Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматическое управление расходом, давлением и уровнем жидкости. Учебное пособие
.pdf
101
Рисунок 4.16 – Ультразвуковой датчик уровня
4.6 Контроль уровня жидкости дискретными поплавковыми датчиками,
управление подачей жидкости дискретной задвижкой и регулятором
TPM1 ОВЕН
Цель работы: экспериментальная настройка измерителя-регулятора типа
TPM1 для управления дискретной задвижкой и контролем по дискретным поплав-
ковым датчикам с целью поддержания уровня жидкости в емкости; определение
ошибки контроля уровня.
В данной работе рассмотрены два варианта контроля уровня жидкости в ем-
кости: по двум поплавковым датчикам и по одному датчику с задержкой по време-
ни. Для управления используется измеритель-регулятор 11 (рисунок 1.3) с релейным выходом. Выбор входного сигнала осуществляется тумблером 31 (рисунок
1.3). При выборе дискретных датчиков измеритель-регулятор отображает три значения уровня: 20±10, 340±10, 470±10. В случае, когда оба поплавковых датчиков не
сработали (не всплыли) отображается число 20±10; когда сработал только нижний
датчик - 340±10; когда сработали оба датчика - 470±10.
4.6.1 Порядок проведения работы
102
Шаг 1. Включить электропитание стенда тумблером «Питание системы
управления».
Шаг 2. Включить ноутбук, дождаться загрузки операционной системы,
запустить программу «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 3. В диалоговом окне программы выбрать пункт меню «Режим работы»
- «Регистрация и дискретное управление».
Шаг 4. В диалоговом окне программы выбрать «Динамический режим
измерений», шаг сбора данных установить равным 0,4 с. В качестве отображаемых
на графике параметров выбрать зависимость уровня в контрольной емкости, состояние датчиков уровня и дискретной задвижки от времени.
Шаг 5. Установить переключатели «Управление пропорциональной задвиж-
кой», «Управление пропорциональным клапаном» и «Управление преобразователем частоты» в положение «Ручное», переключатель «Управление дискретной
задвижкой» в положение «Открыто». Установить потенциометрами управляющий
сигнал величиной 100 для преобразователя частоты, 0 для пропорционального
клапана и пропорциональной задвижки.
Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное
положение.
Шаг 6. Открыть краны КР1, КР3, КР7. Закрыть кран КР2, КР4, КР5, КР6.
Шаг 7. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя.
На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto On».
Шаг 8. Повернуть рукоятку крана КР7 на 15-20° в сторону закрытия, уровень
жидкости в емкости ЕМ1 при этом должен подняться до переливной перегородки.
Шаг 9. Установить переключатель «Управление дискретной задвижкой» в
положение «ТРМ по уровню», тумблер выбора входного сигнала в положение
«Дискретные датчики уровня».
Часть 1. Управление по двум датчикам
Шаг 10. Установить на ТРМ «Измеритель уровня с управляемым релейным
выходом» значение уставки Н
= 350, гистерезис Δ = 50, параметр a1-1 = 01;
УСТ
103
a1-6 = 0. При этом уровень жидкости в емкости должен начать изменяться в пере-
№
Δ
В
, мм
Δ
Н
, мм
tН, с
tC, с
QП, л/мин
Часть 1. Управление по двум датчикам
Часть 2. Управление по одному датчику
№
h
MAX
, мм
tC, с
QП, л/мин
делах от нижнего датчика уровня до верхнего.
Шаг 11. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения»,
дождаться завершения одного полного цикла регулирования, нажать кнопку
«Остановка измерения». Сохранить данные и графики на жесткий диск.
Шаг 12. Повернуть рукоятку крана КР7 на 10-15° в сторону закрытия.
Шаг 13. Повторить действия по шагам 11-12 два-три раза.
Шаг 14. Установить переключатель «Управление дискретной задвижкой» в
положение «Открыто».
Шаг 15. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели
частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».
