Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій

Лабораторна робота №1

Вивчення і дослідження автоматичної системи позиційного регулювання

Київ 2011

Зміст

Зміст 2

Вступ 3

1. Загальні відомості. 4

2. Перелік обладнання та вигляд стенду 8

3. Опис і технічна характеристика локального регулятора_ТРМ-138 10

4. Програмування локального регулятора_ТРМ-138 18

5. Зняття характеристик 20

Тема: Вивчення і дослідження автоматичної системи позиційного регулювання

Мета: Навчитись працювати з універсальним локальним регулятором ТРМ-138 в якості системи позиційного регулювання

Вступ

Автоматизація повсюдно рахується головним, найбільш перспективним напрямком в розвитку промислового виробництва. Завдяки звільненню людини від безпосередньої участі у виробничих процесах, а також високій концентрації основних операцій значно поліпшуються умови праці і економічні показники виробництва.

Основними напрямками автоматизації систем теплопостачання є забезпечення: теплового та санітарно-гігієнічного комфорту споживача; підтримання заданих гідравлічних режимів у різних ділянках системи, які включають захист від аварійних ситуацій; економію палива, тепла і електричної енергії; ефективності, надійності та якості роботи основного обладнання системи.

Системи теплопостачання являються найбільшими споживачами палива в народному господарстві України. Кожного року на теплопостачання витрачаються тисячі тон палива. У зв’язку з цим здійснюються міроприємства, які дозволять економити енергоносії. В основу цих міроприємств входять питання оптимізації процесу спалювання палива, покрашення ізоляції теплотрас, своєчасне подання інформації про вихід з ладу ділянок теплотрас, мінімізація втрат тепла на теплообмінних станціях, зменшення перегріву приміщень, які опалюються. Всі вище перераховані питання можливо впровадити при використанні сучасних систем автоматичного регулювання, вимірювання та захисту.

Важливою особливістю систем теплопостачання являється велика їх довжина, що потребує використання систем телемеханіки та диспетчеризації. Сучасний рівень диспетчеризації неможливо уявити без широкого застосування мережі потужної обчислювальної техніки, у яку надходила б не тільки оперативна інформація, але й інформація про хід процесу за певний проміжок часу.

Необізнаність з можливостями автоматизації інженера-теплотехніка, як замовника системи, в більшості випадків є причиною складання некоректного або нераціонального завдання на розробку систем автоматизації.

В таких випадках навіть висококваліфікованими розробниками систем автоматизації створюються недосконалі, неоптимальні, а часом і морально застарілі системи автоматизації. При значних матеріальних і фінансових затратах замовник не отримує належного економічного ефекту.

1. Загальні відомості.

У загальному випадку під час управління якимось технологічним процесом вручну людина виконує такі функції: стежить за допомогою вимірювальних приладів за зміною>параметра (що характеризує техно­логічний процес або якість продукції та називається регульованою ве­личиною або вихідним парамеігром еб'єкйа) і порівнює це дійсне зна­чення регульованої величини із заданим значенням, яке слід підтримувати уданий момент за умовою оптимального проходження технологічного процесу; визначає значення і знак відхилення (розузгодження) дійсно­го значення регульованої величини від заданого і, використовуючи органи управління технологічним процесом (вентилі, засувки, крани, дозато­ри, реостати і т.и.), діє на технологічний процес так, щоб усунути це розузгодження.

При цьому технологічний процес або промислова установка (апа­рат), в якій підтримується задане значення регульованої величини за допомогою організованих людиною або без її участі (автоматично) зовнішніх діянь, називається об'єктом регулювання ОР.

Діяння на ОР, що призводять до небажаних відхилень регульова­ної величини, називаються збурювальними діяннями, або збуреннями. Для компенсації збурень і з метою підтримки на заданому рівні значень регульованої величини на об'єкт подаються регулювальні діяння, що являють собою зміни кількості речовини (енергії), що надходить у об'єкт.

Для можливості реалізації управляючих діянь об'єкт регулювання обладнується регулювальним органом РО.

Сукупність Ор атоматичного управляючого пристрою, що взаємодіють, складає автоматичну систему регулювання АСр.

