Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

TSA_IMRO_Метрология 2

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
02.02.2015
Размер:
901 Кб
Скачать
☆

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

А.К. Бабіченко, В.І. Тошинський, І.Л. Красніков, О.В. Пугановський

ВИМІРЮВАННЯ ТА ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Навчально-методичний посібник

Затверджено редакційно-видавничою радою університету, протокол № ____ від ____

Харків НТУ “ХПІ” 2008

ББК 32.965 я 73

C ___

УДК 681.5(075.8)

Рецензенти: В.П. Шапорєв, д-р техн. наук, проф. НТУ ”ХПІ”; В.А. Реньов, канд. техн. наук, проф. ХНУБА

C___ А.К. Бабіченко, В.І. Тошинський, О.В. Пугановський, І.Л. Красніков. Вимірювання та технічні засобам автоматизації: Навч.- метод. посіб. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2008. – 130 с.

ISBN 966-593-232-2

ISBN 966-593-292-6

У посібнику наведені: коротка характеристика, схеми промислових регуляторів, перетворювачів і допоміжних засобів автоматизації пневматичної та електричної галузей, конструкції окремих пневматичних та електричних виконавчих пристроїв, правила програмування мікропроцесорних контролерів методика виконання робіт, повірки й градуювання засобів автоматизації. Призначено для студентів спеціальності 7.0925

Іл. ___. Табл. ____. Бібліогр.: 9 назв.

 

 

ББК 32.965 я 73

ISBN 966-593-232-2

© А.К. Бабіченко,

966-593-292-6

В.І. Тошинський,

 

О.В. Пугановський,

 

І.Л. Красніков.

 

© НТУ “ХПІ”, 2008_ р.

ЗМІСТ

 

Вступ.......................................................................................................................

8

1. Перевірка оцифровки органів настроювання аналогового

 

регулятора комплексу технічних засобів системи “КАСКАД” .......................

8

1.1. Мета роботи............................................................................................

8

1.2. Призначення і характеристика регулюючого блоку Р12...................

8

1.3. Опис лабораторного стенда ..................................................................

11

1.4. Порядок виконання роботи...................................................................

11

1.4.1. Перевірка оцифровки органа настроювання “KП”...........................

11

1.4.2. Перевірка оцифровки органа настроювання “Tі” ............................

14

1.4.3. Перевірка оцифровки органа настроювання “K∂” ...........................

14

1.4.4. Перевірка оцифровки органів настроювання “Кф”..........................

16

1.5. Обробка результатів вимірів.................................................................

17

1.6. Контрольні питання ...............................................................................

17

2. Перевірка градуювання органів настроювання пневматичного

 

регулюючого пристрою приладів серії КС3 ......................................................

18

2.1. Мета роботи..........................................................................................

18

2.2. Призначення й характеристика регулюючого пристрою ................

18

2.3. Опис лабораторного стенда ................................................................

19

2.4. Порядок виконання роботи.................................................................

19

2.4.1. Перевірка діапазону виміру вихідного сигналу.............................

19

2.4.2. Перевірка градуювання органа настроювання межі

 

пропорційності ............................................................................................

21

2.4.3. Перевірка градуювання органа настроювання часу ізодрома......

22

2.5. Контрольні питання .............................................................................

23

3. Перевірка й визначення характеристик пневмоелектричного

 

перетворювача й стабілізатора тиску повітря....................................................

24

3.1. Мета роботи..........................................................................................

24

3.2. Призначення, улаштування і принцип дії стабілізатора тиску

 

повітря..........................................................................................................

24

3.3. Опис лабораторного стенда ................................................................

25

3.4. Порядок виконання роботи.................................................................

27

3.5. Обробка результатів вимірювань.......................................................

28

3.6. Звіт про роботу.....................................................................................

28

3.7. Контрольні питання.............................................................................

28

4. Дослідження роботи й перевірка електронного імпульсного

 

регулюючого пристрою........................................................................................

29

4.1. Мета роботи..........................................................................................

29

4.2. Призначення й характеристика регулюючого блоку Р21................

29

4.3. Опис лабораторного стенда ................................................................

31

4.4. Порядок виконання роботи.................................................................

33

4.4.1. Перевірка вихідних напруг і дії зворотних зв'язків блоку ..........

33

4.4.2. Перевірка швидкості зв'язку............................................................

33

4.4.3. Перевірка максимального часу інтегрування ................................

34

4.5. Контрольні питання.............................................................................

35

5. Придбання навичок і прийомів роботи на тренажері типу "ТОНУС"

 

при керуванні обєктом за допомогою одноконтурних систем

 

автоматичного регулювання ...............................................................................

