8.2 Описание лабораторного стенда

В лабораторной работе объектом регулирования является электрическая печь 1, оснащенная рабочей камерой 3 (рисунок 8.5). Автоматическая система двухпозиционного регулирования температуры в рабочей камере 3 выполнена на базе микропроцессорного измерителя−регулятора Сосна 003. Воздух, нагнетаемый вентилятором 8, поступает через кран 7 и ротаметр 6 в печь 1 и далее в камеру 3. Для измерения температуры в камере 3 установлены две термопары 4 и 5, причем термопара 5 помещена в металлический чехол. Расход воздуха (нагрузка объекта) контролируется по ротаметру 6 и изменяется с помощью крана 7. Термопары 4 и 5 подключены к измерителю-регулятору Сосна 003. Этот прибор включает в себя два канала 9, 10 для измерения и регулирования температуры и цифровое табло 11 для индикации. Подключение измерительных каналов к табло производится сенсорным переключателем 12, установленным на передней панели прибора. Подключение нагревательного элемента 2 электрической печи 1 к каналам 9, 10 измерителя-регулятора производится посредством переключателя 13. Таким образом, если нагревательный элемент печи подключен к каналу 9, то регулирование температуры печи будет производиться в зависимости от сигнала с термопары 4, а если нагревательный элемент печи подключен к каналу 10, то регулирование температуры печи будет производиться в зависимости от сигнала с термопары 5, помещенной в чехол. Это позволяет изменять ёмкость объекта регулирования. Напряжение питания печи (величина управляющего воздействия) устанавливается по вольтметру 14 лабораторным автотрансформатором 15.

Рисунок 8.5 – Схема лабораторного стенда

Панель управления измерителя-регулятора Сосна 003 приведена на рисунке 8.6. Верхнее индикаторное табло (цифровой индикатор 11) предназначено для отображения измеряемого значения температуры, а нижнее индикаторное табло отображает номер измерительного канала, подключенного к цифровому индикатору («t 01» или «t 02»). Световые индикаторы предназначены для отображения состояния контактных групп каналов 9 и 10 (замкнуто либо разомкнуто). Также на панели управления размещен сенсорный переключатель каналов 12 и кнопки настройки зоны нечувствительности и других параметров прибора.

Рисунок 8.6 − Панель управления измерителя-регулятора Сосна 003

8.3 Задание на выполнение работы

1) Ознакомиться с принципом двухпозиционного регулирования температуры на примере системы, собранной на лабораторном стенде.

2) Экспериментально исследовать влияние на качество двухпозиционного регулирования нагрузки объекта, величины регулирующего воздействия и емкости объекта регулирования.

8.4 Методика выполнения работы

При выполнении работы необходимо проанализировать влияние на показатели качества двухпозиционного регулирования (амплитуда автоколебаний А, период колебанийТ, смещение оси автоколебаний а относительно заданного значения температуры) нагрузки объектаZ(расход продуваемого воздуха), величины регулирующего воздействияX(напряжение на нагревательном элементе электрической печи) и ёмкости объекта регулирования. Ёмкость объекта регулирования изменяется путем включения в измерительную цепь термопары без чехла, что соответствует меньшей емкости, либо включением термопары с чехлом, что соответствует большей емкости объекта. В лабораторной работе выполняется исследование четырех режимов работы системы двухпозиционного регулирования, приведенных в таблице 8.1. Целью экспериментов является снятие кривых автоколебанийY=f(t) для каждого из четырех режимов работы системы регулирования. Затем по полученным экспериментальным кривымY=f(t) определяются показатели качества регулирования (A,a,T) и величина зоны нечувствительности регулятора_y. Результаты вычислений заносятся в таблицу 8.1. На основе данных этой таблицы необходимо сделать выводы о влиянии на качество двухпозиционного регулирования нагрузки объектаZ, величины регулирующего воздействияXи ёмкости объекта регулирования. О влиянии нагрузкиZна качество регулирования судят, сравнивая показатели качества 1-го и 2-го режимов, влияние Х оценивается путем сравнения показателей качества 1-го и 4-го режимов, влияние емкости объекта регулирования − путем сравнения показателей качества 1-го и 4-го режимов.