Структура системи автоматичного регулювання в якій використано принцип регулювання з відхиленням, зображена на рисунку 1.

U

Z

Xд

РО

ОР

Д

ЕПП

X

Up

М

АР

U

Зд

ВП

Рис 1.

Під дією збурень Z регульвана величина Xд об’єкта регулювання ОР відхиляється від встановленого за допомогою задавача Зд заданого зна­чення Х_зд. Дійсне значення Х_д контролюється давачем(Д^який неперер­вно вимірює регульовану величину і перетворює її іГсигнал, який мож­ливо передавати на відстань іншим приладам. Якщо давач виробляє електричний сигнал, що відповідає Х_д, а вторинний приладЦЕщ), який дає можливість візуально оцінити і записати значення регульовано! ве­личини Х_д, і автоматичний регулятор АР є пневматичними, то для пере­творення електричного сигналу у пневматичний використовується елек- тро-пневмоперетворювач ЕПП. Після ЕПП пневматичний сигнал, що відповідає Х_д » надходить на вторинний прилад і автоматичний регуля­тор АР. Автоматичний регулятор (АР^порівнює значення Х_д із заданим значенням X що надходить від задавача Зд, і виробляє, управляючий сигнал ІІ_р , що діє на виконавчий механізм(доР. ВМ потрібен для пере­творення сигналу від АР у відповідний крутний момент або інцщ зусил­ля, потрібне для зміни положення регу^ювалжохо. органа' РО) який здійснює діяння на об'єкт регулювання шляхом зміни витрати речовини або енергії, що потрапляє в об'єкт. нй л

У реальній АСР; побудованій нй базі конкретних промислових приладів та регуляторів, функції приладів та пристроїв можуть суміща­тися в одному приладі й тоді структурна схема (див. рис 10.1) може змінюватись.

У харчовій промисловості широко застосовуються пневматичні регулятори, функціональні блоки і вторинні прилади, що входять у систему СТАРТ і побудовані на базі елементів Уніфікованої системи елементів промислової пневмоавтоматики УСЕППА. Пневматичні при­лади живляться очищеним стисненим повітрям з тиском 140 ±14 кПа (1,4 ± 0,14 кгс/см²) і мають стандартні пневматичні вхідні та вихідні сигнали 20... 100 кПа (0,2.. . 1,0 кгс/см²). Загальна допустима похибка приладів не перевищує ± 1%. | |

Закон, за яким автоматичний регулятор АР виробляє регулюваль­ний сигнал Up , називається законом регулювання. Тобто функщональна залежйість між вихідною величиною регулятора ( розузгодженням) називається законом регулювання і має вигляд:

для пропорційного П регулятора:

для пропорційно-інтегрального ПІ регулятора:

де Кр — коефіцієнт передачі регулятора; Ті час інтегрування.

Величини Кр і Ті -- параметри настроювання регуляторів, значен­ня яких визначаються, виходячи з властивостей ОР і потрібної якості процесу регулювання.

Перехідний процес — це зміна в часі вихідної регульованої вели­чини об'єкта в АСР від моменту нанесення збурювального або задаваль- ного діяння на систему до моменту, коли в об'єкті під дією регулятора настає стац рівноваги.

Перехідні процеси у АСР відбуваються за зміни завдання (рис. 2, а) або за дії на ОР збурення (рис. 2, б).

Для кількісної^оцінки якості перехідного процесу використовують такі показники:

динамічна помилка регулювання Щ —| максимальне відхилення регульованої величини у перехідному процесі від заданого значення;

статична помилка регулювання Х_СТ — різниця між усталеним і заданим значеннями регульованої величини;

час регулювання _р — час від моменту здійснення діяння (^іна завдання або збурення) до моменту встановлення нового значення регу­льованої величини (в межах допустимого значення);

ступінь затухання Ψ визначається за виразом

перерегудювання. Х₂ - максимальне відхилення регульованої ве­личини протилежного до X знака. ^:4,.

Загальний вигляд і якість перехідних процесів визначаються влас­тивостями ОР, типом АР і значенням його параметрів настроювання.