35

5.1. Мета роботи..........................................................................................

35

5.2. Опис схеми тренажера.........................................................................

36

5.2.1. Перелік схем автоматизації й функцій, реалізованих за

 

допомогою тренажера ................................................................................

36

5.2.2. Пристрій тренажера й характеристика застосовуваних

 

основних технічних засобів автоматизації...............................................

37

5.2.3. Опис схеми тренажера при управлінні об'єкта за допомогою

 

одноконтурної системи автоматичного регулювання.......................................

40

5.3. Порядок виконання роботи.................................................................

41

5.4. Контрольні питання.............................................................................

42

6. Керування обєктом на тренажері типу “ТОНУС” за допомогою

 

каскадних систем автоматичного регулювання.................................................

43

6.1 Мета роботи...........................................................................................

43

6.2 Опис схеми тренажера..........................................................................

43

6.3 Порядок виконання роботи..................................................................

45

6.4. Контрольні питання ............................................................................

46

7. Дослідження характеристик регулювального клапану з електричним

 

виконавчим прямоходним механізмом...............................................................

47

7.1. Ціль роботи...........................................................................................

47

7.2. Призначення, конструкція та характеристики виконавчого

 

пристрою..............................................................................................

47

7.3 Опис лабораторного стенду.................................................................

52

7.4 Порядок виконання роботи .................................................................

52

7.4.1 Визначення гістерезісу датчика положення....................................

52

7.4.2 Визначення вибігу вихідного органу...............................................

53

7.4.3 Визначення середньої відносної швидкості переміщення

 

вихідного органу.........................................................................................

54

7.5. Контрольні питання.............................................................................

54

8. Визначення характеристик пневматичного виконавчого пристрою з

 

мембранним приводом .........................................................................................

55

8.1. Ціль роботи...........................................................................................

55

8.2. Конструкція та характеристики пневматичного виконавчого

 

пристрою......................................................................................................

55

8.3. Опис лабораторного стенду................................................................

56

8.4 Порядок виконання роботи..................................................................

56

8.4.1 Визначення робочої характеристики виконавчого механізму......

56

8.4.2 Визначення витратної та пропускної характеристики

 

виконавчого пристрою ...............................................................................

57

8.5. Контрольні питання.............................................................................

58

9. Повірка та дослідження характеристик пневмоелектричного

 

перетворювача та стабілізатора тиску повітря...................................................

59

9.1 Ціль роботи............................................................................................

59

9.2 Конструкція та принцип дії стабілізатора тиску повітря .................

59

9.3 Опис лабораторного стенду.................................................................

60

9.4 Порядок виконання роботи..................................................................

61

9.5 Обробка результатів вимірювання......................................................

62

9.6 Контрольні питання..............................................................................

63

10. Застосування мікропроцесорних регуляторів РТЭ-4 у АСР температури 63

10.1 Ціль роботи..........................................................................................

63

10.2 Призначення регуляторів серії РТЭ..................................................

63

10.3 Принцип дії регуляторів РТЭ ............................................................

64

10.4 Опис лабораторного стенду та програмного забезпечення............

66

10.5 Порядок виконання роботи................................................................

67

10.5.1 Позиційний режим роботи регулятора..........................................

68

10.5.2 Робота регулятора у ПІД – режимі з імпульсним виходом.........

69

10.6 Контрольні питання............................................................................

69

11. Технологічне програмування контролера «Ремиконт Р-130»

 

(на прикладі регулюючої моделі)........................................................................

69

11.1

Мета роботи.........................................................................................

69

11.2

Призначення і коротка технічна характеристика контролера

 

«Ремиконт Р-130»........................................................................................

69

11.3

Перелік використовуваних алгоритмів і їхні реквізити..................

70

11.4

Програмування контролера................................................................

73

11.4.1 Перелік процедур програмування..................................................

73

11.4.2 Порядок програмування..................................................................

74

11.5

Контрольні питання ............................................................................

85

12. Визначення систематичної і випадкової складових похибки

 

манометра ....................................................................................................

86

12.1

Мета роботи.........................................................................................

86

12.2

Опис лабораторного стенду...............................................................

87

12.3

Порядок виконання роботи................................................................

87

12.4

Обробка результатів випробувань.....................................................

88

12.5. Контрольні питання ...........................................................................

90

13. Дослідження метрологічних характеристик автоматичного моста

 

для вимірювання температури ............................................................................

91

13.1

Ціль роботи..........................................................................................

91

13.2

Опис лабораторного стенду...............................................................

91

13.3

Порядок виконання роботи................................................................

91

13.4

Обробка результатів випробувань.....................................................

92

13.5. Контрольні питання ...........................................................................

