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

или вычисляемых входных величин (Тсух, Тпрод, Твлаж, ∆Т, Ψ) непосредственно или входной сигнал, поступающий на вход од-

ного из регуляторов.

Выход компаратора: с помощью программируемого параметра пользователь определяет, на какое реле будет подаваться выходной сигнал компаратора. На одно и то же реле могут быть поданы выходные сигналы от нескольких компараторов (т.е. может быть объединение их выходов по схеме «ИЛИ»).

У с т р о й с т в о п р и б о р а . Прибор МПР51-Щ4 изготавливается в пластмассовом корпусе, предназначенном для утопленного монтажа на вертикальной плоскости щита управления электрооборудованием. Конструктивно схема прибора размещается на четырех платах: верхней, нижней, задней и передней.

И н д и к а ц и я и у п р а в л е н и е . На лицевой панели прибора (рис.П2) расположены цифровые и точечные светодиодные индикаторы, служащие для отображения текущей информации о параметрах и режимах работы прибора МПР51-Щ4. Здесь же расположены четыре кнопки, предназначенные для управления прибором в различных режимах.

Рис.П2. Лицевая панель прибора МПР51

40

Цифровые индикаторы имеют следующее назначение. Цифровой индикатор «ЧАСЫ: МИНУТЫ» в режимах ОС-

ТАНОВ и РАБОТА указывает время от начала работы программы; в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ – имя задаваемого (просматриваемого) параметра.

Цифровой индикатор «ПАРАМЕТР» отображает значения температуры, полученные по трем каналам измерения (Тсух,

Твлаж, Тпрод) и положение задвижек, определенное по двум каналам (КЗР1 и КЗР2). В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ на

этот индикатор выводится значение задаваемого (просматриваемого) параметра.

Индикация измеряемых величин производится автоматически или вручную, в зависимости от значения программируемого параметра o11.

Цифровой индикатор «ШАГ» в режимах ОСТАНОВ и РАБОТА указывает номер шага. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ на уровне L1 при задании или просмотре параметров компараторов на цифровом индикаторе «ШАГ» указывается номер компаратора. По окончании работы программы индицируется слово «Ed» (сокр. англ. «End» – конец).

Цифровой индикатор «ВЛАЖНОСТЬ, %» показывает влажность или номер программы в зависимости от значения параметра o02, управляющего выводом на этот индикатор. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ на уровнях L2, L3, L4 на этом индикаторе высвечивается номер уровня.

Светодиод «АВАРИЯ» - светится при выходе значения входного параметра за установленные границы, а также после окончания программы.

Светодиод «СТОП» - светится в режиме ОСТАНОВ.

Пять зеленых светодиодов – указывают входную величину, значение которой выведено на цифровой индикатор «ПАРАМЕТР».

Кнопки:

- в режимах ОСТАНОВ и РАБОТА предназначена для перехода между входными величинами, отображаемыми на индикаторе «ПАРАМЕТР». В режиме ПРГРАММИРОВАНИЕ

41

служит для перехода между параметрами при просмотре и увеличении значения программируемого параметра при изменении.

ПРОГ. - предназначена для входа в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ, перехода на различные уровни основного меню, а также для записи в память установленного значе-

ния программируемого параметра.

сброс - в режиме ОСТАНОВ служит для перехода в начало первого шага программы и сброса сигнала

АВАРИЯ. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЯ – для уменьшения значения программируемого параметра.

ществляет выход без записи из режима ПРОГРАММИРОВАНИЯ.

Р е ж и м ы р а б о т ы п р и б о р а . Прибор МПР51-Щ4 может функционировать в следующих режимах:

ОСТАНОВ;

РАБОТА;

ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

Прибор может находиться либо в режиме РАБОТА, либо в режиме ОСТАНОВ. Работа в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ происходит на фоне режимов ОСТАНОВ или РАБОТА.

Р е ж и м О С Т А Н О В – это исходный режим, в который прибор автоматически переходит при включении питания. В этом режиме прибор функционирует как измеритель и индикатор, регулирования не происходит, компараторы не работают.

Р е ж и м Р А Б О Т А – это режим задатчика-регулятора,

при котором прибор осуществляет регулирование по заданной пользователем программе управления; регуляторы и компараторы работают, происходит отсчет времени от начала выполнения программы.

Р е ж и м П Р О Г Р А М М И Р О В А Н И Я предназначен для установки значений параметров работы прибора, необходимых при эксплуатации, записи их в энергонезависимую память МПР51-Щ4, а также просмотра значений параметров.

42

Приложение 2.

ВОПРОСЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЭКЗАМЕН (РАЗБИТЫЕ ПО МОДУЛЯМ)

Модуль 1.

1.Что называется автоматическим управлением, объектом управления, системой автоматического управления, законом управления?

