Теория автоматического управления

 
1 Технологические объекты и процессы, подлежащие автоматизации
Вариант 3 - Отопительная установка

На практике применяют несколько типов САУ котельными: пневматические, электрические, электрогидравлические и др. Для паровых и водогрейных котлов малой и средней мощности, работающих на газе и жидком топливе, применяют электронно-гидравлические системы "Кристалл", а для тепличных пароводогрейных котлов - "Курс".
Эти системы выполняют следующие основные операции:
- автоматическое регулирование тепловой нагрузки с целью обеспечения заданной температуры в помещении и требуемого количества горячей воды и пара
- автоматическое управление уровнем воды в котле
- дистанционное управление котлом (пуск, регулирование тепло- и паропроизводительности и останов котлов)
- технологическую защиту, предотвращающую аварии
- технологическую блокировку, исключающую выполнение неправильных операций при эксплуатации
- технологическую сигнализацию, извещающую персонал о ходе выполнения технологических процессов
- автоматический контроль технологических параметров работы котлов.
Система автоматики "Кристалл" построена по агрегатному принципу, позволяющему просто и удобно собирать заданную систему управления различными параметрами из небольшого числа элементов аппаратуры. Функциональная схема системы "Кристалл" изображена на рисунке 1. Эта система обеспечивает автоматическое управление давлением пара и уровнем воды в барабане 8 котла, разрежением в топке 6, расходом воздуха и розжигом котла при помощи зажигателя 3, дистанционное управление электроприводами дымососа 14 и насоса 11 питательной воды, дистанционный контроль давления воздуха за вентиляторами, разрежения в топке и температуры выпускных газов.

1 - вентилятор, 2, 7, 9, 13 - регуляторы, 3 - зажигатель, 4 - регулирующий орган, 5 - горелка, 6 - топка, 8 - барабан котла, 10 - регулирующий клапан, 11 - насос, 12 - контрольно-измерительные приборы температуры, 14 - дымосос.
Рисунок 1 - Функциональная схема системы автоматики "Кристалл"

Световая сигнализация включается при повышении или понижении уровня воды в барабане котла, понижении давленая воздуха и разрежения в топке, повышении давления пара и при аварийном отключении котла.
Система состоит из регулятора 7 давления пара в барабане 8 котла, регулятора 2 соотношения газа и воздуха, регулятора 13 разрежения в топке, регулятора 9 уровня воды с соответствующими датчиками и контрольно-измерительных приборов 12 температуры. Регуляторы 2, 7 и 13 оптимизируют процесс горения. Давление пара в котле характеризует соответствие между выработкой и потреблением пара. Например, при увеличении потребления пара давление падает и регулятор 7 выдает импульс регулирующему органу 4 на увеличение подачи топлива.
Для полного сгорания топлива в горелке 5 необходимо определенное количество воздуха, так как избыток воздуха повышает вынос теплоты с выпускными газами, а недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию топлива. Следовательно, для обеспечения