REGULERING AV PROSESSTRENG

• Bilde av simulatorens frontpanel
• Hva trengs for å kunne kjøre simulatoren? Les for å få siste informasjon!
• Tips for bruk av simulatoren
• Simulatoren: reg_prosesstreng.exe (klikk for å laste ned). Simulatoren kjører umiddelbart etter nedlasting ved å trykke Åpne i nedlastingsvinduet. Alternativt kan du først lagre en kopi av exe-filen på en selvvalgt katalog på PC'en og deretter kjøre exe-filen, hvilket starter simulatoren.

Beskrivelse av systemet som simuleres

En enkel prosesstreng bestående av to væsketanker i serie simuleres. Produksjonsraten reguleres med massestrømssløyfe mellom tankene (du kan ikke konfigurere denne massestrømssløyfen). Massebalansen i hver av tankene reguleres med nivåsløyfer.

Hver av tankene er dynamisk sett integratorer. Modellen for tank 1 er

rA₁dh₁/dt = K₁u₁ - w_u

mens modellen for tank 2 er

rA₂dh₂/dt = w_i - K₂u₂

der

w_u = w_i = w_ref (produksjonspådraget)

Måleelementene gir nivåmålinger slik:

h_m1 = K_m1(h₁-h₁₀)

hhv.

h_m2 = K_m2(h₂-h₂₀)

Regulatorene er PID-regulatorer.

Parametrene for prosessen, måleelementene og regulatorene kan justeres på simulatorens frontpanel.

Mål

Målene med denne simulatoren er

• å gi en forståelse av regulering av en prosesstreng der prosessstrømmen og massebalansene skal reguleres
• å gi øvelse i innstilling av regulatorer i nivåsløyfer som utfører massebalanseregulering

Motivasjon

Industrielle produksjonsprosesser består vanligvis av en eller flere prosesstrenger som igjen består av et antall enhetsprosesser, f.eks. reaktorer, varmevekslere og separatorer, koplet i serie. Det er viktig at prosesstrengens produksjonsrate og dessuten massebalansen for de enkelte prosessene blir regulert. Dette gjøres prinsipielt som i denne simulatoren.

Oppgaver

1. Åpen sløyfe-regulering: Vis med simulering av nivåene i tankene ikke kan styres (reguleres) i åpen sløyfe. (Tips: Sett nivåregulatorene i manuell modus, og sett på en endring av produksjonspådraget, som utgjør en forstyrrelse for hver av tankene.)

    

2. Lukket sløyfe-regulering med P-regulator:  Du kan la Kp i LC1 og LC2 ha verdier 2, men du kan gjerne finne en brukbar Kp-verdi selv (simulatoren Buffertank fokuserer på innstilling av nivåregulator for en væsketank).
   1. Forklar at LC2 må ha negativ regulatorforsterkning, mens LC1 må ha positiv regulatorforsterkning. (Fortegnet kan stilles i regulatorenes parameterfelter på simulatorens frontpanel.)
   2. Vis med simulering at det oppstår et stasjonært reguleringsavvik (dersom det nominelle pådraget ikke er korrekt innstilt). Det holder da å betrakte tanken til venstre.
   3. Hva skjer dersom du endrer fortegnet av regulatorforsterkningen i LC1 eller LC2?

    

3. Lukket sløyfe-regulering med PI-regulator:  Du kan la Kp og Ti i LC1 og LC2 ha verdier 2 hhv. 2,5, men du kan gjerne finne brukbare Kp-verdier selv (jf. simulatoren Buffertank).
   1. Vis med simulering at det stasjonære reguleringsavviket (i hver av tankene) som stammer fra en konstant endring av produksjonspådraget, blir null.
   2. Vis med simulering at reguleringssløyfa får dårligere stabilitet dersom regulatoren får kraftigere I-virkning.

[KYBSIM] [TechTeach]

Oppdatert 5.11.03. Utviklet av Finn Haugen. E-postadresse: finn@techteach.no.