И. М. Губкина кафедра автоматизации технологических процессов Р. Л. Барашкин проектирование систем управления ректификационными колоннами учебное пособие

Выбор структуры регулятора осуществляется в такой по- следовательности:

• 
  определяется природа возмущений на объект управления и цели управления;
  
• 
  определяются принципы управления объектом в динамике;
  
• 
  выбирается структура САУ с учетом характеристик техно- логического процесса и цели управления;
  
• 
  реализуется регулятор объекта и с помощью имитационного моделирования оценивается работа выбранной структуры САУ при подаче возмущений в динамике.
  

Для применения предлагаемой методики синтеза САУ необ- ходимо рассмотреть регулируемые параметры технологического процесса, статические и динамические степени свободы.

4. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ СТЕПЕНИ СВОБОДЫ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

При разработке схемы автоматизации технологического про- цесса или статической модели объекта управления, параметры, которые нужно задавать для замыкания системы уравнений, опи- сывающей объект управления, называются регулируемыми. Например, колонна с двумя выходными потоками продуктов имеет два регулируемых параметра: состав продуктов, разделе- ние компонентов.

Для каждого регулируемого параметра должен быть регули- рующий параметр (степень свободы), который реализуется с по- мощью управляемого клапана. Пара из регулируемого и регули- рующего параметров называется связанными переменными (pairing variables).
Для управления регулируемыми параметрами колонны ис- пользуются регулирующие параметры  тепловая нагрузка кон- денсатора и рибойлера. О такой колонне говорят, что она имеет две статических степени свободы, а для управления ею требуется два регулирующих параметра.
Рассмотрим понятие степень свободы колонны.
Степень свободы определяется управляющим воздействием (MV – manipulated variable), с помощью которого осуществляется управление технологическим параметром процесса (CV – control variable). Число степеней свободы определяется как разница между количеством независимых переменных (технологических параметров) и уравнений модели ректификационной колонны. Анализ степеней свободы  определение количества перемен-
ных (регулирующих параметров), которое необходимо задать, чтобы получить единственное решение системы уравнений. То есть это количество технологических параметров процесса CV, которое нужно закрепить путем воздействия MV на такое же количество клапанов, чтобы задать режим работы установки.
Например, ректификационная колонна (рис. 4) в составе кон- денсатора полной конденсации¹ и двух выходных потоков про- дуктов имеет две статические степени свободы. Число статиче- ских степеней свободы соответствует количеству регулируемых

^Е-2Qконд Е-3 V-1 R D Е-1 F Nf V E-4 Qриб V-2 B