Автоматическое управление расходом, давлением и уровнем жидкости. Учебное пособие

71

Шаг 5. Установить переключатели «Управление пропорциональной задвиж-

КР3

Q

УСТ

, л/мин

Δ, л/мин

QФ, л/мин

е

СТ

, л/мин

е

ДИН

, л/мин

t

УСТ

, с

Управление пропорциональным клапаном

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 преобразователя частоты и пропорционального клапана, 0 для пропорциональной задвижки.

Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное положение.

Шаг 6. Открыть краны КР1, КРЗ, КР5, КР6, КР7. Закрыть краны КР2, КР4.

Шаг 7. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя.

На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Аutо Оn».

Шаг 8. Постепенно закрывать кран КР3 до положения, при котором расход жидкости станет равным 30±2 л/мин.

Шаг 9. Установить на ТРМ отображающем «Показания счетчикарасходомера» следующие значения:

- тип закона регулирования - параметр а1-1 = 5;

- значение уставки расхода Q

УСТ

- величину зоны пропорциональности Δ = 20.

Записать значения параметров в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Результаты измерений

Шаг 10. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

из диапазона 20-25 л/мин;

Шаг 11. Перевести переключатель выбора измерителя-регулятора, осуществляющего управление по расходу в положение «Счетчик расходомер», переключатель вида управления пропорциональным клапаном в режим «По расходу». При этом начнется регулирование сигнала на клапан от ТРМ.

72

Шаг 12. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 5.2. 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 3.2.

УСТ

ошибки,

ДИН

Шаг 14. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

Шаг 15. Полностью открыть кран КР3.

Шаг 16. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 5.2. 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 3.2.

УСТ

ошибки,

ДИН

Шаг 18. Перевести переключатель вида управления пропорциональным клапаном в режим «Ручной». Задать значение сигнала равным 100.

Шаг 19. Повторить действия по шагам 8-18 для значений величины зоны пропорциональности Δ = 15; 10; 5 (установившийся режим может получиться не для всех настроек).

Шаг 20. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».

Шаг 21. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».

Шаг 22. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».

Шаг 23. Выключить питание системы управления стенда.

Шаг 24. Сделать выводы о влиянии ширины зоны пропорциональности на ошибку регулирования и устойчивость системы.

3.9 Контроль расхода жидкости, поступающей в контрольноизмерительную емкость с помощью электромагнитного расходомера, управление подачей жидкости клапаном с аналоговым управлением и регулятором TPM1 ОВЕН

73

Цель работы: экспериментальная настройка измерителя-регулятора типа

TPM1 для управления пропорциональным клапаном с целью поддержания посто-

янного расхода жидкости; анализ переходных процессов.

Данную работу следует выполнять с использованием ПЭВМ (ноутбука) для

регистрации параметров переходного процесса.

3.9.1 Порядок проведения работы

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»

- «Регистрация и аналоговое управление».

Шаг 4. В диалоговом окне программы выбрать «Динамический режим измерений», шаг сбора данных установить равным 2 с. В качестве отображаемых на графике параметров выбрать зависимость расхода по электромагнитному расходомеру 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 сигнал величиной 100 для преобразователя частоты и пропорционального клапана, 0 для пропорциональной задвижки.

Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное положение.

Шаг 6. Открыть краны КР1, КР3, КР5, КР6, КР7. Закрыть краны КР2, КР4.

Шаг 7. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя. На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto On».

Шаг 8. Постепенно закрывать кран КР3 до положения, при котором расход жидкости станет равным 30±2 л/мин.

74

Шаг 9. Установить на ТРМ отображающем «Показания электромагнитного

КР3

Q

УСТ

, л/мин

Δ, л/мин

QФ, л/мин

е

СТ

, л/мин

е

ДИН

, л/мин

t

УСТ

, с

Управление пропорциональным клапаном

расходомера» следующие значения:

- тип закона регулирования - параметр а1-1 = 5;

- значение уставки расхода Q

из диапазона 20-25 л/мин;

УСТ

- величину зоны пропорциональности Δ = 20.

