибираємо 'm' знаходимо Рн і Рп - перепад і втрату тиску на діафрагмі.
Допоміжна величина (m) визначається по формулі:
З
(m) = (19)
Ед*Рн
де Ед1 - для пари.
Визначимо для заданого 'm' граничне значення 'В' по формулі:
В К*104/D (20)
де К - абсолютна шорсткість трубопроводу.
Верхня границя шорсткості при заданому 'm' визначається по формулі
В = 3,9*103 ехр - 142m (21)
Якщо В<K*104/D, то вводимо поправочні коефіцієнти Кп і Кш:
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 чисел Рейнольдса Re min=5*103 Re 108.
Коефіцієнт витрати визначається по формулі:
(30)
Допоміжна величина 'F' визначається по формулі (3.18):
(31)
Відносне відхилення допоміжних величин 'С' і 'F' визначається по формулі (3.19):
(32)
За знайденим значенням 'm' визначаємо діаметр отвору діафрагми.
d20= (33)
Утрата тиску Рп визначається по формулі:
Pп = (34)
При знайдених значеннях 'm', у, d20, і Рп перевіримо правильність розрахунку, обчислюємо витрати по формулі (3.22):
(35)
Відносне відхилення максимальної витрати при вимірі:
(36)
Відокремлюємо погрішності виміру витрати. Погрішності через відхилення діаметрів d і D складають: d=0,035%, d=0,15%.
Середня квадратична погрішність через припустимі відхилення діаметра діафрагми знаходиться по формулі:
(37)
Середню квадратичну погрішність через припустимі відхилення діаметра трубопроводу визначають по формулі:
(38)
Середню квадратичну відносну погрішність коефіцієнта витрати розраховують по формулі (3.26):
(39)
Середню квадратичну відносну погрішність дифманометра, що реєструє, обробленим планіметром із класом точності по витраті S* =1, визначаємо по формулі:
(40)
де
- приведена погрішність кореневого планіметра,%
- абсолютна погрішність ходу діафрагми дифманометра, хв.
Середню квадратичну відносну погрішність визначення коефіцієнта динамічної в'язкості знаходять по формулі (3.28):
(45)
Середня квадратична відносна погрішність коефіцієнта кореляції витрати на число Рейнольдса:
(46)
де
КRe - коефіцієнт кореляції на число Рейнольдса.
КRe= (47)
де
С = (48)
В = (49)
Середню квадратичну відносну погрішність визначення щільності знаходимо:
(50)
де
ном - абсолютна погрішність визначення по таблицях, кг/м3.
Середня квадратична відносна погрішність виміру витрати розраховується:
(51)
Гранична погрішність виміру витрати знаходиться з рівняння (3.35):
(52)
Розрахунок діафрагми за допомогою вищенаведеного алгоритму проведено на ЕОМ. Результати розрахунку приведені нижче. По отриманим даним вибираємо діафрагму камерну ДК6-50 ДСТ 14321-73.
4. Розрахунок виконавчого механізму
Розрахунок виконують у такій послідовності. За видом середовища та його параметрами визначають необхідні дані для розрахунку густини (кг/м3), кінематичної в'язкості х (м2/с) і показника адіабати ж.
Знаходять надлишок тиску в лінії ДРЛ при максимальній витраті:
ДРЛ=ДРПР+ДРМ (53)
При цьому значення ДРПР і ДРМ визначають за рівняннями
(54)
(55)
де ДРПР - надлишок тиску на прямих ділянках трубопроводу при VМАКС, Н/м2;
ДРМ - надлишок тиску в місцевих опорах при VМАКС, Н/м2;
лі - коефіцієнти гідравлічних опорів тертя, що залежать від режиму руху потоку;
оj - коефіцієнти місцевих гідравлічних опорів;
Lі - довжина прямих ділянок трубопроводів, м;
Dі - умовні діаметри прямих ділянок трубопроводів, м; щі, щj - середні за перерізом швидкості потоку в трубопроводі чи місцевому опорі, м/с.
