TSA_IMRO_Метрология 2

Основними елементами схеми є задатчик з міліамперметром 13-1, що регулює блок РБАМ 2 і 3, станція 9 керування СУРА-1, прилад 1 контролю параметрів АСР А-542 у комплекті з комутуючим пристроєм 14-1.

Задатчик 13-1 із блоком 2 призначені для імітації об'єкта керування. При цьому задатчик імітує в об'єкті впливи, що збурюють, значення яких контролюються міліамперметром 13-1. Вихідний сигнал в об'єкті керування 2 у якості змінної (регульований параметр) надходить на вхід станції керування 9, що контролюється по виклику приладом 1. Регулятор 3 сприймає сигнали змінної й завдання, що надходять зі станції 9, і за певним законом регулювання (П, ПІ або ПІД) відпрацьовує регулюючий вплив на виконавчий механізм об'єкта керування 2. Станція керування 9 контролює значення цього впливу. Одночасно сигнал регульованого параметра надходить і на блок, що сигналізує, 12, який при перевищенні змінної вище заданого дає сигнал, у результаті чого спрацьовує сигналізація (загоряється сигнальна лампа й включається звуковий сигнал).

5.3. Порядок виконання роботи

Ознайомитися із призначенням, улаштуванням тренажера й використаними в ньому технічними засобами. Підключити стенд до електроживлення тумблером 21, що засвідчить загоряння сигнальної лампочки. При цьому тумблери 15-1, 15-2 повинні перебувати в нижнім положенні, а тумблер 15-3 – у верхньому. Перевести станцію СУРА-1 у режим ручного керування, при якому кнопка 9 (див.рис. 5.2) повинна бути віджата (загоряння світлодіиода “Ручн.” 2 засвідчить це). Перевести перемикач 14-1 у положення 4 (див.рис. 5.1), а потім задатчиком 13-1 установити по приладу 1 значення регульованого параметра на рівні 40 %. Обертанням штурвала реостатного задатчика 7 (див.рис. 5.2) установити значення змінної по цифровому індикатору 3 станції СУРА-1 також на позначці 40%. Зміною положення задатчика 7 виробляється зміна вихідного сигналу станції СУРА-1, величина якого фіксується індикатором 4. Обертання штурвала нагору забезпечує збільшення вихідного сигналу й регульованого параметра,

Установити штурвалом 6 необхідне завдання по приладу 4 і включити контур у режим автоматичного регулювання натисканням кнопки 9. У цьому випадку на виході станції підключається вихідний сигнал регулятора, загоряється свштлодіод 2. “Авт.” і може загорятися один з індикаторів балансування задатчика 7 – світлодіод “Б” або “М” 8. Переконатися в зміні величини змінної по індикатору 3 при обертанні задатчика 6. Функціонування контуру АСР оцінювати за станом індикаторів сигналу неузгодженості 1.

Змінити завдання регулятору або внести збурювання в об'єкт на 5 %, обертаючи задатчики 6 або 13-1 (див. рис. 5.1). При цьому ступінь неузгодженості завдання й змінної оцінюється числом світлодіодів. Сигнали, , неузгодженості що з'являються при нормальній роботі АСР зникають через час, який залежить від настроювань регулятора й динамічних властивостей об'єкта.

Здійснити перхід контуру в режим ручного керування, віджавши кнопку 9. Підключити задатчик 7 до об'єкта, усунувши світіння світлодіодів 8 плавним обертанням штурвала убік палаючого світлодіода до моменту його загасання, що характеризує фактичне завершення переходу АСР у режим ручного керування.

5.4.Контрольні питання

1)Перелічите технічні засоби, використовувані в тренажері, і дайте їхню характеристику.

2)Які функції виконує станція СУРА-1?

3)Поясните пристрій тренажера, що імітує об'єкт керування, і запишіть його рівняння математичного опису.

4)Які операції треба виконати, щоб перейти з ручного керування на автоматичне й навпаки?

6. КЕРУВАННЯ ОБ'ЄКТОМ НА ТРЕНАЖЕРІ ТИПУ “ТОНУС” ЗА ДОПОМОГОЮ КАСКАДНИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ

6.1 Мета роботи

oвивчити склад тренажера й характеристики використовуваних у стенді технічних засобів автоматизації;

oзасвоїти правила користування тренажером і навички керування об'єктом за допомогою каскадних електронних систем автоматичного регулювання.

6.2Опис схеми тренажера

Схема каскадної автоматичної системи регулювання зображена на рис.

6.1.

Рисунок 6.1 – Схема каскадної автоматичної системи регулювання

Нумерація позицій елементів АСР відповідає прийнятої на рис. 5.1. Схема включає одноконтурну АСР (див.рис. 5.3), станцію 10 керування регулятором СКРА-2, регулючий блок РБАМ 11, об'єкт керування, що включає до себе

блок 6 прецизійного інтегрування БПИ 6 (ланка чистого запізнювання) з регулюючим блоком РБАМ 4, струмовий задатчик з мілліамперметром 13-2, комутуючий пристрій 14-1, вторинний прилад А-542 1.