Записать значения параметров в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Результаты измерений

Шаг 10. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

Шаг 11. Перевести переключатель выбора измерителя-регулятора, осуществляющего управление по расходу в положение «Электромагнитный», переключатель вида управления пропорциональным клапаном в режим «По расходу». При этом начнется регулирование сигнала на клапан от ТРМ.

Шаг 12. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 5.3. 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 3.3.

УСТ

ошибки,

ДИН

Шаг 14. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

Шаг 15. Полностью открыть кран КР3.

Шаг 16. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 5.3. 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 3.3.

УСТ

ошибки,

ДИН

Шаг 18. Перевести переключатель вида управления пропорциональным клапаном в режим «Ручной». Задать значение сигнала равным 100.

75

Шаг 19. Повторить действия по шагам 8-18 для значений величины зоны пропорциональности Δ = 15; 10; 5 (установившийся режим может получиться не для всех настроек).

Шаг 20. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».

Шаг 21. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».

Шаг 22. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».

Шаг 23. Выключить питание системы управления стенда.

Шаг 24. Сделать выводы о влиянии ширины зоны пропорциональности на ошибку регулирования и устойчивость системы.

3.10 Контроль расхода жидкости, поступающей в контрольноизмерительную емкость с помощью электромагнитного расходомера, управление подачей жидкости изменением частоты вращения вала насоса и регулятором TPM1 ОВЕН

Цель работы: экспериментальная настройка измерителя-регулятора типа

TPM1 для управления преобразователем частоты с целью поддержания постоянно-

го расхода жидкости; анализ переходных процессов.

Данную работу следует выполнять с использованием ПЭВМ (ноутбука) для

регистрации параметров переходного процесса.

3.10.1 Порядок проведения работы

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»

- «Регистрация и аналоговое управление».

76

Шаг 4. В диалоговом окне программы выбрать «Динамический режим изме-

КР3

Q

УСТ

, л/мин

Δ, л/мин

QФ, л/мин

е

СТ

, л/мин

е

ДИН

, л/мин

t

УСТ

, с

Управление преобразователем частоты

рений», шаг сбора данных установить равным 2 с. В качестве отображаемых на графике параметров выбрать зависимость расхода по электромагнитному расходомеру 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, пропорциональной задвижки и пропорционального клапана.

Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное положение.

Шаг 6. Открыть краны КР1, КР3, КР5, КР6, КР7. Закрыть краны КР2, КР4.

Шаг 7. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя. На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Auto On».

Шаг 8. Постепенно закрывать кран КР3 до положения, при котором расход жидкости станет равным 30±2 л/мин.

Шаг 9. Установить на ТРМ отображающем «Показания электромагнитного расходомера» следующие значения:

- тип закона регулирования - параметр a1-1 = 5;

- значение уставки расхода Q

из диапазона 20-25 л/мин;

УСТ

- величину зоны пропорциональности Δ = 20.

Записать значения параметров в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Результаты измерений

Шаг 10. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

77

Шаг 11. Перевести переключатель выбора измерителя-регулятора, осуществляющего управление по расходу в положение «Электромагнитный», переключатель вида управления преобразователем частоты в режим «По расходу». При этом начнется регулирование сигнала на преобразователь частоты от ТРМ.

Шаг 12. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 3.4. 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 3.4.

УСТ

ошибки,

ДИН

Шаг 14. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

Шаг 15. Полностью открыть кран КР3.

Шаг 16. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 3.4. 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 3.4.

УСТ

ошибки,

ДИН

Шаг 18. Перевести переключатель вида управления преобразователем частоты в режим «Ручной». Задать значение сигнала равным 100.

Шаг 19. Повторить действия по шагам 8- 18 для значений величины зоны пропорциональности Δ = 15; 10; 5 (установившийся режим может получиться не для всех настроек).

Шаг 20. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».

Шаг 21. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».

Шаг 22. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».

Шаг 23. Выключить питание системы управления стенда.

Шаг 24. Сделать выводы о влиянии ширины зоны пропорциональности на ошибку регулирования и устойчивость системы.

