МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра АТП

Л А Б О Р А Т О Р Н Ы Й П Р А К Т И К У М

По курсу «Диагностика и надежность автоматизированных систем»

Часть первая

Тверь 2011

Введение

Компания ОВЕН развивает программу поддержки высших учебных заведений, проводящих обучение студентов по специальностям, связанным с автоматизацией технологических процессов. В рамках данной программы компания бесплатно предоставляет приборы и датчики для оснащения учебных классов. Лабораторные работы, разработанные преподавательским составом кафедры «Автоматизация технологических процессов» (АТП) Тверского Государственного Технического Университета (ТГТУ), являются частью этой практики. Высококвалифицированные специалисты требуются в любой отрасли промышленности, а для эффективной подготовки инженеров кроме теории нужна и практика – именно она даёт возможность студентам понять суть технологических процессов. Успешное обучение возможно лишь при наличии хорошо оснащённых лабораторий. Для ВУЗов, имеющих весьма скромный бюджет, приобрести современное оборудование не так просто. Большой поддержкой для ТГТУ стало заключение кафедрой АТП договора с компанией ОВЕН на получение контроллеров, блоков питания, усилителей и измерителей...

В данной лабораторной установке в качестве объекта автоматизации используется тепловой электронагреватель Нижний уровень управления конструктивно оформлен в виде щита, на лицевой панели которого установлен терморегулятор ТРМ101, элементы системы технологической сигнализации и переключатели режима работы стенда. Регулируемой величиной является температура воздуха, измеряемая датчиком на выходе электронагревателя. Регулятор ТРМ101 соединён с блоком управления симисторами или тиристорами (БУСТ), который в свою очередь соединён с симистором.

Верхний уровень управления реализуется с помощью ПК, соединенного с регулятором через адаптер сети АС3. Специальное программное обеспечение которого представлено программой конфигуратором ТРМ101 и SCADA системами: ОPM, Master SCADA, Trace Mode. При этом исследуется работа установки в заданном режиме и её реакция на возникновение искусственных помех. Студенты выполняют комплекс работ по стендовой проверке и настройке локального контура регулирования в режиме штатного функционирования.

Содержание

Введение 2

Конструктивно стенд оформлен в виде щитовой конструкции , внешний вид лицевой панели которой представлен на рис .2 6

Устройство и работа приборов 8

Лабораторная работа №1 24

1 Теоретическая часть 26

Лабораторная работа №2 38

1 Теоретическая часть 38

2 Экспериментальная часть 39

Лабораторная работа №2 44

1 Теоретическая часть 45

2 Экспериментальная часть 48

Лабораторная работа №3 53

1 Теоретическая часть 54

2 Экспериментальная часть 57

Лабораторная работа №4 64

1 Теоретическая часть 64

2 Экспериментальная часть 65

При помощи данной лабораторной установки студенты смогут снимать статические и динамические характеристики объекта регулирования при различных режимах его работы, осуществлять поверку измерительных каналов при работе с различными преобразователями. Также лабораторный стенд позволяет более подробно ознакомится с используемыми техническими средствами автоматизации и их характеристиками.

В технике довольно широко применяется нагревание электрическим током. С помощью электрического тока нагрев можно производить в широком диапазоне температур, точно поддерживая и регулируя температуру нагрева в соответствии с заданным температурным режимом. Кроме того, электрические нагревательные устройства отличаются простотой, компактностью, удобны для обслуживания. Нагревательные элементы изготавливают главным образом из проволоки или ленты хроможелезоникелевых сплавов, обладающих большим омическим сопротивлением и высокой жаростойкостью (нихром или фехрали). Поэтому в качестве объекта управления для лабораторного стенда выбран электрокалорифер. В качестве регулятора выбран измеритель-регулятор ТРМ 101 совместно с симисторным усилителем мощности. Схема лабораторной установки представлена на рис 1.

Электрический сигнал от термоэлектрических преобразователей (термометров сопротивления) T1 и T2 электрокалорифера поступает на измерители - регуляторы и ТРМ101, где действительное значение температуры сравнивается с заданным. Отклонение регулируемого значения от заданного вызывает появление на выходе регулятора ТРМ 101 токового сигнала 4..20мА, значение которого пропорционально этому отклонению. Далее сигнал поступает на блок управления симисторами БУСТ, который в свою очередь с помощью симисторов VD регулирует силу тока в одной из секций электрокалорифера. Так как выбран метод обратного управления системой, то по мере роста температуры значение выходного сигнала уменьшается.

Другая секция служит для задания возмущающих воздействий и включается с помощью ключа SA4. Ключ SA1 и SA2 служат для запуска процесса регулирования и для включения дистанционного управления с помощью компьютера через адаптер интерфейсов RS232-RS485 АС3.

Релейный выход регулятора ТРМ101 включен в схему технологической сигнализации, которая срабатывает в соответствии с выбранным алгоритмом схемы сигнализации.

Рисунок 1. Схема лабораторного стенда на основе измерителя-регулятора ОВЕН ТРМ101