Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматическое управление расходом, давлением и уровнем жидкости. Учебное пособие
.pdf
11
На панели 5 установлены:
- измеритель-регулятор 9 (измеритель-регулятор микропроцессорный одно-
канальный «Овен» ТРM1) с аналоговым выходным сигналом, подключенный к дат-
чику ДД4 гидростатического давления жидкости в емкости EM1 и отображающий
уровень жидкости в емкости в миллиметрах;
- измеритель-регулятор 10 (измеритель-регулятор микропроцессорный одно-
канальный «Овен» TPM1) с аналоговым выходным сигналом, подключенный к дат-
чику ДД5 давления жидкости в емкости ЕМ2 и отображающий давление в кПа;
- измеритель-регулятор 11 (измеритель-регулятор микропроцессорный одно-
канальный «Овен» TPM1) с релейным выходом. Выбор входного сигнала осу-
ществляется тумблером 31: датчик ДД4 гидростатического давления жидкости в
емкости EM1 либо дискретные датчики ДУ1 и ДУ2. При выборе аналогового датчика ДД4 измеритель-регулятор отображает уровень жидкости в емкости в миллиметрах. При выборе дискретного датчика измеритель-регулятор отображает три
значения уровня: 20±10, 340±10, 470±10. В случае, когда оба поплавковых датчика
не сработали
(не всплыли) отображается число 20±10; когда сработал только нижний датчик 340±10; когда сработали оба датчика - 470±10.
- измеритель-регулятор 12 (измеритель-регулятор микропроцессорный одно-
канальный «Овен» TPM1) с релейным выходом, образующий вместе с датчиком
давления цифровое реле давления РД1;
- измеритель-регулятор 13 (измеритель-регулятор микропроцессорный одно-
канальный «Овен» TPM1) с аналоговым выходным сигналом, подключенный к
электромагнитному расходомеру Р1 и отображающий расход в л/мин;
- измеритель-регулятор 14 (измеритель-регулятор микропроцессорный одно-
канальный «Овен» TPM1) с аналоговым выходным сигналом, подключенный к
счетчику-расходомеру Р2 и отображающий расход в л/мин;
- измеритель-регулятор 15 (измеритель-регулятор микропроцессорный одно-
канальный «Овен» TPM1) с аналоговым выходным сигналом, подключенный к дат-
чику перепада давления на диафрагме Д1 и отображающий расход в л/мин;
12
- блок 16 выбора режима управления;
- блок 17 индикации измеряемых параметров;
- панель 36 управления преобразователем частоты (преобразователь частоты
установлен на тыльной стороне стенда).
На блоке 17 индикации измеряемых параметров размещены:
- тумблер 18 для включения питания преобразователя частоты, свечение све-
тодиода над тумблером индицирует включение;
- тумблер 19 для включения питания системы управления стенда, свечение
светодиода над тумблером индицирует включение;
- кнопка 20 с фиксацией для аварийного отключения электропитания стенда;
- цифровой индикатор 21, подключенный к датчику ДД2, и отображающий
давление в линии нагнетания насоса;
- цифровой индикатор 22, отображающий обороты приводного вала насоса;
- цифровой индикатор 23, отображающий показания секундомера с ручным
управлением;
- цифровой индикатор 24, подключенный к датчику ДД1, и отображающий
давление в линии всасывания насоса;
- цифровой индикатор 25, подключенный к датчику ДД3, и отображающий
перепад давления на диафрагме;
- цифровой индикатор 26, подключенный к датчику ДД6, и отображающий
перепад давления на регулируемых задвижках.
На блоке 16 выбора режима управления размещены:
- цифровой индикатор 27 входного сигнала на преобразователь частоты, ин-
дикация от 0 до 100 пропорционально соответствует сигналу от 0 до 10 В, что соответствует частоте от 0 до 50 Гц, под индикатором размещен потенциометр для
задания величины сигнала в ручном режиме;
- переключатель 28 для выбора вида управления преобразователем частоты,
светящийся светодиод около переключателя индицирует выбранный вид управления;
13
- переключатель 29 для выбора вида управления дискретной задвижкой, све-
тящийся светодиод около переключателя индицирует выбранный вид управления;
- переключатель 30 для выбора вида управления пропорциональным клапа-
ном, светящийся светодиод около переключателя индицирует выбранный вид
управления;
- тумблер 31 для выбора входного сигнала на измеритель-регулятор 11;
- цифровой индикатор 32 входного сигнала на пропорциональный клапан,
индикация от 0 до 100 пропорционально соответствует сигналу от 0 до 10 В, под
индикатором размещен потенциометр для задания величины сигнала в ручном режиме;
- переключатель 33 для выбора измерителя-регулятора, осуществляющего
управление по расходу, светящийся светодиод около переключателя индицирует
выбранный расходомер;
- переключатель 34 для выбора вида управления пропорциональной задвиж-
кой, светящийся светодиод около переключателя индицирует выбранный вид
управления;
- цифровой индикатор 35 входного сигнала на пропорциональную задвижку,
индикация от 0 до 100 пропорционально соответствует сигналу от 0 до 10 В, под
индикатором размещен потенциометр для задания величины сигнала в ручном режиме.
