СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ НАГРІВАННЯ НАФТИ В ШЛЯХОВОМУ НАГРІВНИКУ
DOI:
https://doi.org/10.31891/2219-9365-2024-80-39Ключові слова:
Шляховий нагрівач, нафта, математична модель, редукція, система керування, регулятори, параметри налаштування, якість процесуАнотація
Нафту (газ) перед подачею їх споживачам або в трубопровідну мережу їх попередньо нагрівають в шляхових нагрівачах з проміжним теплоносієм з метою зменшення в’язкості нафти або для запобігання гідратоутворення, яке виникає внаслідок зниження тиску.
У статті поставлена задача синтезу каскадно-зв’язаної системи, в якій основний канал «витрата паливного газу – температура нафти на виході нагрівача», а допоміжний «витрата паливного газу-температура димових газів.
Задача синтезу системи автоматичного керування розв’язана на основі створеної лінеаризованої математичної моделі, аналіз якої показав, що передавальна функція такої системи має дев’ятнадцятий порядок. Такий високий порядок передавальної функції унеможливлює синтез системи з використанням узагальненого квадратичного критерію. Тому з використанням методу Генкеля і методу площ отримані редуковані передавальні функції за основним і допоміжними каналами системи керування. Це дало змогу знизити порядок передавальної функції похибки керування відносно завдання основного регулятора до шостого порядку. Синтезована структура системи керування має у своєму складі ПІ-регулятор (основний контур) і П-регулятор (допоміжний контур). Задача обчислення параметрів налаштування ПІ- та П-регуляторів сформульована як задача нелінійного програмування з узагальненим квадратичним критерієм та обмеженнями, які випливають із стійкості системи керування. За допомогою програмного забезпечення розробленого в середовищі MatLab розраховані параметри налаштування ПІ- та П-резуляторів та оцінена якість процесу керування тепловим режимом шляхового нагрівника з проміжним теплоносієм.
