ЖУРНАЛ СТА 4/2015

98 СТА 4/2015 www.cta.ru входных и выходных сигналов не превышала амплитуды по- мехи. Если действует высокочастотная помеха с постоянной амплитудой, то задачу защиты от насыщения относительно просто можно решить, применяя фильтры с переменной структурой (ФПС). На рис. 5 приведена схема такого фильтра ФПС, в котором при насыщении скачком уменьшается постоянная времени Т ф инерционного звена 1 по аналогии с блоком предварения БП3Н (рис. 3). При постоянном входном полезном сигнале, пока уровень помехи равен зоне нечувствительности Δ n БС, выход Р к = 0 блока сигнализации БС поступает на переключатель структуры (ПС) 2 и устанавливает в инерционном звене 1 боC льшую по- стоянную времени фильтра Т ф . Звено 1 отфильтровывает по- меху, которая определяется с помощьюБС как модуль разности | Р вх – Р вых |. При подаче скачком полезного сигнала появится рассо- гласование ( Р вх – Р вых ), превышающее зону нечувст- вительности Δ n блока БС, и на выходе БС формируется ло- гический сигнал Р к = 1, который, поступая на ПС, скачком устанавливает в звене 1 малую постоянную времени Т * ф << Т ф . В результате скачок полезного сигнала пройдёт на выход звена 1, величина ( Р вх – Р вых ) снова будет соответ- ствовать ширине зоны нечувствительности БС, выход Р к ко- торого примет значение логического нуля ( Р к = 0) и в звене 1 установит боCльшую постоянную времени Т ф . Инерционное звено будет вновь отфильтровывать помеху. При изменении полезного сигнала с большой скоростью сигнал на выходе БС переключается с частотой, равной частоте колебаний помехи. В инерционном звене 1 с такой же частотой будет переклю- чаться значение его постоянной времени, и полезный сигнал на выходе будет отрабатываться без искажений. Таким обра- зом, из-за скачкообразного изменения постоянной времени ( Т ф , Т * ф ) инерционного звена 1 при быстрых изменениях по- лезного сигнала последний фильтруется практически без ис- кажений. Регуляторы и устройства с расширенными функциональ- ными возможностями довольно просто реализуются на мик- ропроцессорных контроллерах типа ПРОТАР и Ремиконт Р-130 [4]. Далее приводятся примеры использования и ре- зультаты испытаний различных типов регуляторов с расши- ренными функциональными возможностями (РФВ) для управления химико-технологическими процессами (ХТП) производства метанола [5–7]. В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА КК-1 КК-2 КК-3 КК-4 СВД ФЗН КУ БДЗН РПС-ЗН П ЦН 1 к СП СМ К ТЦК СГ Метанол-сырец Продувочные газы Свежий синтез-газ h Δ δ + + 12 17 9 10 11 1 2 3 8 7 18 23 22 29 28 21 27 24 25 26 6 5 4 13 19 14 16 15 20 P 1 P в P н P 2 P 3 Условные обозначения: 1 – смеситель газа (СГ); 2 – колонна синтеза метанола (КСМ) и четыре катализаторные корзины (КК-1…КК-4); 3, 4, 5 – змееевики системы охлаждения; 6 – котёл-утилизатор (КУ); 7 – сосуд высокого давления (СВД); 8 – циркуляционный насос (ЦН); 9 – конденсатор (К); 10 – сепаратор СП; 11 – сборник метанола (СМ); 12 – турбоциркуляционный (дожимающий) компрессор (ТЦК); 13 – датчик температуры; 14 – сумматор; 15 – пропорциональный (П) регулятор с контрольной точкой (вход 1 – с коэффициентом передачи, равным единице) и входом К (с коэффициентом передачи К); 16 – основной регулятор с переменной структурой и защитой от насыщения (РПС-ЗН); 17 – датчик уровня воды в СВД; 18 – блок дифференцирования с защитой от насыщения БДЗН; 19 – фильтр с защитой от насыщения ФЗН; 20 – общий клапан в системе охлаждения; 21, 22, 23 – клапаны регулирования расхода воды в системе охлаждения; 24, 25, 26 – сумматоры с корректирующими сигналами Р 1 , Р 2 , Р 3 ; 27, 28, 29 – звенья ограничения. Рис. 6. Структурная схема автоматической системы регулирования температурного режима в колонне синтеза метанола