Моделирование системы управления химическим реактором

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Февраля 2014 в 16:53, курсовая работа

Краткое описание

Цели работы: получение практических навыков математического моделирования процессов, происходящих в химическом реакторе; получение с помощью моделей настроек регулятора; моделирование системы управления реактором.
Исходной базой для проектирования любой системы управления являются математические модели типовых технологических процессов. Построение математической модели всегда начинается с составления формализованного описания процессов, происходящих в объекте моделирования.

Скачать в ZIP архиве (279.17 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Вложенные файлы: 1 файл

Курсач моделирование готовый.doc

— 663.00 Кб (Скачать файл)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Моделирование системы управления.

 

Математическое описание САР химическим реактором

 

Используя полученные настройки, решаем следующую систему:

Температура хладагента в рубашке TX рассчитывается по формуле:

Объемный расход хладагента описывается  уравнением:

11. Графики переходных процессов  по каналам задания и возмущения (Приложение А, листинг №5).

Рис. 8 График переходного  процесса по каналу задания Tзад=320°С.

 

Рис. 9 График переходного  процесса по каналу внутреннего возмущения(10 %).

12. Выводы по работе

 

В ходе выполнения курсовой работы были получены практические навыки математического моделирования процессов, происходящих в химическом реакторе; смоделирована система управления химическим реактором; получены настройки ПИ регулятора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение

 

 

Листинг1

function ky1

[t,c]=ode45(@fck,[0 30],[1500 0 0 0]);

plot(t,c,'LineWidth',2);

h=legend('c(1)','c(2)','c(3)','c(4)',40);

set(h,'Interpreter','none');

grid;

function dc = fck(t,c)

K1=9.6207e+010;

K2=6.8719e+010;

K3=9.6207e+010;

K4=2.0616e+011;

K5=0;

E_R=9232.7;

T1=360;

dc=zeros(4,1);

dc(1)=K1*exp(-E_R/T1)*c(2)-K4*exp(-E_R/T1)*c(1);

dc(2)=K2*exp(-E_R/T1)*c(3)-K1*exp(-E_R/T1)*c(2)

dc(3)=K4*exp(-E_R/T1)*c(1)-K3*exp(-E_R/T1)*c(3)-K2*exp(-E_R/T1)*c(3);

dc(4)=K3*exp(-E_R/T1)*c(3);

 

Листинг2

function ky2

[t,c]=ode45(@fck,[0 1500],[1500 0 0 0]);

plot(t,c,'LineWidth',2);

h=legend('c(1)','c(2)','c(3)','c(4)',40);

set(h,'Interpreter','none');

grid;

 

function dc = fck(t,c)

K1=9.6207e+010;

K2=6.8719e+010;

K3=9.6207e+010;

K4=2.0616e+011;

K5=0;

E_R=9232.7;

 

w=25;

T1=300+w*sin(2*pi*t/10);

dc=zeros(4,1);

dc(1)=K1*exp(-E_R/T1)*c(2)-K4*exp(-E_R/T1)*c(1);

dc(2)=K2*exp(-E_R/T1)*c(3)-K1*exp(-E_R/T1)*c(2)

dc(3)=K4*exp(-E_R/T1)*c(1)-K3*exp(-E_R/T1)*c(3)-K2*exp(-E_R/T1)*c(3);

dc(4)=K3*exp(-E_R/T1)*c(3);

 

 

Листинг3

function ky3

clc

[T,C]=ode15s(@gif,[0:1000],[1500 0 0 0 300]);  

plot(T,C,'LineWidth',2);

h=legend('c(1)','c(2)','c(3)','c(4)','T');

set(h,'Interpreter','none');

grid on

c1=C(end,1)

c2=C(end,2)

c3=C(end,3)

c4=C(end,4)

T0=C(end,5)

function dc=gif(t,c)

Er=9232.7;

K1=9.6207e+010;

K2=6.8719e+010;

K3=9.6207e+010;

K4=2.0616e+011;

K5=0;

v=0.5/60;        

V=1.1;            

Cpcm=2000*1300; 

H1=12000;

H2=10000;

H3=10000;

H4=20000;

H5=0;

Kt=200;         

F=7;            

Cpx=1400*1000;  

vx=v

Txo=275;        

dc=zeros(5,1);

dc(1)=(v/V)*(1500-c(1))+K1*c(2)*exp(-Er/c(5))-K4*c(1)*exp(-Er/c(5));

dc(2)=(v/V)*(0-c(2))+K2*c(3)*exp(-Er/c(5))-K1*c(2)*exp(-Er/c(5));

dc(3)=(v/V)*(0-c(3))+K4*c(1)*exp(-Er/c(5))-K3*c(3)*exp(-Er/c(5))-K2*c(3)*exp(-Er/c(5));

dc(4)=(v/V)*(0-c(4))+K3*c(3)*exp(-Er/c(5));

dc(5)=(v/V)*(300-c(5))+(1/Cpcm)*((H1)*K1*c(2)*exp(-Er/c(5))+(H2)*K2*exp(-Er/c(5))*c(3)+(H3)*K3*c(3)*exp(-Er/c(5))+(H4)*K4*exp(-Er/c(5))*c(1))+(Kt*F/(V*Cpcm))*((F*Kt*c(5)+2*Cpx*vx*Txo)/(F*Kt+2*Cpx*vx)-c(5));