Шаг 16. По полученным данным определить ошибки регулирования: измене-
ние уровня жидкости в емкости от момента срабатывания верхнего датчика уровня
до максимального уровня жидкости Δ
; изменение уровня жидкости в емкости от
В
момента срабатывания нижнего датчика уровня до минимального уровня жидкости
Δ
. Записать полученные результаты в таблицу 4.1.
Н
Таблица 4.1 - Результаты измерений
Шаг 17. По полученным данным определить время изменения уровня
жидкости между датчиками при наборе емкости tН и при сливе tC. Записать полученные результаты в таблицу 4.1.
Шаг 18. По времени слива емкости определить среднее значение потребляе-
мого из емкости расхода QП, с учетом того, что объем жидкости между датчиками
равен 6,8 л.
104
Шаг 19. Сделать выводы о влиянии расхода потребителя на ошибку
регулирования.
Часть 2. Управление по одному датчику
Шаг 20. На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto On».
Шаг 21. Повернуть рукоятку крана КР7 на 15°-20° в сторону закрытия,
уровень жидкости в емкости EM1 при этом должен подняться до переливной
перегородки.
Шаг 22. Установить переключатель «Управление дискретной задвижкой» в
положение «ТРМ по уровню», тумблер выбора входного сигнала в положение
«Дискретные датчики уровня».
Шаг 23. По данным из таблицы 4.1 определить минимальное время набора
емкости t
Н_МИН
Шаг 24. Установить на ТРМ значение уставки Н
параметры a1-1 = 0, a1-6 = t
.
= 200, гистерезис Δ = 50,
УСТ
Н_МИН
. При этом уровень жидкости в емкости должен
начать изменяться в переделах от нижнего датчика уровня до некоторого значения,
определяемого временем отключения t
Н_МИН
.
Шаг 25. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения»,
дождаться завершения одного полного цикла регулирования, нажать кнопку
«Остановка измерения». Сохранить данные и графики на жесткий диск.
Шаг 26. Повернуть рукоятку крана КР7 на 15-20° в сторону закрытия.
Шаг 27. Повторить действия по шагам 25-26 два-три раза.
Шаг 28. Установить переключатель «Управление дискретной задвижкой» в
положение «Открыто».
Шаг 29. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели
частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».
Шаг 30. По полученным данным определить максимальный уровень
жидкости в емкости для каждого случая h
. Записать полученные результаты в
MAX
таблицу 4.1.
Шаг 31. По полученным данным определить время изменения уровня
жидкости при сливе tC. Записать полученные результаты в таблицу 4.1.
105
Шаг 32. По времени слива емкости определить среднее значение
потребляемого из емкости расхода QП, с учетом того, что объем жидкости между
датчиками равен 6,8 л.
Шаг 33. Сделать выводы о влиянии расхода потребителя на максимальное
значение контролируемого уровня.
Шаг 34. Установить на ТРМ базовые настройки из таблицы 1.1.
Шаг 35. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».
Шаг 36. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 37. Выключить питание системы управления стенда.
4.7 Контроль уровня жидкости аналоговым датчиком уровня,
управление подачей жидкости дискретной задвижкой и регулятором TPM1
ОВЕН
Цель работы: экспериментальная настройка измерителя-регулятора типа
TPM1 для управления дискретной задвижкой и контролем по аналоговому датчику
уровня с целью поддержания уровня жидкости в емкости; определение ошибки
контроля уровня.
Для управления используется измеритель-регулятор 11 (рисунок 1.3) с
релейным выходом. Выбор входного сигнала осуществляется тумблером 31
(рисунок 1.3).
4.7.1 Порядок проведения работы
Шаг 1. Включить электропитание стенда тумблером «Питание системы
управления».
Шаг 2. Включить ноутбук, дождаться загрузки операционной системы,
запустить программу «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 3. В диалоговом окне программы выбрать пункт меню «Режим работы»
- «Регистрация и дискретное управление».
106
Шаг 4. В диалоговом окне программы выбрать «Динамический режим
измерений», шаг сбора данных установить равным 0,4 с. В качестве отображаемых
на графике параметров выбрать зависимость уровня в контрольной емкости,
состояние датчиков уровня и дискретной задвижки от времени.
