Автоматизация судовой энергетической установки

Т = (n-k)*fi2 - (fi)2/(n-k)*(fi*yжi) - fi*yжi.

Z = fi*(fi* yжi) - fi2*yжi/(n-k)*(fi*yжi) - fi*yжi.

Здесь n=200; k=40 - время, при котором считается, что экспериментальная точка отклоняется от оси абсцисс.

fi2 = 327200 с2 ; fi = 1800 с; (fi*yжi) = 3419, 3 ; yжi = 17, 07;

(fi)2 = 3240000 с2.

Т = 95, 12 с ; Z = 0, 12+20, 0 = 20, 12 с

Коэффициент усиления системы по регулирующему воздействию определяется как отношение ординаты асимптоты к возмущению.

В безразмерной форме:

КoR = /max Pупр/(P3max-P3min)

KoR = 7, 5/120 8/(100-20) = 0, 625

Используя полученные результаты, можно определить оптимальные параметры настройки САР вязкости тяжёлого топлива. Согласно источника 12 :

КR = A/Ko * (Z/T)(-B) ;

Ти = Т*С*(Z/T)D.

Если в качестве критерия оптимальной настройки выбираем критерий минимума интеграла от модуля ошибки то :

А = 1, 0 ; В = 0, 99 ; С = 1, 6 ; D = 0, 71.

Тогда: КR = 1/0, 625 *(20, 11/95, 12)(-0, 99) = 7, 45 ;

Ти = 90, 7*1, 6*(20, 11/95, 12)0, 71 = 48, 15 с.

Если выбираем критерий минимума интеграла от квадрата отклонения то:

А = 0, 9 ; В = 0, 98 ; С = 1, 5 ; D = 0, 68

Тогда: КR = 0, 9/0, 625 * (20, 11/95, 12)(-0, 98) = 6, 60 ;

Ти = 90, 7 * 1, 5 *(20, 11/95, 12)0, 68 = 47, 30 с.

Как видно, в зависимости от критерия оптимальной настройки оптимальные параметры настройки изменяются. Вопрос о выборе того или иного критерия качества переходного процесса не имеет однозначного ответа. В данном случае наилучшим критерием качества работы САР представляется интеграл от модуля ошибки, так как обычно ухудшение качества регулирования представляется линейной функцией ошибки. Ввиду этого окончательно выбираем:

коэффициент усиления регулятора КR =7, 45 ;

время интегрирования Ти = 48, 15 с.

Определение параметров настройки регулятора по характеристикам замкнутой системы

Кроме методов настройки регулятора по характеристикам разомкнутой системы существуют методы настройки регуляторов по характеристикам замкнутой системы. Существуют два метода расчёта оптимальных параметров настройки, основанные на характеристиках переходных процессов либо в форме незатухающих колебаний (при КR/КR кр = 1), либо при дискременте затухания 0, 25. Разработан также экспресс-метод оценки параметров настройки в замкнутом контуре по величине запаздывания.

Для определения оптимальных параметров настройки САР вязкости топлива по методу незатухающих колебаний прежде всего устанавливают время интегрирования регулятора равным бесконечности. Далее, постепенно увеличивая коэффициент усиления регулятора, ухудшают устойчивость системы, добиваясь её выхода в режим незатухающих колебаний. При достижении этих условий фиксируется значение коэффициента усиления КRкр и период колебаний Тпр. Тогда оптимальные настроечные параметры определяются по формулам:

КR = 0, 45*КR кр;

Ти = 0, 83* Тпр.

