Содержание
Содержание 2
Введение 4
1. Обзор и анализ научно-технической и патентной информации 5
2. Цели и задачи курсового проекта. 8
3. Техническая часть 9
3.1 Описание лабораторной установки 9
3.1.1 Описание щита автоматики 10
3.1.1.1 Описание устройства управления ПЛК 150 11
3.1.1.2 Описание блока управления симисторами и тиристорами БУСТ 15
3.1.1.3 Панель оператора ИП320 18
3.1.1.4 Одноканальный блок питания ОВЕН БПО4Б-Д2-X 19
Рисунок 3.1.1.4 – Одноканальный блок питания ОВЕН БПО4Б-Д2-Х 20
3.1.1.5 Преобразователь интерфейса АС4 21
3.1.2 Описание объекта управления 23
3.1.2.1 Эмулятор печи ЭП10 24
4. Идентификация объекта управления 26
4.1 Определение динамических параметров по кривой разгона 27
4.1.1 Метод площадей Симою 28
4.1.2 Графоаналитический метод 29
4.2 Экспериментальные исследования. Идентификация объекта 31
4.2.1 Кривая нагрева 32
4.2.2 Определение передаточной функции объекта 32
4.2.3 Разработка модели системы, определение сходимости модели и реального объекта 33
На примере ПЗ-регулятора рассмотрим регулирование температуры. 34
В CoDeSys на языке CFC написана программа ПЗ-регулятора и проведены эксперименты при следующих условиях: 34
температура задания 50 и 100 34
температура окружающей среды 26 и 32,9 34
нагрев при подаче полного напряжения на нагревательный элемент 34
Рисунок 4.2.3.3 - Программа ПЗ-регулятором на языке CFC в CoDeSys. 34
34
Данные условия соответствуют условиям моделирования. Графики эксперимента приведены на рисунке 4.2.3.4 и 4.2.3.5. 34
35
Рисунок 4.2.3.4 – График реального объекта при 50 35
37
Рисунок 4.2.3.5 – График реального объекта при 100 37
В System View создана модель объекта с ПЗ-регулятором 37
Рисунок 4.2.3.5 – Модель объекта с ПЗ-регулятором в System View 37
В System View были получены графики модели и сравнены с графиками реального объекта. 37
Рисунок 4.2.3.6 – Графики реального объекта и его 38
модели с ПЗ-регулятором при 50 38
38
Рисунок 4.2.3.7 - Графики реального объекта и его 38
модели с ПЗ-регулятором при 100 38
При оценке сходимости модели и реального объекта получены следующие результаты: 39
1)период колебаний 39
в модели Тм = 33 мин. 39
в объекте Тэ = 40 мин. 39
Относительное значение отклонения: 39
(4.2.3.1) 39
39
2)диапазон изменения температуры при регулировании 39
а) при 50 °С 39
в модели Δtм = 11,6 °С 39
в объекте Δtэ = 11,8 °С 39
Относительное значение отклонения: 39
(4.2.3.2) 39
39
б) при 100 °С 39
в модели Δtм = 4,6 °С 39
в объекте Δtэ = 4,9 °С 39
Относительное значение отклонения: 39
40
Полученные результаты показывают, что отклонения в результатах моделирования и эксперимента находятся в пределах от 1,7 до 17,5% при 50 °С и от 6,1 до 17,5% при 100 °С, что является удовлетворительным. Но по графикам видно, что температура не выходит на установившееся значение. 40
Такие результаты были получены, потому что не было учтено следующее соотношение . Из этого соотношения ведется выбор регулятора и расчет его настроек. Если данное отношение соответствует условию 0,2<, то выбирают позиционный регулятор. При условии 0,2<<1, то регулятор необходимо выбирать непрерывного действия. Если же <1, то выбирают регуляторы импульсного действия 40
Заключение 40
В ходе выполнения курсового проекта разработаны электрические принципиальная, структурная схемы лабораторного стенда, начерчен общий вид системы управления. Были проведены исследования регулирования температуры на базе программируемого логического контроллера. Эксперименты показали, что ПЗ-регулятор не подходит для электрических печей сопротивления. Поэтому на этом исследования еще не закончены. Дальнейшая цель это рассмотреть регуляторы непрерывного действия. Для снятия характеристик нагрева разрабатывается в среде программирования CoDeSys программа ШИМ. Также идет программная разработка непрерывных регуляторов. 40
41
Введение 3
1. Обзор и анализ научно-технической и патентной информации 4
2. Цели и задачи курсового проекта. 7
3. Техническая часть 8
3.1 Описание лабораторной установки 8
3.1.1 Описание щита автоматики 9
3.1.1.1 Описание устройства управления ПЛК 150 9
3.1.1.2 Описание блока управления симисторами и тиристорами БУСТ 13
3.1.1.3 Панель оператора ИП320 16
3.1.1.4 Одноканальный блок питания ОВЕН БП04Б-Д2 18
3.1.1.5 Преобразователь интерфейса АС4 19
3.1.2 Описание объекта управления 21
3.1.2.1 Эмулятор печи ЭП10 22
4. Идентификация объекта управления 24
4.1 Определение динамических параметров по кривой разгона 25
4.1.1 Метод площадей Симою 26
4.1.2 Графоаналитический метод 27
4.2 Экспериментальные исследования. Идентификация объекта 29
4.2.1 Кривая нагрева 29
4.2.2 Определение передаточной функции объекта 30
4.2.3 Разработка модели системы, определение сходимости модели и реального объекта 30
Заключение 36