4.Опис роботи стенду Функціональна схема автоматизації

Об’єктом дослідження є накопичувальний резервуар 6.

Вода в накопичувальний резервуар 6 надходить з напірного бака 1, розташованого вище. Вода проходить через витратомір 2 марки Kobold і далі проходить через проточний нагрівач 3 марки “ATMOR IN-LINE”. Нагріта вода проходить через поворотну заслінку 5 типу «Батерфляй» з електроприводом марки Belimo, яким регулюється зміна припливу води в резервуар 6.

Заслінка відкривається під час повороту кулачка проти годинникової стрілки. Рівень в накопичувальному резервуарі 6 показує регулятор 9 типу Siemens Sipart DRT 21 до якого підімкнений перетворювач тиску 7 типу КРТ-С, який в свою чергу встановлений на виході з резервуару 6.

Вода з накопичувального резервуару 6 проходить через поворотну заслінку 8 типу «Батерфляй» з електроприводом марки Belimo та надходить в напірний бак 1 за допомогою двох насосів 10 та 11.

Рівень регулюється регулятором 9, в якому встановлюється задане значення рівню, та настройки закону регулювання.

Тобто коли рівень становиться більшим за задане значення, регулятор 9 відкриває поворотну заслінку 8 до тих пір, поки рівень не зрівняється з заданим значенням рівня, встановленим в регуляторі 9. Так само регулює, я кщо рівень став меншим за задане значення, але регулятор 9 не відкриває , а закріває поворотну заслонку 8, до тих пір, поки рівень не зрівняеться з заданим значенням.

АСР стабілізації рівня рідини в резервуарі

Рис. 3.4. Схеми АСР рівнем: а – функціональна; б – структурна.

У нашому випадку рівень регулюється через зміну витрати стоку F_c. У цьому разі зміна витрати притоку F_n буде збурення. Зазначимо, що в багатьох випадках перетворювачі первинний вимірювальний 1 і проміжний 2 поєднані (наприклад, рівнеміри буйкові, гідростатичні, п'єзометричні). У цьому разі їх розглядають як одну динамічну ланку.

Принцип роботи АСР полягає в наступному: В усталеному режимі роботи сигнал, який надходить із перетворювача 2 у₁ і задавальний сигнал и збігаються, тобто розбіжність  = 0 і вихідний сигнал , де l₀ - номінальне значення рівня. У разі появи збурення або зміни завдання и на регулятор 3 створюється сигнал розбіжності   0, який приведе до формування вихідного сигналу регулятора, додаткової дії на виконавчий механізм 4 і регулюючий орган 6. Останній змінить прохідний отвір так, щоб витрати F_c зменшилися при зниженні рівня, або навпаки.

Об'єкт керування при такому способі регулювання не має чистого запізнення.

Регулятор може мати П-, ПІ- або ПІД-закони регулювання. Первинний вимірювальний перетворювач являє собою підсилювальну ланку з передаточною функцією W₁(s) = K₁. При

доброму демпфуванні проміжний перетворювач описується рівнянням аперіодичної ланки першого порядку.

Аср стабілізації витрат рідини в резервуарі

Рис. 3.3 Схеми одноконтурної АСР витратами:

а - функціональна; б- структурна.

Мета такої системи регулювання - стабілізувати перепад тиску на діафрагмі, при зміні навантаження, тобто витрати F. Об'єктом регулювання є трубопровід 5 від діафрагми і до регулюючого органу 6 (включаючи останній).

АСР працює так: Відхилення витрати F від усталеного значення спричинить зміну перепаду тиску на діафрагмі. Останній сприйметься диференціальним манометром (дифманометром) 2 і призведе до появи неузгодженості між завданням и регулятора 3, який відпрацює цю зміну згідно із законом регулювання і на вході виконавчого механізму 4 з'явиться сигнал, унаслідок якого зміниться прохідний отвір регулюючого органу 6 так, щоб витрата F стала дорівнювати заданому значенню.

Аналіз системи регулювання показує, що об'єкт керування має достатньо малу сталу часу і характеризується часом чистого запізнення. Для рідинного потоку такий об'єкт можна вважати об'єктом ідеального витіснення і його ланкою – ланку чистого запізнення. Крім ОР до динамічних ланок належать дифманометр і виконавчий механізм. Якщо використовують дифманометр типу „Сапфір", то його можна ідентифікувати підсилювальною ланкою.

П-регулятори в таких системах, як правило, не використовують через залишкову похибку, можливість появи сильних коливальних перехідних процесів, і, як наслідок, вихід із ладу регулюючого органу.

Розглянемо передаточні функції АСР. По каналу регулювання и→Y маємо:

W_р(s)= = (1)