2 / 9
С.С. Шерементьев, А.О. Ширшиков, Н.А. Лавров
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 11
⋅
2016
Вопросы регулирования и безаварийной работы установки
решают с помощью применения систем автоматического регулиро-
вания (САР), причем чем жестче эксплуатационные требования, тем
точнее должны работать регуляторы [3]. С использованием автомати-
ческого регулирования систему удается перестраивать таким образом,
чтобы определенные внутренние параметры были постоянными или
изменялись по требуемому закону [2, 4–7].
Обычно системы автоматического регулирования собирают из ти-
повых регулирующих звеньев. В теории автоматического регулиров-
ания руководствуются двумя принципами регулирования: по возмуще-
нию и по отклонению. Уникальной является инвариантная система
регулирования, основанная на комбинации этих двух принципов [8].
При отладке системы по принципу возмущения регулятор получает
информацию об изменении внешнего воздействия и влияет на систему,
изменяя ее характеристики. Данный принцип не всегда эффективен,
поскольку САР не реагирует на трансформацию регулируемого
параметра, что приводит к отсутствию эффекта регулирования. При
реализации системы регулирования по принципу отклонения регулятор
получает сигнал об изменении регулируемого параметра и воздействует
на систему, приводя значение этого параметра к исходной величине,
поэтому этот принцип широко применяют в технике.
В основном в регуляторах используют три закона регулирования:
пропорциональный, интегральный и дифференциальный. С помощью
пропорционального закона САР выводит установку на определенный
режим, но при этом возникает статическая ошибка. Применение
интегрального закона позволяет избавиться от такой ошибки. При
дифференциальном законе регулирования удается убирать резкие
пики на начальном этапе воздействия регулятора на систему.
Сочетание трех законов регулирования, т. е. применение пропорци-
онального интегрального дифференциального (ПИД) регулятора,
показывает наилучшие результаты. ПИД-регуляторы характери-
зуются минимальной статической ошибкой и хорошей динамической
характеристикой. Существуют также нелинейные элементы
регулирования, например реле и т. п., однако их использование
может привести к возникновению автоколебаний, поэтому такие
элементы не применяют в технических системах с повышенными
требованиями к надежности работы.
В современных холодильных установках средствами регулирова-
ния могут выступать как реле, так и ПИД-регуляторы [4]. С их по-
мощью можно достичь точного регулирования температуры в диапа-
зоне 0,1…0,25 К, что доказывает их высокую эффективность. Следует
отметить, что изменения температуры в переходных процессах могут
выходить за пределы 0,25 К и длиться продолжительное время, что
неприемлемо для особо точных режимов работы установки.