У веденому контурі каскадної АСР об'єкт керування імітується набором блоків БПИ і РБАМ, вихід якого використовується в якості змінної (вихід датчика).

На рис. 6.2. зображена схема розміщення засобів контролю й управління станції СУРА-2.

Відмінність даної станції від станції СУРА-1 складається у формуванні си-

гналу завдання за допомогою кнопок “∆” – “ ”, а не реостатного задатчика, а також кнопки 10 переходу схеми в режим каскадного керування. У даному контурі попередньої установки завдання при переході в режим “Авт.” не потрібно. Інші позиції органів керування на рис. 6.2 відповідають прийнятим на рис. 5.2. Даний контур АСР може функціонувати у двох режимах: ручному й автоматичному.

Прийняті технічні рішення в схемі дозволяють вивчити відпрацьовування схеми на збурювання, що надходять в об'єкт веденої АСР ззовні, імітуючи зміною завдання регулятору 4 задатчиком 13-2, а також на зміни змінної регулятору 2 задатчиком 13-1 провідної АСР (див.рис. 5.3) і завдання на провідної АСР штурвалом задатчика 6 станції СУРА-1 (див.рис. 5.2). Слід зазначити, що ведений контур каскадної АСР також може працювати в режимі одноконтурної АСР.

6.3 Порядок виконання роботи

Ознайомитися із призначенням, улаштуванням тренажера й застосованими в ньому технічними засобами. Підключити стенд до електроживлення тумблером 21, про що засвідчить загоряння сигнальної лампочки. Перевести в режим автоматичного регулювання одноконтурну АСР, установивши значення завдання регулятору на рівні 35 % (див. розд. 5.3). Тумблери 15-2, 15-3 виставити у верхнє положення. Підготувати ведений контур у режим автоматичного регулювання й до ненаголошеного переходу його в каскадний режим шляхом плавної зміни завдання на СКРА-2 кнопками “∆” або “ ” 6 до певного значення вихідного сигналу із СУРА-1, що визначається стрілочним індикатором 4.

Зімітувати роботу каскадної АСР на зміну завдання від провідного контуру за допомогою задатчика 13-1 одноконтурної АСР, попередньо включивши кнопку “ЕОМ” 10 станції СУРА-2. Збурювання від задатчика 13-1 повинне скласти 3-4 мА. Переконатися у відповідній зміні завдання веденому контуру й простежити за перехідним режимом до моменту порівняння змінної зі знов

встановленим завданням від провідної АСР.

Аналогічним чином здійснити контроль роботи схеми каскадної АСР при зміні завдання на провідному контурі за допомогою штурвала 6 станції СУРА-1.

Перевести ведений контур у режим автоматичного регулювання відтисненням кнопки “ЕОМ” 10. Переконатися в роботі веденого контуру в режимі одноконтурної АСР.

Слід зазначити, що схема каскадного керування імітує режим супервізорного керування. При цьому вихідний сигнал завдання від провідної АСР можна розглядати як вихід з ЕОМ.

Виконати зняття перехідних процесів АСР при П, ПІ, ПІД законах регулювання вносячи той самий рівень впливу, що збурює.

Побудувати графіки перехідних процесів і оцінити якість регулювання. Скласти звіт по роботі.

6.4. Контрольні питання

1)Пояснити принцип дії каскадної АСР на конкретних прикладах?

2)Які функції виконує станція СУРА-2?

3)Запишіть рівняння передаточних функцій об'єктів керування й регуляторів.

4)Яка послідовність дій при переході каскадної АСР у режими ручного й автоматичного регулювання?

7. ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛЮВАЛЬНОГО КЛАПАНУ З ЕЛЕКТРИЧНИМ ВИКОНАВЧИМ ПРЯМОХОДНИМ МЕХАНІЗМОМ.

7.1. Ціль роботи

oознайомитись з призначенням, конструкцією і принципом дії виконавчого двоходового пристрою типу “ЕСПА 02 РГ” та дистанційного покажчика положення регулювального органу ДУП – М;

oзасвоїти методику та визначити окремі характеристики електричного виконавчого прямоходного механізму.

7.2. Призначення, конструкція та характеристики виконавчого

пристрою

Виконавчий пристрій з електричним виконавчим механізмом „ЕСПА 02 РГ” служить для зміни витрати рідини чи газів, що протікають по трубопроводам. Це дає можливість підтримувати постійними чи змінювати по заданій програмі рівень, температуру, тиск чи витрату у багатьох об’єктах промислового виробництва. Він може застосовуватись як для сумісної роботи з регуляторами, так і для ручного дистанційного керування.

Основні характеристики виконавчого пристрою наступні: хід штоку S у залежності від умовного діаметру; коефіцієнт пропускної здатності Кv у залежності від умовного діаметру Dу; умовний тиск Ру; максимально припустимий перепад тиску ∆Р; настроєчне зусилля для вимикання при перевантаженні; час повної ходи; габаритні розміри; вид характеристики регулювального органу (лінійна чи рівновідсоткова); пересувне зусилля.

