Лабораторный практикум по дисциплине «Системы управления химико-технологическими процессами». Методическое пособие для студентов специальностей 240900

МПР 51 и записать показания прибора.

- Включить МПР51 нажатием кнопки Пуск/Стоп, с этого момента через каждые 60 с (время с точностью до минуты отображается на индикаторе прибора) фиксировать в табл. отчета о лабораторной работе температуру объекта по показаниям МПР 51 до ее установившегося значения. (В МПР 51 заранее установлены значения заданной температуры: tзад =500 и зоны нечувствительности: = 10.

(При необходимости, только по указанию преподавателя, установить задатчиком регулятора МПР51 значения заданной температуры и зоны нечувствительности. Для этого в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЯ зайти на уровень L2 нажатием кнопки ПРОГ. И, после того, как на индикаторе времени появится L2, последовательным нажатием кнопки ПРОГ. выходим на выбранный уровень. На индикаторе времени появится надпись о01 , еще раз нажимаем кнопку ПРОГ. , надпись о01

начнет мигать с помощью кнопок и выбираем параметр Р07 нажимаем ПРОГ., индикатор под надписью параметр начинает мигать. Кнопками и сброс / выбираем значение 002 (это означает что 1-ый регулятор управляет ИУ типа нагреватель). Далее нажатием ПРОГ. производим запись данного параметра в память прибора. При повторном нажатии ПРОГ. переходим к параметру Р08 (этот параметр определяет зону нечувствительности). Способом описанным выше вносим изменения в программу прибора. Последовательным нажатием кнопки ПРОГ. Выходим из режима программирования уровня L2 и входим на уровень L1. Выбираем параметр Е02 (задается значение уставки). Запись изменений в память прибора осуществляется способом описанным выше. Выходим из режима программирования. Нажатием кнопки Пуск / Стоп запускаем программу двухпозиционного регулирования.

- С этого момента через каждые 60 с (время с точностью до минуты отображается на индикаторе прибора) фиксировать температуру объекта регулирования и записывать в таблицу отчета (карандашом). Эксперимент закончить после того, как

30

процесс регулирования примет установившийся характер. Кружочком в таблице отмечать моменты включения и выключения исполнительного механизма по сигнальной лампочке передней панели стенда. График переходного процесса перечертить в отчет.

- По полученному графику процесса регулирования определить его показатели качества: амплитуду Аak и период колебаний Tak .

3)Исследование СРРТ методом математического моделирования выполнить с помощью СИАМ:

- Набрать в СИАМ схему исследования, приведенную на рис.9.5 (или вызвать из памяти ЭВМ по имени mod4.sia).

- Провести исследования, план проведения которых и параметры СРРТ приведены в таблице результатов моделирования в отчете.

4)Сделать выводы и оформить отчет.

9.6. Контрольные вопросы

1)Дать определения: - нелинейной САР,

- существенно нелинейного элемента, привести примеры, - автоколебаний.

2)Перечислите достоинства и недостатки двухпозиционных систем релейного регулирования.

3)Поясните по рис.9.2. процесс возникновения автоколебаний, а по рис.9.3. – схему эксперимента.

4)Как зависят период Tak и амплитуда Aak автоколебаний от параметров статической характеристики существенно нелинейного элемента (СНЭ) и от величины задающего сигнала

yзад.

31

k=1

Рис.9.5. Схема исследования СРР в СИАМ

32

ОТ Ч Е Т

олабораторной работе №9

ИССЛЕДОВАНИЕ НА ЭВМ СИСТЕМЫ РЕЛЕЙНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1. Таблица с результатами эксперимента

2. График экспериментальной переходной характеристики

33

СО Д Е Р Ж А Н И Е

Ла б о р а т о р н а я р а б о т а № 7 . Измерение тем-

35

Приложение 1.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РЕГУЛЯТОРА ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ МПР51-Щ4

Регулятор температуры и влажности, программируемый по времени, ОВЕН МПР51-Щ4 предназначен для управления многоступенчатыми температурно-влажностными режимами технологических процессов при производстве мясных и колбасных изделий, в хлебопекарной промышленности, в инкубаторах, термо- и климатокамерах, варочных и сушильных шкафах, при сушке древесины, изготовлении железобетонных конструкций и пр.