Обозначения элементов гидросистемы на рисунках соответствуют обозначе-
ниям на схеме гидравлической, приведенной на рисунке 1.4.
Рабочая жидкость (вода) центробежным насосом H1 нагнетается в систему из
бака Б1. На всасывании насоса установлен кран КР1, позволяющий создать дополнительное сопротивление на всасывании насоса. Запрещается включение насоса с
закрытым краном КР1.
Для измерения расхода жидкости, подаваемого насосом установлен расходо-
мер Р1. Кран КР2 предназначен для слива жидкости из линии нагнетания насоса в
бак Б1 и используется при построении характеристики насоса. Для измерения рас-
14
хода жидкости, поступающей к контрольным емкостям, в системе установлены измерительная диафрагма Д1 и счетчик-расходомер Р2.
Рисунок 1.4 – Схема гидравлическая
Кран КР4 позволяет перекрыть поступление рабочей жидкости в емкость
EM1. Кран КР3 позволяет перекрыть поступление рабочей жидкости в емкость
ЕМ2. Кран КР5 позволяет слить рабочую жидкость из емкости ЕМ2 в бак Б1. Краны КР6 и КР7 позволяют слить рабочую жидкость из емкости EM1 в бак Б1. Задвижка с дискретным управлением ЗД1, задвижка с пропорциональным электромагнитным управлением ЗД2 и пропорциональный клапан КП1 позволяют реализовать различные схемы автоматического управления.
Вместе со стендом поставляется компьютер с установленной программой
«АУ-РДУЖ измерения», пример экранной формы которой представлен на
рисунке 1.5.
15
Рисунок 1.5 – Экранная форма программы «АУ-РДУЖ измерения»
1.2 Меры безопасности
1.2.1 Эксплуатация стендов должна производиться в соответствии с требова-
ниями пожарной безопасности и требованиями ГОСТ 12.2.003-74 «ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности».
1.2.2 К обслуживанию стендов допускается персонал после ознакомления с
руководством по эксплуатации АУ-РДУЖ-010-49ЛР-01.ООО РЭ.
1.2.3 Запрещается производить ремонтные работы при работающем стенде.
1.2.4 При работе и транспортировке стенда запрещается прикладывать внеш-
ние нагрузки на трубопроводы, измерительные приборы и бак, запрещена транспортировка стенда при наличии жидкости в баках.
1.2.5 Перед включением насосов убедиться в том, что:
- кран КР 1 полностью открыт;
- стенд заправлен рабочей жидкостью;
- трубопроводы и гибкие рукава не имеют внешних повреждений и замятий.
16
1.3 Понятие о статических и динамических характеристиках элементов
систем автоматического управления
Цель работы: экспериментальное изучение статической и динамической ха-
рактеристик различных элементов САУ.
Статической характеристикой элемента называют зависимость установивше-
гося значения выходного сигнала элемента от значения постоянного входного сигнала у = F(х).
Динамической характеристикой элемента называют зависимость выходного
сигнала от величины входного сигнала и времени у = F(t,x).
Экспериментальная динамическая характеристика, как правило, используется
для формирования математической модели объекта в виде набора стандартных динамических звеньев. Для этой цели экспериментально регистрируют реакцию элемента на ступенчатое входное воздействие и/или на гармоническое входное воздействие.
В лабораторной работе экспериментально измеряется статическая характери-
стика измерительной диафрагмы и динамическая характеристика расходомера.
Экспериментальная часть.
1.3.1 Порядок проведения работы по изучению статической характеристики
измерительной диафрагмы
Шаг 1. Включить электропитание стенда тумблером «Питание системы
управления».
Шаг 2. Включить ноутбук, дождаться загрузки операционной системы, запу-
стить программу «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 3. В диалоговом окне программы выбрать пункт меню «Режим работы»
«Тарировка расходомеров». Выбрать в качестве расходомера мерную диафрагму, в
качестве измерителя расхода выбрать «ЭМ расходомер».
Шаг 4. Установить переключатели «Управление пропорциональной задвиж-
кой», «Управление пропорциональным клапаном» и «Управление преобразовате-
17
лем частоты» в положение «Ручное», переключатель «Управление дискретной задвижкой» в положение «Закрыто». Установить потенциометрами управляющий
сигнал величиной 100 для пропорционального клапана и преобразователя частоты
и 0 для пропорциональной задвижки. Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное положение.
Шаг 5. Открыть краны КР1, КРЗ, КР4, КР5, КР6, КР7. Закрыть кран КР2.
Шаг 6. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя.
На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto On».
Шаг 7. Дождаться установившихся значений расхода по ЭМ расходомеру P1
и перепада давления на диафрагме (может занять 40-60 с), после чего нажать кнопку «Добавить точку».
Шаг 8. Уменьшить управляющий сигнал на пропорциональный клапан на
8- 10 единиц.
Шаг 9. Повторить действия по шагам 7-8 до управляющего сигнала 5-7 еди-
ниц.
Шаг 10. Полностью открыть пропорциональный клапан установив ручным
регулятором сигнал управления равным 100.
