Исследование и оптимизация характеристик регулирующих органов в системах управления энергоблоков

• Автор: Маршалов, Евгений Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Анализ особенностей работы регулирующей арматуры в составе АСУТП энергоблоков
1.1. Предварительные замечания
1.2. Анализ факторов, влияющих на работу регулирующих органов в АСУТП энергоблоков
1.3. Способы корректировки характеристик РО
1.4. Выводы
2. Анализ характеристик регулирующих органов технологических
сред
2.1. Предварительные замечания
2.2. Методика диагностирования РХ РО и планирование экспериментов
2.3. Примеры расчета экспериментальных расходных характеристик
2.4. Фонд экспериментальных характеристик
2.5. Выводы
3. Теоретические основы моделирования гидравлических систем с регулирующими органами
3.1. Обобщенные термодинамические потенциалы и координаты гидравлической системы
3.2. Методика расчета регулирующих органов в гидравлической
системе
3.3. Методика расчета гидравлических сопротивлений
3.4. Методика формирования модели РО в рамках получения заводской характеристики
3.5. Особенности моделирования гидравлических сопротивлений
3.6. Особенности моделирования гидравлических систем
с регулирующими органами
3.7 Выводы

4. Разработка способа оптимизации расходной характеристики канала регулирования в системе управления
4.1. Исследование влияния особенностей гидравлической системы
на работу АСР
4.2. Разработка способа алгоритмической коррекции нелинейности расходных характеристик регулирующих органов в структуре замкнутой АСР
4.3. Исследование работы АСР с моделями РО и корректирующими моделями
4.4. Разработка адаптивной системы управления с эталонной моделью регулирующей арматуры
4.5. Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Патент на полезную модель
Приложение 2. Пример рабочей программы испытаний
Приложение 3. Имитационная модель гидравлической системы с регулирующим затвором собственных нужд с узла баков обессоленной
воды на эжектор раствора кислоты
Приложение 4. Пример расчета расходной характеристики регулирующего затвора на трубопроводе собственных нужд с узла
баков обессоленной воды на Н-катионитовые фильтры
Приложение 5. Акты внедрения

Введение
Актуальность темы диссертации. При автоматизации технологических объектов управления и создании современных многофункциональных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) на базе программно-технических комплексов (ПТК) сетевой иерархической структуры особые требования предъявляются к регулирующей арматуре [33, 80, 89]. Это связано, прежде всего, с тем, что эффективность работы энергетического оборудования существенно зависит от характеристик исполнительных устройств (ИУ) [10, 11]. Поэтому, при проектировании объектов энергетики проблеме выбора регулирующей арматуры всегда уделяли повышенное внимание [10, 11]. Однако, в последнее время, предпочтение стоимостным критериям в ущерб информационно-технологическим привело к появлению некачественной арматуры и соответственно неэффективной работе систем управления [34, 40, 70, 79].
В условиях реальной эксплуатации тепловых электростанций получение характеристик регулирующей арматуры путем активного эксперимента сопряжено с известными трудностями. В то же время, необходимая информация о состоянии регулирующей арматуры может быть получена путем соответствующей обработки трендов, хранящихся в архиве АСУТП.
Узел регулирования технологической среды, состоящий из электропривода, регулирующего органа (РО) и гидравлической линии (сети) представляет собой единую информационно-технологическую систему. При этом на вид расходной характеристики (РХ) влияет множество факторов, связанных с особенностями топологической структуры трубопроводов, характеристиками насосов, свойствами регулируемой среды, режимами течения и др. Некоторые типы регулирующей арматуры вообще не позволяют иметь линейную расходную характеристику из-за конструктивных особенностей. Поэтому проблема исследования характеристик регулирующей арматуры в условиях электростанции, выявления устранимых и неустранимых дефектов, оптимизации характеристик регулирующих органов в замкнутых автоматических системах регулирования (АСР) является актуальной [77].

1.4. Выводы
1. В реальных условиях расходная характеристика РО зависит от множества факторов, поэтому на этапе проектирования АСУТП энергетических объектов невозможно заранее рассчитать точную форму РХ, поэтому необходима регулярная диагностика основных параметров регулирующей арматуры.
2. Среди множества факторов, влияющих на работу регулирующих органов в АСУТП и соответственно на эффективность работы энергоблока в целом, наиболее существенными являются форма заводской характеристики, перепад давления на регулирующем органе и перепад давления в регулируемой системе.
3. Ввиду того, что между приводом и регулирующим органом может быть любая форма связи, целесообразно рассматривать расходную характеристику не регулирующего органа в отдельности, а для комплекта «привод -регулирующий орган».
4. Типовыми методами преобразования характеристик РО являются метод перепрофилирования регулирующего органа и метод введения нелинейной связи.
5. Основными отрицательными моментами обеих упомянутых методов можно считать необходимость конструктивных преобразований исполнительных устройств, применимость для ограниченного круга регулирующей арматуры, оптимальную настройку только для одной точки режимной карты и невозможность качественной настройки для всех режимов работы ТОУ.