П.1. Назначение и общее устройство прибора, элементов его управления и индикации

В общем случае прибор МПР51-Щ4 позволяет:

измерять три параметра – температуру камеры (сухого

термометра) Тсух, температуру «влажного» термометра Твлаж, температуру продукта Тпрод;

вычислять разность температур Т = Тсух - Твлаж и влажность Ψ психометрическим методом (по показаниям « сухого» и « влажного» термометров);

регулировать температуру по двум независимым каналам (газовой, жидкой и твердотельной среды);

задавать программу регулирования с различными уровнями защиты для разных групп специалистов;

сигнализировать об обрыве или коротком замыкании в линии « прибор – датчик»;

регистрировать контролируемые параметры на ЭВМ. Структурная схема прибора (см. рис.П1) содержит:

5 входных устройств (входов);

2 регулятора;

6 цифровых фильтров;

36

устройство для вычисления разности температур ∆Т и относительной влажности Ψ;

задатчик программ управления (программ технолога);

5 выходных реле;

устройство связи с компьютером, индикаторы.

На входные устройства прибора поступают сигналы от датчиков температуры “сухого” термометра Тсух; “влажного” термометра Твлаж; продукта Тпрод и датчиков положения «Задвиж-

ка 1» и «Задвижка 2».

Температура измеряется с помощью термопреобразователей сопротивления. В приборах МПР51-Щ4 используется трехпроводная схема подключения термопреобразователей сопротивления. К одному из выводов термосопротивления подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу. Такая схема при соблюдении условия равенства сопротивления всех трех проводов (если провода одного сечения и равенства их длины), позволяет скомпенсировать сопротивление соединительных проводов.

В качестве “влажного” термометра можно использовать цифровой датчик температуры-влажности (ДТВ), наличие которого прибор определяет автоматически.

Определение положения задвижки с помощью резистивного датчика (100 - 1000 Ом); Положение задвижки отображается на индикаторе «ПАРАМЕТР» в процентах: закрытому состоянию задвижки соответствует показание 0 %, открытому –

100 %.

Для ослабления влияния внешних импульсных помех на качество регулирования в приборе предусмотрена фильтрация результатов измерений входных величин. Фильтрация осуществляется независимо для каждого канала измерения, а также при вычислении влажности. В приборе МРП51-Щ4 используется модель фильтра первого порядка.

Устройство для вычисления ∆Т и Ψ кроме измерения трех

38

входных величин Тсух, Твлаж, Тпрод вычисляет разность между

Тсух и Тпрод, равную ∆Т, а также, используя величины Тсух и Твлаж, вычисляет относительную влажность воздуха Ψ.

Регулятор – это устройство, осуществляющее регулирование определённой величины, т.е. поддержание этой величины равной заданной или управление изменением этой величины.

Р е г у л я т о р может осуществлять любой из указанных ниже законов регулирования, в зависимости от свойств управляемого объекта:

•П, ПИ, ПД, ПИД законы управления;

•релейный закон.

В общем случае регуляторы осуществляют регулирование измеряемой величины по ПИД-закону. На выходе регулятора вырабатывается управляющий сигнал, действие которого направлено на уменьшение отклонения текущего значения контролируемой величины от заданного значения.

Величина выходного сигнала вычисляется, исходя из рассогласования , которое равно разности Тзад (заданного значения) и Тизм (измеренного значения), а также из установленных в приборе значений ПИД-коэффициентов.

К о м п а р а т о р – это устройство, предназначенное для сравнения входной величины с эталонной; при этом компаратор имеет два состояния выходного сигнала: состояние выходного сигнала изменяется, если входная величина пересекает пороговый уровень (эталон).

В приборе компараторы используются для:

•для оповещения об аварийных или близких к аварийным ситуациях (поэтому их еще называют компараторами сигнала ТРЕВОГА);

•для двухпозиционного регулирования;

•для включения (выключения) оборудования при достижении управляющим сигналом установленного уровня или выхо-

де его за установленные пределы.

•для включения (выключения) оборудования по истечении заданного времени.

На вход компаратора подается одна из пяти измеряемых

39