Регулювальний клапан в комплекті з електричним виконавчим механізмом (ЕСПА 02 ПВ) складається з наступних частин: (див. рис.7.1): А – електричний двигун; Б – розподільча коробка; В – редуктор; Г – стійка; Д – керуюча коробка; Е – регулювальний орган; Ж – ручний дублер.

Постійне число обертів електродвигуна може змінюватись (зменшуватись)за допомогою редуктора В, а за допомогою кінематичної схеми редуктора обертальний рух перетворюється у прямолінійний поступальний.

Електродвигун А становить собою симетричний асинхронний двигун з пусковим конденсатором і має 1300 обертів на вихідному валу. Для покращення якості електричного механізму на вихідному валу двигуна монтується постійно діюче фрикційне гальмо. Два диски 25 та 26 (рис.7.2), один з яких жорстко з’єднаний з валом електродвигуна, а другий – з фланцем, притиснуті один до одного за допомогою пружини 27. Шляхом переміщення зубчатого колеса 12 в осьовому напрямку по відношенню до валу електродвигуна пружина 27 натягується чи звільнюється, а, отже, зменшується чи збільшується зусилля гальма.

Рисунок 7.1 – Регулювальний клапан в комплекті з електричним виконавчим механізмом (ЕСПА 02 ПВ)

Розподільча коробка Б нерухомо закріплена до електродвигуна чотирма гвинтами, і в ній за допомогою двадцяти затискачів закріплені виводи кінцевих вимикачів, електродвигуна, конденсатора і двох потенціометрів. У розподільчій коробці знаходиться також і пусковий конденсатор.

Редуктор В служить для зменшення обертів двигуна, отримання чотирьох швидкостей штоку, здійснення ручного приводу і забезпечення вимикання електродвигуна при перевантаженні. Навколо двох осей 4 (рис.7.2), нерухомо закріплених у фланці 3, обертаються шість блоків зубчастих колес. Перші два 14 та 10 – суто пластмасові, третій – змішаний (пластмасове і металеве зубчасте колесо), а інші – суто металеві. З їх допомогою зменшується число обертів двигуна і передається на зубчасте колесо 6, а від нього на гайку 1, яка має вже поступальний рух. Для отримання чотирьох швидкостей (10, 16, 25 і 40мм/хвил.) штоку використовується набір зубчастих колес, які поставляються настроєні на найменшу швидкість – 10 мм/хвил.

Рисунок7.2 – Редуктор виконавчого механізму

Ручний привід регулювального клапану здійснюється за допомогою редуктора наступним чином: з притисканням маховика 24 до кожуха 9 конус 18 виштовхує зубчатий блок 6 донизу, який виходить із зачеплення з зубчатим блоком 7. При цьому два конусних зубчатих колеса, що розташовані в зубчатому

блоці 6 і на конусі 18, приходять в зачеплення. Таким чином припиняється зв’язок з двигуном і редуктором. При зворотному русі маховика пружина 5 переміщує зубчастий блок 6 догори і відбувається зчеплення із зубчастим блоком 7. Ручний привід можна привести до дії при будь-якому положенні регулювального органу і незалежно від того, працює електродвигун чи ні.

Для вимикання електродвигуна у випадку аварії при закриванні регулювального клапану використовуються два зубчатих колеса з косими зубцями, що розташовані у зубчатих блоках 7 та 17. Зубчатий блок 7 в осьовому напрямку нерухливий на відміну від зубчатого блоку 17. З досягненням визначного зусилля, а, отже, визначного обертального моменту, зубчастий блок 17, що підтримується в осьовому напрямку пружиною 19, переміщується донизу. При досягненні визначеного положення зубчатого блока 17 за допомогою важеля 21 і вимикача 6 (див. рис.7.3) припиняється подача напруги до електродвигуна для обертання в одному напрямку.

Стійка Г служить для прикріплення виконавчого механізму до регулювального клапану. Вона прикріплена до верхнього фланця регулювального клапану за допомогою гайки, а до виконавчого механізму – за допомогою чотирьох бовтів М8.

Керуюча коробка Д – це місце, де знаходяться п’ять кінцевих вимикачів, два потенціометри та місцевий покажчик положення регулювального клапану. Переміщення повзуна реохорда 2 (див. рис.7.3), а також притискання чотирьох вимикачів (8-Б0, 9-П0, 7-БЗ, 12-ПЗ) здійснюється за допомогою втулки 10. Втулка 10 складається з двох частин, притиснутих до гайки 13 за допомогою двох пружин 11. Спеціальна форма втулки 10 забезпечує спрацьовування кінцевих вимикачів блокування 8 та 7 за декілька секунд до досягнення крайніх положень регулювального клапану. Цей час незначний і залежить від швидкості переміщення вихідного органу механізму.

Те, що втулка 10 не фіксована по відношенню до гайки 13, виникає необхідність настройки кінцевих вимикачів 9-П0 та 12-ПЗ при з’єднанні регулювального клапану до виконавчого механізму. За умов нормальної роботи втулка