Шаг 5. Установить переключатели «Управление пропорциональной задвижкой», «Управление пропорциональным клапаном» и «Управление преобразователем частоты» в положение «Ручное», переключатель «Управление дискретной
задвижкой» в положение «Открыто». Установить потенциометрами управляющий
сигнал величиной 100 для преобразователя частоты, 0 для пропорционального
клапана и пропорциональной задвижки.
Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное
положение.
Шаг 6. Открыть краны КР1, КР3, КР7. Закрыть кран КР2, КР4, КР5, КР6.
Шаг 7. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя.
На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto Оn».
Шаг 8. Повернуть рукоятку крана КР7 на 15°-20° в сторону закрытия, уровень жидкости в емкости EM1 при этом должен подняться до переливной перегородки.
Шаг 9. Установить переключатель «Управление дискретной задвижкой» в
положение «ТРМ по уровню», тумблер выбора входного сигнала в положение
«Аналоговый датчик уровня».
Шаг 10. Установить на ТРМ «Измеритель уровня с управляемым релейным
выходом» значение уставки Н
= 100, гистерезис Δ = 20, параметр a1-1 = 01;
УСТ
a1-6 = 0.
Шаг 11. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения»,
дождаться завершения одного полного цикла регулирования, нажать кнопку
«Остановка измерения». Сохранить данные и графики на жесткий диск.
Шаг 12. Повернуть рукоятку крана КР7 на 10-15° в сторону закрытия.
Шаг 13. Повторить действия по шагам 11-12 два-три раза.
Шаг 14. Открыть кран КР7.
107
Шаг 15. Установить переключатель «Управление дискретной задвижкой» в
№
Н
УСТ
, мм
Δ, мм
Δ
В
, мм
Δ
Н
, мм
tC, с
QП, л/мин
положение «Открыто».
Шаг 16. Повернуть рукоятку крана КР7 на 15-20° в сторону закрытия,
уровень жидкости в емкости EM1 при этом должен подняться до переливной
перегородки.
Шаг 17. Установить на ТРМ значение уставки Н
= 200, гистерезис Δ = 40.
УСТ
Шаг 18. Повторить действия по шагам 11-16.
Шаг 19. Установить на ТРМ значение уставки Н
= 400, гистерезис Δ = 40.
УСТ
Шаг 20. Повторить действия по шагам 11-16.
Шаг 21. Открыть кран КР7.
Шаг 22. Установить переключатель «Управление дискретной задвижкой» в
положение «Открыто».
Шаг 23. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели
частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».
Шаг 24. По полученным данным определить ошибки регулирования:
превышение Δ
уровнем жидкости величины Т+Δ и снижение уровня ΔН меньше
В
чем величина Т-Δ. Записать полученные результаты в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Результаты измерений
Шаг 25. По полученным данным определить время изменения уровня жидкости между датчиками при сливе tC жидкости из емкости. Записать полученные
результаты в таблицу 4.2.
Шаг 26. По времени слива жидкости из емкости и изменению уровня
определить среднее значение потребляемого из емкости расхода QП, с учетом того,
что площадь емкости равна 4,5 дм
2
Шаг 27. Сделать выводы о влиянии расхода потребителя и уровня жидкости
в емкости на ошибку регулирования.
Шаг 28. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».
108
Шаг 29. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 30. Выключить питание системы управления стенда.
4.8 Контроль уровня жидкости аналоговым датчиком уровня,
управление подачей жидкости клапаном с аналоговым управлением и
регулятором TPM1 ОВЕН
Цель работы: экспериментальная настройка измерителя-регулятора типа
TPM1 для управления пропорциональным клапаном с целью поддержания посто-
янного уровня жидкости в емкости; анализ переходных процессов.
Данную работу следует выполнять с использованием ПЭВМ (ноутбука) для
регистрации параметров переходного процесса.
4.8.1 Порядок проведения работы
Шаг 1. Включить электропитание стенда тумблером «Питание системы
управления».
