Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматика и автоматизация производственных процессов. Методические указания
.pdf
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Факультет инженерной экологии и городского хозяйства
Кафедра электроэнергетики и электротехники
АВТОМАТИКА И АВТОМАТИЗАЦИЯ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ
Методическое указание
Санкт-Петербург
2014
2
УДК 658.012.011.56
Рецензент канд. техн. наук; доцент В. Я. Соколов (СПбГАСУ)
Автоматика и автоматизация производственных процессов:
метод. указания / сост.: Б. Н. Воронков, В. В. Кузнецов, В. В. Резниченко; СПбГАСУ.– СПб., 2014. – С. 56.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных
работ по курсу «Автоматика и автоматизация производственных процессов”
на стенах типа ЛСА, установленных в лаборатории кафедры электроэнергетики и электротехники. Содержат элемент УИРС.
Табл.12 . Ил.19.
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет, 2014
3
ОСНОВНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ О РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ
До начала лабораторных работ студенты обязаны ознакомиться
с порядком их выполнения, «Правилами техники безопасности в лаборатории автоматики», пройти инструктаж по технике безопасности (с распиской, подтверждающей этот факт, в соответствующем
журнале).
Работы в лаборатории могут производиться исключительно с
разрешения профессорско-преподавательского состава кафедры.
При выполнении студентами лабораторной работы на рабочем
месте могут находиться только материалы, необходимые для выпол-
нения данной работы: инструкции, руководства и черновые записи.
При выполнении работ в лаборатории студенты обязаны: бережно обращаться с лабораторным имуществом, знать правила пользования измерительными приборами, применять приборы и аппараты только по прямому назначению в пределах допустимых величин
тока и напряжения.
Студенты, виновные в повреждении приборов и аппаратов,
несут за это материальную ответственность.
Правила техники безопасности при работе в лаборатории
автоматики
1. Проводить лабораторную работу на стенде разрешается
группе студентов в составе не более четырех человек. Работа на
стенде одного студента разрешается в порядке исключения и только
в присутствии преподавателя или лаборанта.
2. Перед сборкой схемы на рабочем месте студенты обязаны
убедиться, что стенд лабораторной установки отключен от сети
электропитания.
3. Сборку схемы разрешается производить только исправными
изолированными проводниками с исправными наконечниками.
4. Подключать схему к электросети можно только с разрешения
преподавателя или лаборанта.
5. Перед подключением схем к электросети студенты должны
обязательно убедиться, что никто не прикасается к токоведущим ча-
стям установки.
6. В случае необходимости каких–либо переключений, под-
ключений или отключений внутренних элементов эксперименталь-
4
ной установки, находящейся под напряжением, установка должна
быть отключена от сети.
7. Включение и отключение стенда от электросети должно про-
изводиться одним и тем же лицом. При аварийной работе установки
или угрозе поражения электрическим током кого–либо из работающих отключение стенда от сети должно быть произведено немедленно любым из участников работы. О случившемся необходимо
доложить руководителю работ или кому–либо из персонала лабора-
тории.
Повторное включение установки может быть допущено только
руководителем работы после проверки ее и устранения неисправно-
сти.
8. При временном прекращении работ на лабораторном стенде
он должен быть отключен от сети.
Подготовка к проведению эксперимента
При подготовке к лабораторным работам и составлении отчета
рекомендуется использовать материал лекций.
До начала выполнения работ каждый студент обязан:
а) ознакомиться с содержанием и программой выполнения
предстоящей работы и получить указания преподавателя по всем не-
ясным вопросам;
б) подробно ознакомиться со схемой лабораторной установки,
номинальными данными приборов и аппаратов, смонтированных на
лабораторном стенде, и особенно – расположением выключателей,
подающих питание на установку;
в) подготовить предварительные черновые записи по предсто-
ящей работе, принципиальную схему, таблицу для записи паспорт-
ных данных приборов, таблицы для записи экспериментальных дан-
ных, расчетные формулы и т.п.
Примечание. Изучение теоретического материала, описание выполняемой лабораторной работы, подготовка черновых записей (схем, таблиц, формул и т. п.) производятся студентом до прихода в лабораторию для выполнения работы.
