Maintaining of actuators and final control elements modeling in a steam generating unit control system

Authors

  • Y. M. Kovrygo National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, Ukraine
  • R. P. Sakov National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.31.2015.70164

Keywords:

nonlinear automatic control systems, backlash, friction

Abstract

Steam generating unit automation control system is a complex system with many sources of nonlinearities. There are two main types of nonlinearities in a steam generating unit automation control system. First, nonlinearity caused by a control object nonstationarity due to changes of operation modes and changes of object parameters with time. Second, nonlinearities caused by control system elements. Analysis of nonlinearities in steam generating unit automatic control system has been done. Attention is focused on the problem of modelling the actuators and final control element in automatic control systems. Models of saturation, relay with dead zone, backlash, viscous friction and dry friction have been studied. The available models taking into account dry friction data have been analyzed and recommendations as to applying them have been made. Operating data from the Power Block №4 automation control system of the Trypilska thermal power station have been processed. The steam generation unit control parameters of steam and water circuits for the four lines (A, B, V, G) were examined. They are temperature and pressure of steam and water in different points of steam and water circuits and the controller output signals. The relationship of a controlled parameter and time and the relationship of a controlled parameter and the controller output have been examined. Some control contours that may suffer from nonlinearity in an actuator or in a final control element were identified

Author Biographies

Y. M. Kovrygo, National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv

Кандидат технических наук, профессор

R. P. Sakov, National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv

Аспирант

References

Степанец А.В. Регулирующий адаптивный комплекс на основе каскадной системы с моделью объекта управления / А.В. Степанец // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2012. – № 2/10(56). – C. 14-18.

Степанець О.В. Адаптивні системи автоматичного керування для теплоенергетичних об’єктів / О.В. Степанець, А.П. Мовчан // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2012. – № 3/11 (57). – C. 56-61.

Ковриго Ю.М. Модернизация системы управления тепловой нагрузкой прямоточного котлоагрегата ТЭС с использованием динамического коректора / Ю.М. Ковриго, М.А. Коновалов, А.С. Бунке // Теплоэнергетика. – 2012. № 10. С. 43-49.

Ковриго Ю.М. Способи покращення якості для робастних систем з регулятором з внутрішньою моделлю управління / Ю.М. Ковриго, Т.Г. Баган // Матеріали XXI Міжнар. конф. з автоматичного управління (Автоматика-2014), м. Київ, 23-27 вересня 2014 р. – К. : Вид-во НТУУ «КПІ» ВПІ ВПК «Політехніка», 2014. – С. 114-115.

Ковриго Ю.М. Врахування обмежень для підвищення якості функціонування систем регулювання енергоблоків ТЕС і АЕС / Ю.М. Ковриго, Б.В. Фоменко // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. – 2008. – № 2(22). – С. 180-186.

Ковриго Ю.М. Математическое моделирование систем автоматического регулирования с учетом ограничений на управление в пакете Matlab / Ю.М. Ковриго, Б.В. Фоменко, И.А. Полищук // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. – 2007. – № 2. – С. 21-28.

Мирошник И.В. Теория автоматического управления: Нелинейные и оптимальные системы : учебное пособие. – СПб. : Питер, 2006. – 272 с.

Jelali M. Detection and diagnosis of stiction in control loops. State of the art and advanced methods / M. Jelali, B. Huang. – Springer, 2010. – 409 p.

Choudhury M.A.A.S. Modelling valve stiction / M.A.A.S. Choudhury, N.F. Thornhill, S.L. Shah // Control engineering practice. – 2005. – № 13. – P. 641-658.

Choudhury M.A.A.S. A data-driven model for valve stiction / M.A.A.S. Choudhury, N.F. Thornhill, S.L. Shah // Proceedings IFAC Symposium on Advanced Control of Chemical Processes (ADCHEM). – Hong Kong, 2004. – Р. 2071-2077.

Practical model and detection algorithm for valve stiction / M. Kano, H. Maruta, H. Kugemoto, K. Shimizu // Proceedings IFAC DYCOPS, Cambridge, USA. – 2004. – Р. 3308-3317.

A curve fitting method for detecting valve stiction in oscillating control loops / Q.P. He, J. Wang, M. Pottmann, S.J. Qin // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2007. – № 46. – P. 4549-4560.

Sivagamasundari S. A Practical Modelling Approach for Stiction in Control Valve / S. Sivagamasundari, D. Sivakumar // International Conference on Modeling, Optimization and Computing (ICMOC 2012). – 2012. – № 38. – P. 3308-3317.

How to Cite

Kovrygo, Y. M., & Sakov, R. P. (2016). Maintaining of actuators and final control elements modeling in a steam generating unit control system. Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical Sciences, (31), 80–86. https://doi.org/10.31498/2225-6733.31.2015.70164