antibotan.com

ВСЕУКРАЇНСЬКИЙ СТУДЕНТСЬКИЙ АРХІВ

СИСТЕМИ ПРОГРАМНОГО РЕГУЛЮВАННЯ




Тип роботи:
Лабораторна робота
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут енергетики і систем керування
Кафедра:
Автоматизація теплових та хімічних процесів
Предмет:
Автоматизація періодичних технологічних процесів
Група:
АВ
Рік:
2006
Вартість:
2 бала

Посилання на дану роботу:

http://antibotan.com/file.html?work_id=200067


Опублікувати посилання:

Завантажень:

0


Частина тексту файла:

Міністерство освіти і науки України
Національний університет “ Львівська політехніка ”
Інститут енергетики і систем керування
Кафедра автоматизації теплових і хімічних процесів
Автоматизація періодичних
технологічних процесів
Лабораторна робота 4
“СИСТЕМИ ПРОГРАМНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ”
Виконав:
студент
групи
АВ-4
Львів 2006
Мета роботи: Ознайомлення із схемами та конструкціями програмних задавачів та програмних регуляторів різних типів. Ознайомлення з роботою системи програмного регулювання.
Необхідна підготовка: Знання принципів роботи систем програмного регулюваня.
ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ
Автоматичні системи регулювання (АСР) за характером зміни задаючої дії поділяються на стабілізуючі, слідкуючі та програмні. В стабілізуючих системах задане значення регульованої величини є постійним, в слідкуючих – функцією іншого (ведучого) параметра. В автоматичних системах програмного регулювання (АСПР) задане значення регульованої величини змінюється в часі згідно з наперед заданою програмою.
АСПР широко застосовується при автоматизації технологічних режимів в автоклавах, реакторах, печах термічної обробки, сушарках тощо.
На рис. 1 показана функціональна схема АСПР. На відміну від стабілізуючої АСР система програмного регулювання містить програмний задавач ПЗ, сигнал від якого подається до елементу порівняння (ЕП). ЕП формує різницю між біжучим та заданим значенням регульованої велечини. Вихідний сигнал ЕП подається на вхід регулюючого пристрою РП, який формує за певним законом (П-, ПІ-, ПІД- тощо) сигнал, керуючий виконавчим механізмом (ВМ). Останній через регулюючий орган РО діє на енергетичний або матеріальний потік на вході технологічного обєкту керування (ТОК) підтримуючи регульовану величину на заданому значенні.
РП ВМ ЕП ПЗ Д РО ТОК Z1 Z2
X1 X2 Y
Рис.1. Функціональна схема автоматичної системи програмного регулювання (АСПР)
ТОК – технологічний об’єкт керування; Д – давач; ПЗ – програмний задавач;
РП – регулюючий пристрій; ВМ – виконавчий механізм; РО – регулюючий
орган; ЕП – елемент порівняння; X1, X2 – вхідні параметри; Z1, Z2 – збурюючі
дії; Y – вихідний параметр.
Існують різні типи програмних здавачів. Відомо зокрема програмні задавачі, в яких програма зміни заданих значень регульованої величини записується на лазерних дисках, магнітних дисках і стрічках, перфострічках і перфокартах. Носієм програми може бути також діаграмна стрічка, на яку програма наноситься графічно. Як програмні задавачі виористовуються релейні командоапарати, що замикають або розмикають свої контакти в задані моменти часу.
Широко використовуються програмні задавачі, в яких зміна заданого значеня здійснюється профільованим диском – лекалом. Профіль лекала виготовляється у відповідності із заданою програмою.
ПРОГРАМНІ ЗАДАВАЧІ І РЕГУЛЮЮЧІ ПРИСТРОЇ
Програмні задавачі і регулюючі пристрої РУ5-01М і РУ5-02М застосовуютья для регулювання технологічного параметра за
наперед визнченою часовою програмою. Пристрої, призначені для сумісної роботи з вимірювальними приладами, які мають вмонтований додатковий реохорд з 100%-ною зоною пропорційності. Пристрої РУ5-01М забезпечують трипозиційне регулювання, а РУ5-02М разом з додатковими регуляторами реалізують різні закони регулювання. Принціп дії пристроїв полягає в постійному автоматичному відслідковуванні чутливого елементу за програмою, нанесеної у вигляді кривої на діаграмній стрічці.
Функціональна схема програмного пристрою наведена на рис.2. Зчитування програми здійснюється фотопристроєм ФП, закріпленим на каретці, що рухається вздовж шкали, і неперервно відслідковує за край кривої. Фотопристрій ФП складається з фоторезистора ФР і освітлювача О, між якіми розміщена діаграмна стрічка ДС. ФР включений в одне з плечей мостової схеми МС1 слідкуючої системи. Мостова схема МС1 знаходиться в стані рівноваги, якщо освітленість фоторезистора ФР вілповідає положенню ФП проти робочого (правого) краю програмної кривої. При переміщенні діаграмної стрічки ДС за допомогою стрічкопротяжного механізму СПМ, який діє від синхронного двигуна, програмна крива зміщується відносно ФП. При цьому змінюється освітленість фоторезистора ФР