Перед началом работы студенты опрашиваются руководителем
работ по содержанию предстоящей лабораторной работы. Студенты,
не подготовленные к проведению лабораторной работы, не допус-
каются к ее выполнению.
5
Для проведения лабораторных работ учебная группа делится на
Наименова
ние
прибора
Обознач
ение
прибора
Тип
прибо-
ра
Систе-
ма
Класс
точно-
сти
Преде-
лы
изме-
рения
Цена
де-
ления
Приме
чание
бригады численностью в 2–4 человека.
Из числа студентов бригады, выполняющей лабораторную работу, один назначается старшим и следит за соблюдением техники
безопасности и настоящего положения во время проведения экспе-
римента.
Порядок проведения лабораторных работ
Учебно-лабораторные работы выполняются студентами в соот-
ветствии с данными методическими указаниями и требованиями
преподавателя. При ознакомлении со схемой установки и лабораторным стендом студенты должны определить назначение каждого
из применяемых в работе приборов, аппаратов, смонтированных на
стенде, их место в схеме выполняемой лабораторной работы с учетом назначения, предела измерения приборов и измеряемых величин. Паспортные данные приборов, используемых в данной работе,
необходимо записать в таблицу. Данные приборов указаны на их
шкале.
Далее студент должен собрать схему лабораторной установки. Собранную схему студенты обязаны показать преподавателю или лабо-
Паспортные данные приборов
ранту для проверки правильности ее сборки и получения разрешения
на выполнение эксперимента.
6
Порядок окончания работ
По окончании работы студенты обязаны отключить схему от
электросети.
Каждый студент обязан предъявить руководителю работу на
проверку, подписать черновик записей результатов экспериментов,
после чего руководитель разрешает произвести разборку схемы.
Разобрав схему, студенты обязаны аккуратно сложить все проводники, использованные при работе, привести в порядок свое рабочее место и возвратить персоналу лаборатории приборы, полученные
на время выполнения работы.
Отчет по выполненной лабораторной работе
Отчет по выполненной работе составляется лично каждым студентом и предъявляется руководителю работы на следующем занятии. Студент, не сдавший отчета по предыдущей лабораторной рабо-
те, к выполнению следующей работы не допускается.
Отчет должен содержать: а) титульный лист; б) принципиальную электрическую схему с необходимыми пояснениями к ней; в)
таблицу с записью паспортных данных применяемых в работе измерительных приборов; г) таблицы с экспериментальными данными и
результатами вычислений; д) графики; е) основные формулы, согласно которым производилась обработка экспериментальных дан-
ных, и примеры расчетов; ж) выводы по работе.
Отчет оформляется на двойных листах из тетради в клетку и
подписывается студентами с указанием даты его оформления. Текст,
таблицы, формулы в отчете должны быть написаны чернилами.
Схема лабораторной установки выполняется карандашом с
применением чертежных инструментов и обязательным соблюдени-
ем требований ГОСТ ЕСКД в части условных обозначений.
Паспортные данные приборов рекомендуется записать в табли-
цу.
Формы таблиц дня записи экспериментальных данных и вы-
численных величин приведены в методических указаниях к каждой
лабораторной работе.
Графики должны быть выполнены карандашом на миллиметро-
вой бумаге с указанием на них принятых масштабов.
7
На титульном листе отчета по работе в правом верхнем углу
должны быть указаны специальность, группа, фамилия и инициалы
студента. Ниже приводятся номер и наименование лабораторной работы, а также схема лабораторной установки. Все другие материалы
отчета необходимо разместить на следующей странице.
Краткое описание лабораторного стенда
Конструктивно лабораторный стенд выполнен в виде металлического каркаса, в котором размещаются блоки с элементами автоматических систем, измерительными устройствами и источниками
питания (рисунок 1).
Рис. 1 Схема расположения блоков лабораторного стенда
Лабораторный стенд включает в себя:
– токораспределительный щит (ТРЩ);
– блок источников питания (ИП);
– блок электронных усилителей (ЭУ);
– блок первого исполнительного механизма ИМ1);
– пульт управления (ПУ);
– блок магнитных усилителей (МУ);
– блок второго исполнительного механизма (ИМ2).