78

3.11 Контроль расхода жидкости, поступающей в контрольноизмерительную емкость с помощью мерной диафрагмы, управление подачей жидкости клапаном с аналоговым управлением и управлением от ПЭВМ

Цель работы: экспериментальная настройка ПИД регулятора, реализованного программно на базе ПЭВМ, для управления пропорциональным клапаном с целью поддержания постоянного расхода жидкости; анализ переходных процессов.

3.11.1 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 расхода жидкости по диафрагме 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 сигнал величиной 100 для преобразователя частоты и пропорционального клапана, 0 для пропорциональной задвижки.

Подождать 30-40 с для выхода пропорциональной задвижки в заданное положение.

Шаг 6. Открыть краны КР1, КР3, КР5, КР6, КР7. Закрыть краны КР2, КР4.

Шаг 7. Включить тумблером «Насос» питание частотного преобразователя. На панели частотного преобразователя нажать кнопку «Аutо Оn».

79

Шаг 8. Установить переключатель «Управление пропорциональным клапа-

КР3

Q

УСТ

, л/мин

QФ, л/мин

е

СТ

, л/мин

е

ДИН

, л/мин

t

УСТ

, с

Управление пропорциональным клапаном

ном» в положение «Компьютерное».

Шаг 9. В диалоговом окне программы задать значение сигнала ручного управления равным 100.

Шаг 10. Постепенно закрывать кран КР3 до положения, при котором расход жидкости станет равным 30±2 л/мин.

Шаг 11. Ввести в диалоговом окне программы следующие параметры:

- переменная процесса - расход по диафрагме;

- значение уставки расхода Q

- коэффициенты К

= 0; К

П

Д

из диапазона 20-25 л/мин;

УСТ

= 0; К

= 0,001;

И

- шаг по времени Δt = 2 с.

Записать значения параметров в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Результаты измерений

Шаг 12. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

Шаг 13. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск регулирования». При этом начнется регулирование сигнала на пропорциональный клапан от ПЭВМ.

Шаг 14. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 3.5. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Остановка измерения». Сохранить полученные графики и данные в файл.

Шаг 15. Определить величину статической еСТ и динамической е время выхода на установившееся значение t

и записать в таблицу 3.5.

УСТ

ошибки,

ДИН

Шаг 16. В диалоговом окне программы нажать кнопку «Запуск измерения».

Шаг 17. Полностью открыть кран КР3.

Шаг 18. Дождаться установившегося значения расхода QФ жидкости, записать в таблицу 3.5. В диалоговом окне программы нажать кнопки «Остановка из-

80

мерения» и «Остановка регулирования». Сохранить полученные графики и данные в файл.

Шаг 19. Определить величину статической еСТ и динамической е время выхода на установившееся значение t

и записать в таблицу 3.5.

УСТ

Шаг 20. Повторить действия по шагам 9- 19 для значений:

- К

= 0; К

П

= 0,05; К

П

= 0; К

Д

= 0; К

Д

= 0,002;

И

= 0,001;

И

- КП = 0,05; КД = 0; КИ = 0,002 (установившийся режим может получиться не

для всех настроек).

Шаг 22. Выключить приводной электродвигатель насоса H1 нажав на панели частотного преобразователя нажать кнопку «Off/Reset».

Шаг 23. Выключить питание преобразователя частоты тумблером «Насос».

Шаг 24. Закрыть диалоговое окно программы «АУ-РДУЖ измерения».

Шаг 25. Выключить питание системы управления стенда.

Шаг 26. Сделать выводы о влиянии параметров ПИД регулирования на

ошибки,

ДИН

ошибку регулирования и устойчивость системы.

3.12 Контроль расхода жидкости, поступающей в контрольноизмерительную емкость с помощью счетчика-расходомера, управление подачей жидкости клапаном с аналоговым управлением и управлением от ПЭВМ

Цель работы: экспериментальная настройка ПИД регулятора, реализованного программно на базе ПЭВМ, для управления пропорциональным клапаном с целью поддержания постоянного расхода жидкости; анализ переходных процессов.

3.12.1 Порядок проведения работы

Шаг 1. Включить электропитание стенда тумблером «Питание системы управления».