Величина щ визначається з рівняння:
щ = 4V / рDi23600 (56)
Коефіцієнт л для круглих шорстких сталевих і чавунних трубопроводів знаходять за формулою, що справджується при Rе >2320:
(57)
де е = е/Di - відносна шорсткість; е - середня висота виступів, мм.
При величині Rе 2320 коефіцієнт:
л = 64/ Rе (58)
Для круглих труб число
Rе = щ iD / х (59)
Надлишок тиску Рромакс у РО обчислюють при VМАКС за формулою:
(60)
де ДРГ = сgДh, а Дh - різниця рівня верхньої і нижньої відміток трубопроводу.
Визначають за одним із наступних рівнянь значення пропускної здатності КVМАКС залежно від V МАКС і Рромакс.
Для потоку газу при його докритичному режимі течії, коли ДРсо <ДРКР = 0,5Р1:
(61)
При критичному режимі течії газу (ДРсо >0,5Р1):
(62)
де - максимальна об'ємна витрата газу при нормальних умовах, нм3/с; - густина рідини, кг/м3; н - густина газу при нормальних 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 ідеального газу.
Коефіцієнт стисливості визначається з наступних умов: якщо (Р1-Р2) /Р1<0,08, то К'=1; при (Р1 - Р2) /Р1>0,08 його розраховують із співвідношення
К'=1-0,46 (Р1 - Р2) /Р1 (63)
За знайденим значенням Кvмакс обчислюють умовну пропускну здатність Кvy, яка перевищує розрахункове значення на 20%, за формулою:
Кvy = 1,2 Кv макс. (63)
Беруть найближче більше значення Кvy, вибирають характеристику РО і визначають діаметр умовного проходу Dу.
Розрахунок регулюючого органу за допомогою вищенаведеного алгоритму проведено на ПЕОМ. Результати розрахунку приведені нижче.
5. Вибір і розрахунок метрологічних показників
Засоби вимірювання технологічних параметрів необхідно обирати у відповідності до вимог технологічного регламента виробничого процесу. При цьому норми і показники технологічних параметрів у регламентах можуть бути представлені двома способами: номінальним значенням (ХН) з межево-припустимими відхиленнями (), чи діапазоном припустимих значень параметра (). Межево-припустиме відхилення - це межі відхилень від ХН, усередині яких припустимо вести технологічний процес з достатньою ефективністю. Діапазон припустимих значень параметра - це область значень технологічного параметра, у якій припустимо вести технологічний процес без суттєвої зміни ефективності. Дані технологічного регламенту є початковими для визначення похибки вимірювання вимірювальних засобів, яка має бути притаманна їм при експлуатації у складі системи автоматизації. Визначення похибки вимірювання здійснюється у відповідності з наступним правилом: похибка вимірювання параметра не повинна перевищувати /3 чи /6.
Як правило вимірювання технологічного параметра здійснюється за допомогою вимірювального комплекту, до складу якого входять первинний перетворювач (датчик), проміжний перетворювач (в окремих випадках) і вторинний прилад. Тому похибка вимірювання такого вимірювального комплекту буде залежати від похибки усіх складових.
Розрахунок загальної похибки вимірювального комплекту температури передбачає визначення характеристик складових, що утворюють комплект. Вимірювальний комплект складається з термоелектричного перетворювача типу ТХА-2088 з основною похибкою 0,5% і вторинного приладу класу точності 0,5 з діапазоном шкали 0500 0С та ціною поділки 5 С, а вимога технологічного регламенту до вимірювання температури задана умовою - (21010) 0С.