Шаг 2. Включить ноутбук, дождаться загрузки операционной системы,
запустить программу «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 3. В диалоговом окне программы выбрать пункт меню «Режим работы»
- «Регистрация и аналоговое управление».
Шаг 4. В диалоговом окне программы выбрать «Динамический режим
измерений», шаг сбора данных установить равным 0,4 с. В качестве отображаемых
на графике параметров выбрать зависимость уровня в контрольной емкости от
времени.
Шаг 5. Установить переключатели «Управление пропорциональной задвижкой», «Управление пропорциональным клапаном» и «Управление преобразователем частоты» в положение «Ручное», переключатель «Управление дискретной
задвижкой» в положение «Закрыто». Установить потенциометрами управляющий
109
сигнал величиной 100 для преобразователя частоты и пропорционального клапана,
КР7
Н
УСТ
, мм
Δ, мм
Н
Ф
, мм
е
СТ,
мм
е
ДИН,
мм
t
УСТ,
мм
Управление пропорциональным клапаном
0 для пропорциональной задвижки.
Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное
положение.
Шаг 6. Открыть краны КР1, КРЗ, КР7. Закрыть кран КР2, КР4, КР5, КР6.
Шаг 7. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя.
На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto Оn».
Шаг 8. Повернуть рукоятку крана КР7 на 15-20° в сторону закрытия, уровень
жидкости в емкости EM1 при этом должен подняться до переливной перегородки.
Шаг 9. Установить на ТРМ «Измеритель уровня с управляемым аналоговым
выходом» следующие значения:
- тип закона регулирования - параметр а1-1 =5;
- значение уставки уровня Н
из диапазона 200-300;
УСТ
- величину зоны пропорциональности Δ = 30.
Записать значения параметров в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 - Результаты измерений
Шаг 10. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».
Шаг 11. Перевести переключатель вида управления пропорциональным клапаном в режим «По уровню». При этом начнется регулирование сигнала на клапан
от ТРМ.
Шаг 12. Дождаться установившегося значения уровня НФ жидкости в
емкости, записать в таблицу 4.3. В диалоговом окне программы нажать кнопку
«Остановка измерения». Сохранить полученные графики и данные в файл.
Шаг 13. Определить величину статической еСТ и динамической е
время выхода на установившееся значение t
и записать в таблицу 4.3.
УСТ
ошибки,
ДИН
110
Шаг 14. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».
Шаг 15. Повернуть рукоятку крана КР7 на 10-15° в сторону закрытия.
Шаг 16. Дождаться установившегося значения уровня НФ жидкости в
емкости, записать в таблицу 4.3. В диалоговом окне программы нажать кнопку
«Остановка измерения». Сохранить полученные графики и данные в файл.
Шаг 17. Определить величину статической еСТ и динамической е
время выхода на установившееся значение t
и записать в таблицу 4.3.
УСТ
ошибки,
ДИН
Шаг 18. Открыть кран КР7.
Шаг 19. Перевести переключатель вида управления пропорциональным
клапаном в режим «Ручной». Задать значение сигнала равным 100.
Шаг 20. Повторить действия по шагам 8-19 для значений величины зоны
пропорциональности Δ = 20; 15; 10 (установившийся режим может получиться не
для всех настроек).
Шаг 21. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели
частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».
Шаг 22. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».
Шаг 23. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 24. Выключить питание системы управления стенда.
Шаг 25. Сделать выводы о влиянии ширины зоны пропорциональности на
ошибку регулирования и устойчивость системы.
4.9 Контроль уровня жидкости аналоговым датчиком уровня,
управление подачей жидкости задвижкой с аналоговым управлением и
регулятором TPM1 ОВЕН
Цель работы: экспериментальная настройка измерителя-регулятора типа
TPM1 для управления задвижкой с целью поддержания постоянного уровня
жидкости в емкости; анализ переходных процессов.
Данную работу следует выполнять с использованием ПЭВМ (ноутбука) для
регистрации параметров переходного процесса.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]