Анализ результатов работы системы управления

Технологическая схема блока колонны К-3 установки  вторичной перегонки бензина  представлена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 –  Технологическая схема блока  колонны К-3 установки вторичной  перегонки бензина

 

5.2 Построение  топологических и структурных схем подсистем

Анализ  технологического процесса начнём с  разбиения всей системы на подсистемы:

• колонна К-3;
• колонна К-4;
• холодильник ХК-3;
• емкость Е-3;
• печь П-2.

5.2.1 Построение  топологической схемы колонны  К-3

Входные параметры:

• расход сырья F;
• температура сырья Т_F;
• расход парового орошения G_гс;
• расход холодного орошения G_хо;
• состав сырья по НКК X_F;
• расход бокового орошения g_Б.

Выходные  параметры:

• температура низа Т_н;
• температура верха Т_в;
• расход остатка G_н;
• расход дистиллята G_в;
• показатель качества остатка по плотности Ro;
• расход бокового погона F_K-4.

Топологическая схема колонны  К-3 представлена на рисунке 5.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.2 - Топологическая схема колонны К-3

 

 

5.2.2 Построение топологической схемы колонны К-4

Входные параметры:

• расход сырья F_K-4;
• температура сырья Т_Б;
• расход парового орошения g_вп.

Выходные  параметры:

• температура низа t_н;
• температура верха t_в;
• расход остатка g_н;
• расход дистиллята g_в.

Топологическая  схема колонны К-4 представлена на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 - Топологическая схема колонны К-4

 

 

5.2.3 Построение топологической схемы ёмкости Е-3

Входные параметры:

• приход сырья G_V;
• расход воды V;
• уход сырья g.

Выходные  параметры:

- уровень L.

Топологическая  схема емкости Е-3 представлена на рисунке 5.4.

       

 

Рисунок 5.4 - Топологическая схема ёмкости

 

 

5.2.4 Построение топологической схемы холодильника ХК-3

Входные параметры:

• поток дистиллята G_В;
• начальная температура дистиллята Т_В;
• температура охлаждающего воздуха Т_ВОЗД.

Выходные  параметры:

• выход дистиллята G_В;
• конечная температура дистиллята Т_хо.

Топологическая  схема холодильника ХК-3 представлена на рисунке 5.5.

Рисунок 5.5 - Топологическая схема холодильника-конденсатора

 

5.2.5 Построение топологической схемы печи П-2

Входные параметры:

• поток остатка G_вх;
• температура остатка Т_н;
• температура перевала Т_пер.

Выходные  параметры:

• поток горячей струи G_гс;
• температура горячей струи Т_гс.

Топологическая  схема печи П-2 представлена на рисунке 5.6.

 

Рисунок 5.6 - Топологическая схема печи П-2

 

 

5.3 Инструкция  пользователя программой VisSim по курсовой работе

Идентификация моделей в VisSim требует построения передаточных функций по следующим правилам:

- откройте меню Блок (Bloks), затем меню Линейная Система (Linear System) и выберите Передаточная Функция (transferFunction);

- поместите прямоугольник на рабочее поле;

- измените настройки передаточной функции, нажав на блок правой кнопкой мыши. При этом можно изменить коэффициент усиления звена (Gain), коэффициенты полинома числителя (Numerator) и знаменателя (Denominator);

- вводятся коэффициенты поочерёдно через пробел от показателя степени N к показателю степени 0;

- для задания запаздывания передаточную функцию умножают (последовательное соединение) на чистое запаздывание. Для этого в меню Блок (Bloks), выбрать меню Временная Задержка (Time Delay) и подменю Временная Задержка (timeDelay), где время задержки задаются так: выбрать в меню Блок (Bloks), подменю Задачи Сигнала (Signal Producer) и Постоянную (const);

- для создания блока объединяющего несколько передаточных функций необходимо предварительно выделить объединяемые блоки, затем выбрать меню Редактирование (Edit), выбрать меню Создание Объединённого Блока (Great Compound Block). Имя Объединённого Блока (Compound Name) -содержит название модели, например колонна, ёмкость и т.д.

Построение  откликов системы (переходных характеристик) производят так же при помощи пакета программ VisSim. Для этого откройте меню Блок (Bloks), затем меню Использование Сигнала (Signal Consumer) и выберите построение (plot).

 

5.4 Построение  имитационных моделей подсистем.

Имитационная  модель колонны К-3 представлена на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7 - Имитационная модель колонны К-3

 

 

 

 

Имитационная модель колонны К-4 представлена на рисунке 5.8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.8 - Имитационная модель колонны К-4

 

Имитационная  модель ёмкости Е-3 представлена на рисунке 5.9.

 

Рисунок 5.9 - Имитационная модель ёмкости Е-3

 

Имитационная  модель холодильника ХК-3 представлена на рисунке 5.10.

Рисунок 5.10 - Имитационная модель холодильника ХК-3

 

Имитационная  модель печи П-2 представлена на рисунке 5.11.