і, відповід-
МС1 ФУПС СПМ СД РД РП Uж Rзд Uн Rд МС2 ВМ БПР Рис. 2. Функціональна схема програмного регулюючого/задаючого пристрою РУ5-01М/ РУ5-02М:
О – освітлювач; ФП – фотопристрій на пересувній каретці; ДС – діаграмна стрічка з заданою програмою; ФР – фоторезистор; СПМ – стрічкопротяжний механізм; СД – синхронний двигун; МС1, МС2 – мостові вимірювальні схеми; ФУПС – фазочутливий підсилювач; РД – реверсивний двигун; Rзд
- задаючий реохорд; Rд – реохорд вимірювального приладу; РП – регулюючий пристрій; БПР – блок позиційного регулювапння; ВМ – виконавчий механізм.
ФР О ДС ФП
но, його опір. Рівновага схеми порушується і в її діагоналі виникає напруга небалансу, яка подається на вхід фазочутливого підсилювача ФЧПС. Вихідний сигнал підсилювача подається в керуючу обмотку реверсивного двигуна РД, якій повертає каретку в ФП на правий край програмної лінії. При цьому МС1 приходить до стану рівноваги і РД зупиняється. Кінематично РД звязаний з ФП, показчиком шкали і повзунком реохорда Рзд. В результаті чого кожному значенню біжучої заданої дії відповідає певне положення повзунка реохорда Rp.
Положення повзунка реостатного давача Rд, розміщеного в вимірювальному приладі відповідає дійсному значенню регульованого параметра. Обидва реохорди (Rзд, Rд) входять в склад другої мостової вимірювальної схеми МС2. Відхилення дійсного значення регульованого параметра від заданого приводить до появи в діагоналі МС2 різниці потенціалів Uн.
Якщо в системі регулювання використовується програмний регулятор РУ5-01М, то різниця потенціалів Uн подається на фазочутливий блок позиційного регулювання БПР. Останній створює синал, що керує роботою виконавчого механізму ВМ системи регулювання. Якщо ж в системі використовується програмний задаючий пристрій РУ5-02М, то сигнал Uн подається на вхід автономного регулюючого пристрою РП.
В програмному регуляторі типу РЗ1М для створення програми використовується лекало, яке через важіль з роликом діє на диференційно-трансформаторний перетворювач. Вихідна напруга перетворювача Uп зісумовується з напругою небалансу моста змінного струму Uн, в одне з плечей якого підєднаний термоперетворювач розміщений в регульованому середовищі. Сумарна напруга U=Uп + Uн подається на вхід фазочутливого підсилювача, що керує вихідними тиристорними ключами, які комутують кола виконавчого механізму. Після закінчення заданої програми синхронний двигун приводу лекала автоматично зупиняється. Прилад обладнується сигналізацією проміжного положення програми.
Частота обертання програмного лекала встановлюється в залежності від конкретних умов автоматизації технологічного процесу.
Програмний задавач ПДВ-2, формує уніфікований електричний вихідний сигнал (05, 020, 420) мА. Сигнал змінюється в часі по задані програмі при зміні положення лекала. Частота обертів програмного лекала – 1, 2, 3, 4, 6, 12, 24, 95 обертів за добу, а діапазон зміни радіуса лекала – 2070 мм.
Для побудови АСПР на базі засобів пневмоавтоматики використовується пневматичний програмний задавач типу П31.23А. Задавач призначений для автоматичної зміни в часі вихідного сигналу Рвих = f() в діапазоні 20100 кПа.
На рис.3 представлена функціональна схема задавача П31.2ЭА. Програмний диск 1 обертається від синхронного двигуна СД через редуктор Р. Останній дозволяє встановлювати необхідну швидкість руху програмного диску (лекала). Вздовж ребра програмного диску 1 рухається ролик 2, механічно звязаний з важелем 3. Кутові переміщення важеля 3, відповідаючи профілю диска 1, передаються черз пружину 4 на важіль 5 пневмоперетворювача 6.
Якщо вихідний тиск пневмоперетворювача подати на елемент порівняння автоматичного регулятора, то отримуємо систему програмного регулювання відповідно до рис. 1.
ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
Лабораторна установка являє собою АСПР температури печі. АСПР побудована на приладах пневматичної гілки ДСП – системи “Старт”.
Принципова схема АСПР показана на рис. 4. Технологічним обєктом керування в системі є електрична піч 1, яка живиться від лабораторного трансформатора 10. Темперетура в печі 1 визначається співвідношенням кількості тепла від нагріву і кількістю тепла, що