У відповідності з рис.5 позначення складових похибки наступні: - вимірювального комплекту; вп - вторинного приладу; д - термомерта; сл - з'єднувальних ліній; м - методична; сч - зчитування; 1 - основна вторинного приладу; 2 - додаткова внаслідок коливань температури навколишнього повітря для вторинного приладу; 3 - додаткова внаслідок коливань напруги живлення у мережі для вторинного приладу; 4 - додаткова внаслідок впливу магнітних полів; 5 - основна датчика; 6 - додаткова внаслідок нагріву датчика вимірювальним струмом; 7 - динамічна для датчика.
Рисунок 5 - Складові похибки вимірювального комплекту температури.
Визначають границі основної похибки:
(64)
Додаткові похибки вторинного приладу визначаються згідно технічних умов на вторинний прилад. При цьому відомо, що додаткова похибка 2 не перевищує 0,2 основної похибки на кожні 10 0С від нормальної температури (20 0С) у межах робочої області вимірювання. Приймаючи до уваги, що у місцях встановлення приладу температура повітря може змінюватись (t) від 15 до 35 0С, величина 2 становить:
(65)
Додаткова похибка 3 обчислюється за формулою:
(66)
де U = 0,25% - додаткова похибка внаслідок коливань напруги у мережі у межах В встановлена технічними умовами на прилад.
Додаткова похибка 4 для вторинного приладу А-542 не нормована, тому 4=0.
Границі основної похибки 5 датчика становить
(67)
Додаткова похибка 6 для всіх класів ТСП встановлена на рівні 0,1% при температурі 0 0С, що відповідає 0,25 0С. Похибкою 7 найчастіше зневажають, припускаючи інерційність датчика невелику і достатньо добрі умови теплообміну, тобто 7=0.
Похибка від лінії зв'язку обумовлюється в основному відхиленням номінального опору лінії зв'язку вторинного приладу з ТСП, припустиме значення відхилення якого складає до 0,01 Ом чи приблизно лс=0,2 0С. Вважаючи умови перемішування достатніми можна додаткову похибку м не ураховувати.
Похибка зчитування сч для показуючих приладів, що пов'язана з неточністю відліку показань оператором, приймається у практичній роботі на рівні половини ціни поділки, тобто сч=0,5 0С. Таким чином, підсумкова похибка вимірювального комплекту становить
Отримане значення похибки вимірювання обраними приладами не перевищує /3 = 1,0 0С, що відповідає вимогам технологічного регламенту.
6. Розрахунок контуру регулювання на надійність
Розрахувати надійність контуру регулювання - це означає визначити її кількісні характеристики надійності за відомими характеристиками елементів, з яких складається контур регулювання.
При розрахунку контурів регулювання, що складаються з кількох елементів, ймовірність безвідмовної роботи контуру (Рс) дорівнює добутку ймовірностей безвідмовної роботи окремих елементів:
, (68)
де: - кількість елементів контуру;
- ймовірність безвідмовної роботи і-го елемента.
Однак на практиці частіше всього для розрахунку ймовірності безвідмовної роботи використовується середня інтенсивність відмов лі тому, що цей параметр присутній в паспортах приладів.
, (69)
де Ті - середній час безвідмовної роботи;
Тоді ймовірність безвідмовної роботи контуру регулювання можна розрахувати за формулою:
,
де - час роботи елемента контуру;
- інтенсивність відмов і-го елементу;
- кількість елементів в контурі.
Під час розрахунку ймовірності безвідмовної роботи контуру регулювання треба враховувати, що середня кількість днів роботи контуру протягом року - 300, контур працює 24 години на добу. (300·24=7200 год на рік).
Розглянемо контур регулювання температури. Порівняємо ймовірність безвідмовної роботи контуру, розробленого на локальних засобах та з використанням мікропроцесорного контролеру Р-130 терміном за 1 рік.
(2.70)
де 1-1 - термоелектроперетворювач;
перетворювач;
Реміконт Р-130
підсилювач потужності;
виконавчий механізм.
(71)
Висновок: застосування мікроконтролера збільшує надійність контуру регулювання на 2%