 

Листинг 4

function ky4

clc

[T,C]=ode15s(@gif,[0:2000],[252.5062 144.2706 266.2115 837.0118  318.0719]);  

plot(T,C(:,5))

grid on

 

T0=T,C(:,5)

function dc=gif(t,c)

Er=9232.7;

K1=9.6207e+010;

K2=6.8719e+010;

K3=9.6207e+010;

K4=2.0616e+011;

K5=0;

v=0.5/60;        

V=1.1;            

Cpcm=2000*1300; 

H1=12000;

H2=10000;

H3=10000;

H4=20000;

H5=0;

Kt=200;         

F=7;            

Cpx=1400*1000;  

vx=v*1.05;      

Txo=275;        

dc=zeros(5,1);

dc(1)=(v/V)*(1500-c(1))+K1*c(2)*exp(-Er/c(5))-K4*c(1)*exp(-Er/c(5));

dc(2)=(v/V)*(0-c(2))+K2*c(3)*exp(-Er/c(5))-K1*c(2)*exp(-Er/c(5));

dc(3)=(v/V)*(0-c(3))+K4*c(1)*exp(-Er/c(5))-K3*c(3)*exp(-Er/c(5))-K2*c(3)*exp(-Er/c(5));

dc(4)=(v/V)*(0-c(4))+K3*c(3)*exp(-Er/c(5));

dc(5)=(v/V)*(300-c(5))+(1/Cpcm)*((H1)*K1*c(2)*exp(-Er/c(5))+(H2)*K2*exp(-Er/c(5))*c(3)+(H3)*K3*c(3)*exp(-Er/c(5))+(H4)*K4*exp(-Er/c(5))*c(1))+(Kt*F/(V*Cpcm))*((F*Kt*c(5)+2*Cpx*vx*Txo)/(F*Kt+2*Cpx*vx)-c(5));

 

 

Листинг5

function ky55

clc

[T,C]=ode15s(@gif,[0:2000],[252.5062 144.2706 266.2115 837.0118  318.0719 100]);  

plot(T,C(:,5))

grid on

function dc=gif(t,c)

Er=9232.7;

K1=9.6207e+010;

K2=6.8719e+010;

K3=9.6207e+010;

K4=2.0616e+011;

K5=0;

v=0.5/60;        

V=1.1;            

Cpcm=2000*1300; 

H1=12000;

H2=10000;

H3=10000;

H4=20000;

H5=0;

Kt=200;         

F=7;           

Cpx=1400*1000;  

vx=v;

Txo=275;   

Kp=7.63;

Tu=104.44;

Tz=320;

dc=zeros(5,1);

dc(1)=(v/V)*(1500-c(1))+K1*c(2)*exp(-Er/c(5))-K4*c(1)*exp(-Er/c(5));

dc(2)=(v/V)*(0-c(2))+K2*c(3)*exp(-Er/c(5))-K1*c(2)*exp(-Er/c(5));

dc(3)=(v/V)*(0-c(3))+K4*c(1)*exp(-Er/c(5))-K3*c(3)*exp(-Er/c(5))-K2*c(3)*exp(-Er/c(5));

dc(4)=(v/V)*(0-c(4))+K3*c(3)*exp(-Er/c(5));

dc(5)=(v/V)*(300-c(5))+(1/Cpcm)*((H1)*K1*c(2)*exp(-Er/c(5))+(H2)*K2*exp(-Er/c(5))*c(3)+(H3)*K3*c(3)*exp(-Er/c(5))+(H4)*K4*exp(-Er/c(5))*c(1))+(Kt*F/(V*Cpcm))*((F*Kt*c(5)+2*Cpx*(vx*c(6)/100)*Txo)/(F*Kt+2*Cpx*(vx*c(6)/100))-c(5));

dc(6)=-Kp*((v/V)*(300-c(5))+(1/Cpcm)*((H1)*K1*c(2)*exp(-Er/c(5))+(H2)*K2*exp(-Er/c(5))*c(3)+(H3)*K3*c(3)*exp(-Er/c(5))+(H4)*K4*exp(-Er/c(5))*c(1))+(Kt*F/(V*Cpcm))*((F*Kt*c(5)+2*Cpx*(vx*c(6)/100)*Txo)/(F*Kt+2*Cpx*(vx*c(6)/100))-c(5)))+(Kp/Tu)*(Tz-c(5));

 

 


Информация о работе Моделирование системы управления химическим реактором