Курсовые работы / для курсовика по лсу

Передаточная функция датчика:

Коэффициент передачи САПФИР-22М-ДИ по статической характеристике:

где I – max выходной токовый сигнал;

P – max давление.

Постоянная времени будет определяться как постоянная времени мембраны по формуле:

где – коэффициент вязкого трения;

с – жесткость мембраны.

где R=30 – рабочий радиус мембраны, мм;

h=0.35 – толщина мембраны, мм;

Е=2,110¹¹ – модуль упругости материала, Па;

=0,2 – относительный радиус жесткого центра, мм;

=3,64.

Передаточная функция преобразователя:

В САУ в качестве исполнительного элемента использован электромагнитный клапан. Клапан управляется напряжением до 24 вольт постоянного тока. Эту величину напряжения не может обеспечить микропроцессорный комплект, на выходе которого напряжение составляет U=1В. Наиболее рациональным решением является включение в прямую цепь системы операционного усилителя средней мощности PL6200-35 c коэффициентом усиления по напряжению до k=35. Точный коэффициент усиления равен отношению сопротивления обратной связи и сопротивления на входе усилителя.

Операционный усилитель является без инерционным усилительным звеном с передаточной функцией:

В качестве исполнительного механизма, с учетом требований по быстродействию системы, выбираем пропорциональный электромагнитный клапан DENISON R4VP.

Технические характеристики клапана:

модель R4VP;

входной сигнал 0-24 В постоянного тока;

ход штока, мм 17,3;

максимальный расход, л/мин 40;

максимальное давление, МПа 300;

время срабатывания 0 - 100% / 100% - 0, мс 50/35;

гистерезис, % < =1.

В линейном приближении дифференциальное уравнение, характеризующее работу электромагнитного клапана, имеет вид

где U(t) – входное напряжение на катушку клапана; x – величина смещения якоря (ход штока); k – конструктивная постоянная клапана; m – масса якоря; с – жесткость пружины; f – коэффициент вязкого трения.

Переходя к изображению по Лапласу при нулевых начальных условиях, имеем передаточную функцию

где - коэффициент передачи;

- постоянная времени;

- коэффициент демпфирования.

Передаточная функция электромагнитного клапана

В качестве микропроцессорного устройства выбираем измеритель – регулятор микропроцессорный ТРМ 101 – ПР. Приборы ТРМ 101 предназначены для работы в системах контроля и регулирования параметрами технологических процессов.

Прибор может выполнять следующие функции:

1. Измерение физических параметров объектов управления в комплекте со стандартными первичными преобразователями.

2. Регулирование измеряемой величины по ПИД – закону путем импульсного или аналогового управления.

3. Автонастройка параметров регулятора на установленном объекте.

4. Определение аварийной ситуации при выходе измеряемого параметра за заданные границы и при обрыве в контуре регулирования.

5. Обнаружение ошибок работы и определение причины неисправности.

6. Работа в сети, организованной по стандарту RS – 485, что позволяет задавать необходимые режимы работы прибора и осуществлять контроль.

7. Дистанционное управление запуском и остановкой регулирования.

Технические характеристики ТРМ 101:

модель ТРМ 101 – ПР;

напряжение питания 90…245 В, 50 Гц;

входной сигнал 4 – 20 мА постоянного тока;

выходной сигнал регулятора 0 – 1 В постоянного тока;

диапазон измерения 0 … 100%;

разрешающая способность 0,1%;

интерфейс связи RS-485;

скорость передачи данных 2,4 – 115,2 кбит/с;

тип кабеля экранированная витая пара;

потребляемая мощность 6 ВА;

масса 0,5 кг;

степень защиты от влаги и пыли IP54.

Передаточная функция микропроцессорного измерителя – регулятора имеет вид:

Объектом управления является нагнетающий трубопровод. Так как длина нагнетающего трубопровода мала, то емкостью трубопровода можно пренебречь. Тогда передаточная функция объекта управления примет вид:

где T_L – постоянная времени;

k – коэффициент передачи.

Для трубопровода круглого сечения

где  - кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости.

Рабочая жидкость – масло индустриальное 20А, ГОСТ20799-88: =3210^-5 м²/с при 40С; =890 кг/м³ при 20С.

Передаточная функция объекта управления:

Структурная схема системы управления давлением