Reglarea automata a presiunii - estimarea parametrilor unei capacitati pneumatice

1 Estimarea parametrilor unei capacitati pneumatice

Presiunea este un parametru ce caracterizeaza instalatiile pneumatice sau hidraulice. In cazul reglarii presiunilor se determina spre exemplu, modelul matematic pentru o capacitate pneumatica alimentata cu un fluid (faza gazoasa). Structura unui sistem de reglare pentru presiune SRA-P, este data in figura 2.8. Se estimeaza in continuare modelul matematic al capacitatii pneumatice de volum constant V, in care se gaseste un gaz la temperatura T si presiunea p, alimentata cu debitul F_a si din care se extrage debitul F_e. Daca se presupune gazul cu o comportare ideala si la temperatura constanta T, se accepta ecuatia de stare a gazelor perfecte:

(2.

Figura 2.8: SRA pentru presiune

in care M este masa gazului din volumul V, iar R este constanta universala a gazelor. In ipoteza de lucru propusa, presiunea se modifica datorita variatiei in timp a masei M. Astfel, din (2.60) prin derivare in raport cu timpul t, se obtine:

(2.61)

dar:

(2.62)

Se obtine:

Se presupune ca debitul de evacuare F_e depinde de presiunea p, dupa relatia neliniara de curgere:

unde k este o constanta determinata de rezistenta pneumatica a traseului de evacuare, iar p_c este presiunea la consumator. Prin dezvoltare in serie in jurul punctului nominal (stationar) de functionare, rezulta:

Daca se retine din (2.65) partea liniara valabila pentru presiunea p si debitul Fe la orice moment de timp, se obtine:

(2.66)

sau,

(2.67)

Se considera marimile variabile in timp prin expresiile:

Referat: Detergenti .Sapunuri. Substante tensio-active - clasificare Referat: Identificarea C,H,N,S,X - identificarea carbonului si hidrogenu= lui - practica chimiei organice

                  

Daca se revine la ecuatia (2.63), se tine seama de (2.67) si se extrage conditia de regim stationar:

                            

avem

(2.69)

Prin normare se obtin marimile adimensionale ale modelului canalului de executie:

marimea reglata

,     marimea de executie

Modelul dinamic in reprezentarea finala este atunci:

(2.70)

Se obtine astfel, functia de transfer:

                      

in care:

                            

2 Proiectarea sistemelor pentru reglarea automata a presiunii

Se considera sistemul din figura 2.8 pentru care se presupune cunoscuta functia de transfer a partii fixate:

rezultata prin conectarea in serie dintre:

traductorul de masura pentru presiune, considerat element proportional cu factorul de amplificare k_T;

elementul de executie cu functia de transfer

procesul cu functia de transfer (calculata anterior)

In aplicatiile practice  si se poate neglija. In schimb, reprezentarea (2.73) este corectata prin considerarea fenomenelor de transport ale fluidului de la punctul de masura din capacitatea pneumatica sau hidraulica la traductor echivalate cu un timp mort , unde L este lungimea conductei, iar ε este viteza de deplasare a fluidului.

Astfel, se presupune data functia de transfer a partii fixate de forma:

Intrucat sistemele pentru reglarea automata a presiunii sunt afectate de  perturbatii importante, iar relatia (2.74) este un model tipic de reprezentare, pentru proiectare se impune o procedura de acordare experimentala la perturbatii.

Astfel, daca se accepta un algoritm de reglare de tipul PI, in conformitate cu procedura de acordare experimentala Kopelovici (la perturbatii), pentru forma standard (2.74) se recomanda parametrii optimi care asigura o evolutie globala buna a sistemului in circuit inchis:

,

Exista si alte retete similare pentru acordarea sistemului la modificarea referintei (in urmarire).

3 Implementarea sistemelor pentru reglarea presiunii

SRA pentru presiune sunt realizate in structuri de reglare clasice dupa eroare, figura 2.8, o implementare posibila fiind cea din figura 2.9 care foloseste aparatura electronica cu semnal unificat de tensiune (0 − 10 Vcc). Se accepta pastrarea instrumentatiei de cuplare la proces (traductor de presiune cu semnal unificat de curent si element de executie cu servomotor pneumatic). Pentru interconectarea aparaturii SRA care prelucreaza semnale de tensiune (0−10Vcc) se impune introducerea unei conversii suplimetare curent-tensiune pentru marimea masurata (reglata), respectiv o conversie tensiune-curent pen­tru marimea de comanda furnizata de regulatorul automat.

Figura 2.9: SRA pentru presiune, cu aparatura cu semnal unificat de tensiune