2.Основные принципы управления.

3.Преобразование Лапласа: определение, изображение производной, предельная теорема, теорема разложения.

4.Комплексные числа: определение, операции над комплексными числами, комплексная плоскость, формы записи комплексных чисел.

5.Что называется передаточной функцией? Методы определения передаточной функции.

6.Решение задач по определению передаточных функций САУ.

7.Особенности системы СИАМ: как ввести модель САУ, выбрать метод и параметры интегрирования, рассчитать переходную функцию, вывести результат расчета, изменить параметры модели?

8.Дать определения переходной функции, времени регулирования, перерегулирования.

9.Звенья САУ: определение, основные звенья САУ, их временные характеристики.

10.Какие характеристики называются динамическими и статическими?

11.Передаточные функции последовательного, параллельного

ивстречно-параллельного соединений звеньев САУ.

12.Передаточные функции замкнутой САУ для выходного

сигнала и ошибки.

1 3 . Решение задач по определению передаточных функций САУ методом тождественных преобразований.

1 4 . Назовите основные показатели качества переходной функции, дайте определения времени регулирования, пе-

43

ререгулирования.

15.Дать определение статической и астатической САУ.

16.Сформулировать структурные признаки астатизма САУ. 17.Операторы Maple, правила их написания, решение про-

стейших задач исследования САУ.

Модуль 2.

1.Этапы проектирования САУ.

2.Функциональная схема автоматизации: определение, условные обозначения, решение примеров по автоматизации (из курсовой работы).

3.Пояснить основные понятия и определения идентификации.

4.Метод интегральных оценок.

5.Особенности линеаризации САУ методом разложения в ряд Тейлора.

6.Задача синтеза САУ. Закон управления, корректирующее устройство.

7.Назначение и свойства П-регулятора, ПД-регулятора, ПИрегулятора.

8.Особенности метода стандартных коэффициентов синтеза закона управления САУ.

9.Как при синтезе выбираются параметры эталонной модели?

10.Пояснить порядок определения структуры и параметров математической модели объекта управления, решение примеров.

11.Матрицы, определители, операции над матрицами, решения задач.

12.Основные понятия метода пространства состояний: уравнения состояний, векторы и матрицы состояний, выхода, входа; характеристические матрица и уравнение; матричная передаточная функция.

13.Критерии управляемости и наблюдаемости САУ.

14.Какое состояние САУ при исследовании ее устойчивости принимается в качестве аналога состоянию покоя в механике, какая САУ называется устойчивой?

44

15.Сформулируйте необходимые и достаточные условия устойчивости линейных стационарных САУ.

16.В чем заключаются необходимые условия устойчивости?

21.Сформулируйте критерий Гурвица. Каковы правила формирования матрицы Гурвица?

22.Решение задач по оценке устойчивости САУ.

Модуль 3.

1.Стандартизация в разработке систем управления.

2.Роль микропроцессорной техники в системах управления.

3.Состав и типы микропроцессорных контроллеров.

4.Схема цифровой АСУТП.

5.Режимы работы ЭВМ в системах управления.

6.Основные понятия об измерениях.

7.Виды и погрешности измерений.

8.Измерение температуры продуктов. Термометры сопротивления. Автоматический уравновешенный мост.

9.Измерение уровня. Поплавковый, гидростатический, емкостной уровнемеры. Омический датчик полного бака.

10.Измерение расхода и количества вещества.

11.Электрические манометры.

12.Измерение расходов газов и жидкостей.

13.Расходомеры переменного перепада давления.

14.Измерение расхода и количества вещества. Расходомеры переменного перепада давления. Напорные трубки. Тахометрические и электромагнитные (индукционные) расходомеры.

15.Измерение давления. Единицы измерения и виды давления. Жидкостные, деформационные и электрические манометры.

16.Измерение плотности жидкостей.

17.Измерение вязкости жидкостей. Капиллярные и ультразвуковые вискозиметры.

18.Регулирующие органы.

19.Исполнительные устройства. Пневматические, гидравлические, электромагнитные и электродвигательные ИУ.

45

Учебное издание

Решетняк Евгений Петрович, Алейников Александр Константинович

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ»

Ч.2. Экспериментальное исследование систем автоматического регулирования температуры

М е т о д и ч е с к о е п о с о б и е

(новая редакция)

для студентов специальности 240900 – "Биотехнология"

В авторской редакции Компьютерная верстка В.В. Геращенко

Сдано в набор30.09.09 Подписано в печать .…. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times.

Печ. л. 3.00 Уч.-изд. л. 3.72 Тираж 50. Заказ 369/356

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова» 410600, Саратов, Театральная пл., 1.

Отпечатано в типографии ОООи «Орион» г. Саратов, ул. Московская 62

тел. (8452) 23-60-18

46