Шаг 11. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели
частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset»
Шаг 12. Нажать в диалоговом окне программы кнопку «Вычислить коэффи-
циент». В текстовом поле появиться значение тарировочного коэффициента диафрагмы и на графическом поле будет нарисована зависимость расхода через диафрагму от перепада давления, соответствующая этому коэффициенту.
Шаг 13. Проанализировать полученные экспериментальные точки и их рас-
положение относительно непрерывной кривой. Сделать выводы.
1.3.2 Порядок проведения работы по изучению динамической характеристи-
ки расходомера
Шаг 1. В диалоговом окне программы выбрать пункт меню «Режим работы»
- «Регистрация и аналоговое управление».
18
Шаг 2. Установить переключатели «Управление пропорциональной задвиж-
кой», «Управление пропорциональным клапаном» и «Управление преобразователем частоты» в положение «Ручное», переключатель «Управление дискретной задвижкой» в положение «Закрыто». Установить потенциометрами управляющий
сигнал величиной 100 для пропорционального клапана и преобразователя частоты
и 0 для пропорциональной задвижки.
Шаг 3. Открыть краны КР1, КРЗ, КР5, КР6, КР7. Закрыть краны КР2, КР4.
Шаг 4. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя.
На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto On».
Шаг 5. Уменьшая ручным регулятором управляющий сигнал на пропорцио-
нальный клапан, установить значение расхода по диафрагме 15-18 л/мин (отображается в диалоговом окне программы).
Шаг 6. В диалоговом окне программы выбрать построение зависимости рас-
хода по P1 («Q по ЭМ расходомеру») и расхода по диафрагме Д1 («Q по мерной
диафрагме») от времени.
Шаг 7. Выбрать динамический режим измерений, шаг сбора данным устано-
вить равным 0,4 с.
Шаг 8. Дождаться установившегося значения расхода по расходомеру P1
(может занять 40-60 с).
Шаг 9. Нажать кнопку «Запуск измерения».
Шаг 10. Плавно и быстро закрыть кран КРЗ.
Шаг 11. Дождаться установившегося значения расхода по расходомеру Р1
(может занять 40-60 с).
Шаг 12. Плавно и быстро открыть кран КРЗ.
Шаг 13. Дождаться установившегося значения расхода по расходомеру Р1
(может занять 40-60 с).
Шаг 14. Нажать кнопку «Остановка измерения». Сохранить график и данные
в файл на жесткий диск.
Шаг 15. Увеличить значение расхода по диафрагме на 5-7 л/мин, увеличивая
ручным регулятором управляющий сигнал на пропорциональную задвижку.
19
Шаг 16. Повторить пункты 8-15 до полного открытия пропорциональной
задвижки.
Шаг 17. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели
частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».
Шаг 18. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».
Шаг 19. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».
Шаг 20. Выключить питание системы управления стенда.
Шаг 21. Проанализировать полученные экспериментальные данные по рас-
ходу, измеряемому по диафрагме и по расходомеру. Сделать выводы.
1.4 Программирование измерителя-регулятора TPM1 ОВЕН
Цель работы: изучение принципа работы измерителя-регулятора, програм-
мирование измерителя регулятора для измерения расхода по перепаду давления на
мерной диафрагме.
Измеритель-регулятор микропроцессорный одноканальный.
Измеритель-регулятор микропроцессорный одноканальный TPM1 совместно
с первичным преобразователем (датчиком) предназначен для измерения и регулирования давления и других физических параметров, значение которых внешним
датчиком может быть преобразовано в сигналы постоянного тока или напряжения.
Прибор может быть использован для измерения и регулирования технологи-
ческих процессов в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйства.
Прибор позволяет осуществлять следующие функции:
- измерение температуры или других физических величин (давления, влаж-
ности, расхода, уровня и т.п.) в одной точке с помощью стандартных датчиков,
подключаемых к универсальному входу прибора;
- регулирование измеряемой величины по двухпозиционному (релейному)
закону;
20
- отображение текущего измерения на встроенном светодиодном цифровом
индикаторе;
- формирование выходного тока 4 ... 20 мА или напряжения 0 ... 10 В для ре-
гистрации или управления исполнительными механизмами по П-закону
(при использовании в качестве выходного устройства цифро-аналогового преобра-
зователя (ЦАП)).
Структурная схема прибора приведена на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 - Функциональная схема прибора ТРМ1
Прибор содержит канал универсального входа для подключения первичных
преобразователей (датчиков), блок обработки данных, четырехразрядный светодиодный цифровой индикатор и выходное устройство (ВУ), предназначенное для
управления внешним оборудованием.
Блок обработки данных включает в себя цифровой фильтр, вычислитель
квадратного корня и логическое устройство (ЛУ).
Логическое устройство в соответствии с запрограммированными пользовате-
лем функциональными параметрами формирует сигналы управления выходным
устройством.
Для ослабления влияния внешних импульсных помех на эксплуатационные
характеристики прибора в программу его работы введена цифровая фильтрация результатов измерений.
Прибор конструктивно выполнен в пластмассовом корпусе, предназначенном
для щитового или настенного крепления.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]