На токораспределительный щит ТРЩ поступает напряжение
сети 220 В, 50 Гц, которое распределяется по потребителям.
Блок ИП предназначен для преобразования напряжения сети в
необходимое напряжение питания узлов и элементов стенда.
8
Блок ИП включает в себя источники переменных и постоянных
напряжений с регулируемыми значениями напряжений, контролиру-
емыми вольтметрами и амперметрами.
Блок ЭУ усиливает сигналы постоянного и переменного тока
частотой 50 Гц по напряжению и мощности до величины, необходи-
мой для управления электродвигателем типа РД–09п, смонтирован-
ным в блоке исполнительного механизма ИМ1.
Блок ИМ1 предназначен для преобразования управляющих
воздействий, поступающих с блока ПУ, в линейное перемещение
объекта регулирования (каретки), и для оценки этих перемещений.
В блоке ПУ смонтирован ряд исследуемых элементов, а также
расположены элементы, формирующие управляющие и контрольные
оригиналы.
В блоке МУ находятся магнитные усилители, выполненные по
однотактной или двухтактной схемам. В качестве нагрузки магнитного усилителя используется либо активное сопротивление, либо
обмотка управления электродвигателя.
В блоке ИМ2 расположена подвижная каретка, являющаяся
объектом дистанционного управления. Привод этой каретки обеспечивает преобразование подводимого к нему электрического управ-
ляющего сигнала в линейное перемещение.
На лицевых панелях блоков смонтированы органы управления,
контрольно–измерительные приборы, клеммы, измерительные шкалы, индикаторные лампочки. Все элементы выведены на лицевые
панели блоков и снабжены надписями.
При выполнении конкретной лабораторной работы используются отдельные блоки стенда, соединенные между собой с помощью
проводников.
9
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ
Цель работы:
1) изучить принцип действия и устройство потенциометриче-
ских датчиков;
2) исследовать статические характеристики датчиков.
Описание лабораторной установки
Следящая система с потенциометрическими датчиками входит
в состав лабораторного стенда, выполненного в виде отдельных блоков. На рис.1 показана схема расположения блоков лабораторного
стенда. Блоки, используемые в этой лабораторной работе, выделены
штриховкой: ТРЩ – токораспределительный щит; ИП – источник
питания; ПУ – пульт управления; ИМ2 – блок исполнительного механизма № 2.
Рис. 1. Схема расположения блоков лабораторного стенда
Электрическая схема исследования потенциометрического дат-
чика угловых перемещений ПД1 представлена на рис.2.
Потенциометрический датчик ПД1 предназначен для преобразования угловых величин в электрические сигналы. Угол φвх, являющийся входной величиной ПД1 вводится ручкой «ввод φ0», находящейся на панели блока ПУ. Отсчет вводимых углов производится
по шкале потенциометра. Для преобразования угловой величины в
электрическую на вход потенциометра подается стабилизированное
напряжение питания U
. Выходной величиной ПД1 является напря-
п
10
жение U
A
блоха ПУ напряжение U
снимаемое о движка потенциометра. На лицевой панели
вых
подведено к клемме 1 выхода «U
вых
нижнем по схеме положении переключателя «контроль» U
ряется вольтметром V.
Рис. 2. Электрическая схема включения потенциометрического датчика
угловых перемещений
изме-
вых
». В
пд
Рис. 3. Электрическая схема включения потенциометрического датчика
линейных перемещений
Для снятия характеристик потенциометров под нагрузкой к выходу ПД1 параллельно вольтметру включается регулируемое сопро-
тивление нагрузки R
давателем значение R
ля «контроль» на него подается напряжение контроля U
R
, рассчитанный по закону Ома, устанавливается по миллиампер-
н
. Для того, чтобы установить заданное препо-
н
, в верхнем по схеме положении переключате-
н
. Ток через
к
метру с помощью движка сопротивления Rн.
Электрическая схема исследования потенциометрического дат-
чика линейных перемещений ПД2 представлена на рис.3. Датчик
ПД2 предназначен для преобразования линейных величин в электрические сигналы. Входной величиной ПД2 является линейное пе-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]