6
Р Pвих Pо СД 1 2 3 4 5 Рис.3. Функціональна схема пневматичного програмного задавача ПЗ1.23А:
СД-синхронний двигун; Р – редуктор; 1- програмний диск; 2 – ролик; 3, 5 – важелі; 4 – пружина; 6 – пневмоперетворювач переміщення.
відбирається при обдуві печі вентилятором 9. Вимірювання температури в печі здійснюється термоелектричним перетворювачем 2, термо- е.р.с. від якого подається на нормуючий перетворювач 3. Струмовий сигнал 05 мА від перетворювача 3 подається на електропневмоперетворювач 4 з вихідним пневматичним уніфікованим сигналом 20100 кПа, який далі поступає до вторинного приладу 5 та ПІ-регулятора 6. До приладів 5, 6 підєднаний пневматичний програмний задавач 11. Вихідний сигнал регулятора 6 подається до мембранного виконавчого механізму 7. Мембрана механізму 7 зєднана із заслінкою 8, що розміщена в потоці повітря між вентилятором 9 та піччю 1.
Пневматичний сигнал Рд з електропневмоперетворювача 4, пропоріцйний до дійсного значення температури, порівнюється в ПІ-регуляторі із заданим Рз, що подається від програмного задавача 11. При наявності різниці між ними, автоматичний ПІ-регулятор 6 формує на виході сигнал Рвих, який діє на мембрану виконавчого механізму 7,переміщуючи заслінку 9, змінюючи таким чином витрату повітря, що охолоджує піч. Якщо температура в печі досягає заданого значення, переміщення заслінки припиняється.
Вторинний пневматичний компенсаційний прилад 5 має три шкали і використовується для показу і реєстрації дійсного значення температури: контролю заданого значення температури і степені відкриття регулюючої заслінки.
ПОРЯДОК РОБОТИ
1. Вивчити представлену на стенді систему автоматичного програмного регулювання, звернути особливу увагу на конструкцію програмного задавача.
2. Включити в роботу систему автоматичного програмного регулювання і спостерігати за ходом процесу. Порівняти характер зміни регульованої температури із заданою програмою і визначити похибку системи АСПР.
3 11
5
6 ВМ 4 7 9 8 2 1 Ед Ід Рд Рзд Рвих 10 Рис.4. Функціональна схема системи автоматичного програмного регулювання темпе-ратури електропечі: 1 – технологічний об’єкт керування (електрична піч); 2 – термоелектричний перетворювач; 3 – нормуючий струмовий перетворювач; 4 – електропневматичний пертворювач; 5 – вторинний реєструючий прилад ПВ10.19; 6 – пневматичний ПІ-регулятор ПР3.31-М1; 7 – мембранний виконавчий механізм; 8 – регулююча заслінка; 9 – вентилятор; 10 – лабораторний автотрансформатор ЛАТР; 11 – пневматичний
програмний
задавач ПЗ1.23А.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
Що таке програмне регулювання ?
Намалюйте функціональну схему програмного регулювання.
Перерахуйте способи завдання програми.
Дайте характеристику програмного пристрою РУ5.
Дайте характеристику програмного регулятора Р31.М.
Дайте характеристику програмного задаючого блоку ПДВ-2.
Дайте характеристику програмного П31.2ЭА.
Намалюйте функціональну схему автоматичного програмного регулювання температури електропечі.
В чому різниця програмного регулювання та слідкуючого?
Чим зумовлюється відхилення дійсного значення температури в печі від заданого в процесі регулювання ?
П Р О Т О
К О Л
лабораторної роботи 4
Досліджується замкнута система програмного регулювання_______________________ з програмним задавачем типу ___________________.
Технологічний об’єкт керування ___________________________________________________
Регульована величина________________ вимірюється і реєструється приладом____________
типу __________, __________________, зі шкалою__________________________________
ціна поділки ______________________, при масштабі часу _____________________________
Автоматичний регулятор ________________ системи__________________________________
типу __________, __________________, границі пропорційності ______________________
час ізодрому______________________. Задане значення вимірюється і реєструється приладом____________ типу __________, __________________, зі шкалою__________________________________ ціна поділки _____________________,
при масштабі часу _____________________________.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Висновок________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



Коментарі

Залишити коментар »

 

Ви не можете залишити коментар.

Для цього, будь ласка, увійдіть або зареєструйтесь.