Ход работы

1. Открыть окно отображения трендов.

2. Выбрать для отображения тренды значений, снимаемых с термопары.

3. Настроить отображение таким образом, что график термопары хорошо виден в правой нижней области окна просмотра трендов.

4. Отсоединить (физически отключить от моноблока) термопару, досчитать до 10 с, вернуть подключение в исходное положение.

5. Найти на графике момент пропадания и появления значений с термопары.

6. Сохранить график в файл.

Часть 2 «Настройка регулятора»

Цель: подобрать оптимальные коэффициенты регулирования. Нагрев термопары, отработка различных уставок.

Введение

Данная лабораторная работа предназначена для получения навыков в настройке процесса регулирования технологических параметров сконфигурированного комплекса АСУ ТП.

Предлагается провести опыт, заключающийся в регулировании технологического процесса на базе термопары и тепловыделяющих резисторов, соединенных с чувствительным элементом термопары. Задача – регулирование температуры, измеряемой термопарой.

На рисунке 21 представлен внешний вид схемы подключения для нагрева термопары.

Рисунок 21 – Внешний вид схемы подключения для нагрева термопары

Термопара подключается к моноблоку MB100 напрямую, встроенное в МВ100 внутреннее сопротивление позволяет учесть температуру холодного спая термопары, если подключение происходит с помощью компенсационного провода.

Программная настройка MB100 на измерение температуры производится в окне настроек моноблока MB100.

Настройка на нагрев осуществляется в окне настроек MB100 во вкладке ПИД. Моноблок настраивается на нагрев резисторов через ШИМ, чтобы от длительности импульсов ШИМ зависело время пропускания напряжения через резистор (таким образом можно будет регулировать выделяемую на резисторах мощность и, следовательно, нагрев термопары).

В этом окне указываются:

• источник входа – аналоговый вход, к которому подключен датчик;

• приёмник выхода – ШИМ2 (однополярный ШИМ на 2-ом дискретном выходе, т.е. ПИ - регулятор);

• включение в работу 1 регулятора (в данном моноблоке всего два регулятора);

• параметры регулятора.

В графе «Вход» отображается входное значение (в данном случае – температура, измеряемая термопарой).

В графе «Уставка» указывается (вводится вручную) желаемое значение (желаемая температура в данном случае).

Если значение на входе меньше уставки, регулятор должен включиться и через резистор потечет ток, грея термопару. Если же входное значение будет превышать уставку, регулятор должен прекратить работу, термопара будет остывать вследствие теплообмена с окружающей средой (предполагается, что температура окружающей среды меньше значения уставки).

После включения в работу регулятора значение на входе должно приближаться к значению уставки (по степени этого приближения можно судить о качестве регулирования).

Ход работы

1. Воспроизвести конфигурацию модулей, как физически, так и программно, как в конце первой лабораторной работы.

2. В окне настройки моноблока перейти на вкладку ПИД регулирования и отключить регуляторы, если хоть какой-нибудь был включен.

3. Определить постоянную времени объекта регулирования, для этого подать на резистор, греющий термопару, серию импульсов заданной ширины до нагрева термопары до определённой температуры (от комнатной, т.е. температура на термопаре должна приблизительна равна температуре на термосопротивлении).

   1. В окне настроек моноблока МВ100 перейти на вкладку дискретных выходов и задать период и длительность ЧИМ-импульсов, например 200 и 40 мс. Внимательно следите за номером дискретного выхода, выберете тот, что подключает к резисторам питание.

   2. Перейдите к просмотру мнемосхем и дождитесь пока температура на термопаре перестанет заметно увеличиваться, т.е. выйдет на какое-то значение. Если температура превышает 80 градусов, отключите питание от резисторов и уменьшите длительность импульсов.

   3. Посчитайте численное значение температуры на сколько нагрелась термопара – ΔТ.

ΔТ = Т₂ –Т₁, где

Т₁ – комнатная температура;

Т₂ – установившаяся температура после нагрева.

4. Определите время, за которое температура ТП вышла из 15% интервала от Т_1, и вошла в 15% интервала от Т₂.

5. Получившееся значение, разделённое на 3, является постоянной времени объекта регулирования (ТП).

6. Повторите пункты (а-е) с другой длительностью ЧИМ импульсов, например 50.

7. Посчитайте среднюю постоянную времени объекта регулирования, полученную из двух опытов.

1. В окне настроек моноблока МВ100 на вкладке дискретных выходов убрать подачу импульсов (обнулить период и длительность).

2. В окне настроек моноблока МВ100 на вкладке ПИД выполнить первоначальную настройку регулятора - указать источник входа и уставку, указать тип регулятора, задать первоначальные коэффициенты регулятора (найденную постоянную времени объекта регулирования (измеряется в сек.) и коэффициент усиления).

3. Осуществить коммутацию элементов, участвующих в регулировании – подключить к моноблоку провода от сопротивлений и питания.

4. Включить регулятор в работу.

5. Убедиться, что температура начала изменяться в соответствии с уставкой.

6. Перейти в окно просмотра трендов и оценить работу регулятора (оценить выброс переходного процесса и отклонение от уставки в установившемся режиме).

7. Перейти на вкладку настройки моноблока и изменить коэффициент усиления таким образом, чтобы параметры регулятора улучшились (повторить пункт 9 и сравнить несколько разных вариантов для различных К_усил.)

Форма представления результатов:

Демонстрация собранного комплекса преподавателю.

Вопросы:

1. Перечислите коэффициенты регулирования для ПИ-регулятора и методы их определения.

2. Укажите путь доступа к изменению аналоговых настроек модуля MB100.

3. Укажите путь доступа к настройкам регулятора.