Такой эксперимент был проведён на судне серии «Астрахань». В данном случае выходной сигнал (давление Р) снимается на выходе из регулятора. Если в замкнутой системе возникли установившиеся колебания на границе устойчивости, частота их будет одинаковой на выходе любого из звеньев системы: объекта, сервопривода, измерителя, регулятора. Поэтому наблюдение за колебаниями производят там, где амплитуда хорошо различима. В данном случае отмечалось давление на выходе из регулятора. Как видно, для экспериментального определения значений критического коэффициента усиления КR кр и предельного периода колебаний Тпр достаточно провести небольшое число опытов, так как по дискременту затухания первой полученной кривой переходного процесса можно судить о том, насколько коэффициент усиления близок к критическому значению. При режиме незатухающих колебаний было зафиксировано, что КRкр = 12, 5, а Тпр = 4 мин. Тогда оптимальные параметры настройки:

КR = 0, 45*КRкр = 0, 45*12, 5 = 5, 63 ;

Ти = 0, 83*Тпр = 0, 83*4 = 3, 3 мин.

Техническое обслуживание и ремонт регуляторов температуры

Основными эксплуатационными недостатками регуляторов температуры прямого и непрямого действия, распространённых на морских транспортных судах отечественного флота, являются утечка рабочей жидкости, пропуски воды в соединении с регулирующим органом, отложение накипи в регулирующем органе. Рекомендуется через каждые 1000 часов работы вскрывать регулирующий орган для очистки от накипи. Периодически, через каждые 2, 53 года работы, следует заменять измерительный элемент. В случаях, когда регулятор не обеспечивает поддержание заданной температуры, причиной неисправности обычно является поломка или ослабление возвратной пружины, в результате чего регулирующий орган не перемещается при уменьшении температуры регулируемой среды.

Преимущественное распространение на морских отечественных судах получили РТНД пневматического типа. Эксплуатация таких регуляторов сводится к проверке плотности соединений магистралей сжатого воздуха и обеспечению надлежащего качества воздуха. Последнее достигается путём своевременной продувки маслоотделителей и очистки воздушных фильтров. Периодически, один раз в год, следует проводить полную проверку регулятора. При этом надо обращать особое внимание на состояние мембран и дросселей. Мембраны со следами выпучин необходимо заменять. Неисправности в работе пневматических регуляторов в большинстве случаев возникают от попадания в воздух воды, масла, механических примесей. Приведёные в таблице 4. 6. возможные неисправности регуляторов типа РТНД и ТРП характерны и для других пневматических регуляторов непрямого действия.

Эффективность эксплуатации судна в целом и в частности полнота использования мощности, экономичность работы его энергетической установки в конкретных условиях плавания, в определённой степени зависят от надёжной работы и качества настройки средств терморегулирования, используемых для стабилизации температур в основных системах, обслуживающих главный двигатель на оптимальных уровнях. Поэтому своевременный ремонт и настройка регуляторов играет важную роль в правильном эксплуатировании энергетических установок.

Дефекты регуляторов выявляют на пробном пуске ремонтируемого механизма и осмотром деталей после его разборки. Заедания, разработку и изломы обнаруживают по следам касания, натиров и выработок, а также измерением.

При непрямом регулировании, выбранном для данной системы, сборка регулятора и передаточных рычажных механизмов считается удовлетворительной, если при неизменном положении муфты мертвый ход сервомотора не превышает 3% от его максимального хода. Для проверки, установив регулятор на двигатель, вручную нажимают на передаточно-рычажную систему. При этом золотник и соответственно сервомотор переместятся на величину «мёртвого хода».

При сборке регуляторов особое внимание следует обращать на состояние главных пружин. Ослабленные и поломанные пружины заменяются новыми. Затягиваются главные пружины на величину, измеренную до ремонта, с проверкой возможности полного рабочего хода муфты. От этого зависит своевременное страгивание муфты с места и открытие (закрытие) регулирующих клапанов.

Монтируют регуляторы на судне с корректировкой к реальным условиям работы. На заводах для наладки регуляторов имеются специальные стенды с источником рабочей среды, применяемой в регуляторе, а также приспособления, при помощи которых имитируются условия работы аппаратуры и особенности её эксплуатационных режимов. 

Таблица 5 - Характерные неисправности пневматических регуляторов температуры типов РТНД и ТРП

Размещено на Allbest. ru