96

14. Визначення метрологічних характеристик перетворювачів сигналів ......

97

14.1

Мета роботи.........................................................................................

97

14.2

Опис лабораторного стенду...............................................................

97

14.3

Порядок виконання роботи................................................................

98

14.4

Обробка результатів випробувань.....................................................

98

14.5. Контрольні питання ...........................................................................

100

15. Визначення грубих помилок та оцінок точності результатів в процесі

 

вимірювання витрати ...........................................................................................

100

15.1

Мета роботи.........................................................................................

100

15.2

Опис лабораторного стенду...............................................................

101

15.3

Порядок виконання роботи................................................................

101

15.4

Обробка результатів вимірювань ......................................................

102

15.5. Контрольні питання ...........................................................................

105

16. Повірка та дослідження статичних характеристик пневмоелектричного

 

перетворювача .....................................................................................................

105

16.1

Мета роботи.........................................................................................

105

16.2

Призначення і принцип дії пневмоелектричного перетворювача . 105

16.3

Опис лабораторного стенду...............................................................

107

16.4

Порядок виконання роботи................................................................

107

16.5

Обробка результатів вимірювань ......................................................

108

16.6. Контрольні питання ...........................................................................

111

У лабораторних роботах наведені: коротка характеристика схеми промислових регуляторів, перетворювачів і допоміжних засобів автоматизації пневматичної та електричної галузей, конструкції окремих пневматичних та електричних виконавчих пристроїв, правила програмування мікропроцесорних контролерів методика виконання робіт, повірки й градуювання засобів автоматизації.

Вказівки містять мету робіт, опис пристроїв, засобів автоматизації, й лабораторних стендів, порядок виконання робіт, методику обробки результатів досліджень, контрольні питання й список рекомендованої літератури.

Студенти допускаються до роботи після вивчення ними засобів автоматизації, схеми лабораторного стенду, порядку виконання роботи і правил експлуатації пневмота електроприладів і установок.

1. ПЕРЕВІРКА ОЦИФРОВКИ ОРГАНІВ НАСТРОЮВАННЯ АНАЛОГОВОГО РЕГУЛЯТОРА КОМПЛЕКСУ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ

СИСТЕМИ “КАСКАД”

1.1. Мета роботи

o ознайомитися із призначенням, улаштуванням і принципом дії аналогового регулюючого блоку P12;

o перевірити роботу органів настроювання регулятора P12;

o визначити динамічні характеристики регулятора P12 при формуванні пропорційного (П), пропорційно-інтегрального (ПІ) і пропорційно- інтегрально-диференціального (ПІД) законів регулювання;

o зробити висновок про можливість застосування регулятора.

1.2. Призначення і характеристика регулюючого блоку Р12

Регулюючий блок P12 входить до складу комплексу технічних засобів (КТЗ) "Каскад" і є аналоговим ПІД регулятором струмової гілки ДСП із уніфі-

кованими вхідними й вихідними сигналами 0-5 мА. У схемах автоматичних систем регулювання (АСР) блок P12 застосовують у комплекті із блоком керування БУ-12, пристроєм завдання ЗУ05 і блоком індикації B12. Блок керування БУ12 забезпечує безпоштовхове включення регулятора, а також дистанційне керування процесом. Блок індикації B12 є індикатором сигналу неузгодженості на вході регулятора контролю вихідного струму.

Закон ПІД регулювання в P12 формується у відповідності з наступним алгоритмом:

 

dI

вих

 

 

 

 

1

∫

 

d∆I

вх

 

 

(1.1)

KфТіз

 

+ ∆Iвих

= KП

∆Iвх

+

 

∆Iвхdt + K∂Tіз

 

 

,

 

 

Tіз

 

 

 

dt

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

де Kф – коефіцієнт відносини постійної часу демпфірування до постійного часу ізодрома (K∂ф/Тіз);

Тіз – постійна часу ізодрома;

∆Iвих. – вихідний сигнал регулятора, що дорівнює різниці значень вихідного поточного струму Iвих і струму Iвих0 в момент рівноваги регулятора за відсутності вхідного сигналу;

KП – коефіцієнт передачі регулятора;

∆Iвх – вхідний сигнал регулятора, що дорівнює різниці значень струмів змінної регульованої величини Iзм і задатчика IЗД;

Kд – коефіцієнт відношення постійної часу диференціювання до постійного часу ізодрома (Kд = Т∂ /Тіз )

Принципова електрична схема P12 представлена на рисунку 1.1. Основні незалежні параметри настроювання регулятора:

o перемикач “Множник”, що забезпечує десятикратну зміну діапазону дії органа настроювання коефіцієнта пропорційності;

Рисунок 1.1

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]