 

Рисунок 5.11 - Имитационная модель печи П-2

      

 

 

5.5 Уточнение  параметров передаточных функций  моделей подсистем по кривым переходных процессов

Подбор  параметров передаточных функций подсистем  производим исходя из условий, что кривая переходного процесса имеет:

-величину  перерегулирования σ, не более  20%;

-минимальное  время регулирования tр, не более 15-20 мин.;

-число  полуколебаний, не более 2-3;

-степень  затухания ψ, не менее 0,75.

Из переходных кривых имитационных моделей подсистем  приведённых в пункте 5.4 видно, что  все передаточные функции удовлетворяют  указанным требованиям. 

 

 

 

5.6 Коррекция  параметров передаточных функций  моделей подсистем по отклонениям  входных величин в пределах 5-10%.

Изменим поток дистиллята, входящего в ёмкость Е-3 на ±10% (рисунок 5.12).

Рисунок 5.12 - Влияние изменения потока дистиллята входящего в ёмкость

Е-3

 

 

 

Изменим расход воды из ёмкости Е-2 на ±10% (рисунок 5.13).

Рисунок 5.13 - Влияние изменения расхода воды из ёмкости Е-3

 

 

 

Изменим поток  дистиллята G_V, входящего в холодильник ХК-3 на ±10% (рисунок 5.14).

 

Рисунок 5.14 - Влияние изменения дистиллята G_V входящего в холодильник ХК-3 на ±10%

 

 

 

Изменим температуру дистиллята, входящего в холодильник ХК-3, на ±10% (рисунок 5.15).

 

 

Рисунок 5.15 - Влияние изменения температуры дистиллята, входящего в холодильник ХК-3

 

 

 

Изменим температуру воздуха, входящего  в холодильник ХК-3, на ±10% (рисунок 5.16).

 

 

Рисунок 5.16 - Влияние изменения температуры воздуха, входящего в холодильник ХК-3

 

 

 

 

Изменим поток остатка, входящего в печь П-2 на ±10% (рисунок 5.17).

 

Рисунок 5.17 - Влияние изменения потока остатка входящего в печь П-2

 

 

 

Изменим температуру остатка, входящего в печь П-1 на ±10% (рисунок 5.18).

Рисунок 5.18 - Влияние изменения температуры остатка, входящего в печь

П-2

 

 

 

Изменим поток сырья, входящего в колонну К-3 на ±10% (рисунки 5.20, 5,21).

 

 

Рисунок 5.20 - Влияние изменения потока сырья входящего в колонну К-3 на +10%.

 

 

Рисунок 5.21 - Влияние изменения потока сырья входящего в колонну К-3 на -10%.

 

Изменим температуру потока сырья, входящего в колонну К-3 на ±10% (рисунки 5.22, 5,23).

 

Рисунок 5.22 - Влияние изменения температуры потока сырья входящего в колонну К-3 на +10%.

 

 

 

 

 

Рисунок 5.23 - Влияние изменения температуры потока сырья входящего в колонну К-3 на -10%

 

Изменим расход потока G_xo, входящего в колонну К-3 на ±10% (рисунки 5.24, 5,25).

 

 

 

Рисунок 5.24 - Влияние изменения потока G_xo, входящего в колонну

К-3 на +10%

 

 

 

 

Рисунок 5.25 - Влияние изменения потока G_xo, входящего в колонну

К-3 на -10%

 

Изменим расход потока G_гс, входящего в колонну К-3 на ±10% (рисунки 5.26, 5,27).

 

 

Рисунок 5.26 - Влияние изменения потока G_гс, входящего в колонну

К-3 на +10%

 

 

 

Рисунок 5.27 - Влияние изменения потока G_гс, входящего в колонну

К-3 на -10%

 

Изменим содержание НКК в сырье, входящем в колонну К-3, на ±10% (рисунки 5.28, 5,29).

 

Рисунок 5.28 - Влияние изменения содержания НКК в сырье, входящем в колонну К-3 на +10%

 

Рисунок 5.29 - Влияние изменения содержания НКК в сырье, входящем в колонну К-3 на -10%

 

 

Изменим расход потока бокового орошения g_B, входящего в колонну К-3 на ±10% (рисунки 5.30, 5,31).

 

Рисунок 5.30 - Влияние изменения потока g_B, входящего в колонну

К-3 на +10%

 

Рисунок 5.31 - Влияние изменения потока g_B, входящего в колонну

К-3 на -10%

 

 

Изменим поток сырья, входящего в колонну  К-4 на ±10% (рисунки 5.32, 5,33).

 

Рисунок 5.32 - Влияние изменения потока сырья входящего в колонну К-4 на +10%.

 

Рисунок 5.33 - Влияние изменения потока сырья входящего в колонну К-4 на -10%.

 

Изменим температуру потока сырья, входящего  в колонну К-4 на ±10% (рисунки 5.34, 5,35).

Рисунок 5.34 - Влияние изменения температуры потока сырья входящего в колонну К-4 на +10%

 

Рисунок 5.35 - Влияние изменения температуры потока сырья входящего в колонну К-4 на -10%

Изменим расход потока g_ВП, входящего в колонну К-4 на ±10% (рисунки 5.36, 5,37).

Рисунок 5.36 - Влияние изменения потока g_ВП, входящего в колонну