Порядок выполнения работы

1. Приступая к работе, студенты получают задание от преподава-теля в виде структурной схемы нелинейной системы, аналогичной приведенной на рис. 8. При этом задается передаточная функция линейной части системы и тип нелинейного звена с указанием его параметров. Данные и вид передаточной функции линейной части системы также могут быть взяты из результатов выполнения преды-дущей лабораторной работы «Исследование автоколебаний в нели-нейных системах».

2. Применительно к полученному заданию производится на-стройка стенда: переключением положения ручных переключателей объект настраивается в соответствии с передаточной функцией ли-нейной части системы. Изменяя настроечные параметры регулятора, задаем тип нелинейного звена в цепи обратной связи.

3. После проверки преподавателем правильности настроек стен-да следует произвести экспериментальное исследование фазовых портретов системы для различных начальных условий. Варианты начальных условий задаются преподавателем.

Описание и подготовка стенда к работе Описание стенда

Лабораторный стенд предназначен для исследования динами-ческих САР температуры в термокамере. В состав входят следующие приборы и технические средства автоматизации:

1. Универсальный двухканальный программный регулятор ТРМ151

2. Термоэлектронагреватели –ТЭН1,ТЭН2.

3. Вентилятор.

4. Первичные преобразователи температуры (датчики), подклю-ченные к ТРМ151 – ТСМ1, ТСМ2.

5. Блок ручных переключателей – БРП.

6. Первичные преобразователи температуры (датчики), подклю-ченные к ТРМ202 – ТСМ3, ТСМ4.

7. Измеритель регулятор двухканальный ТРМ202.

8. Конверторы интерфейсов ARC-485, подключенные к ТРМ151 и ТРМ 202 соответственно.

9. ЭВМ1, связанная через ARC1-485 с ТРМ151 для управления процессом нагрева и изменением параметров настройки регулятора с помощью программы «Конфигуратор 151».

10. ЭВМ2, связанная через ARC2-485 с ТРМ202 для индикации и регистрации процесса регулирования, а также последующего форми-рования фазового портрета с помощью программы «Проект 151», вы-полненной в программном обеспечении «Master SCADA 2.3».

Структурная схема системы автоматического регулирования температуры в термокамере приведена на рис.10., пульт управления стендом – на рис. 11., а внутренний вид стенда – на рис. 12.

Подготовка стенда к работе

1. Соединить ARC1-485 и ARC2-485 блока КТС с COM-портами ЭВМ1 и ЭВМ2 согласно схеме на рис.10.

2. Включить питание блока КТС.

3. Установить связь ЭВМ 1 (конфигуратора ТРМ151) с ТРМ151.

4. Установить связь ЭВМ 2 (регистратора ТРМ202) с ТРМ202 (включить тумблер на задней стенке блока КТС).

Рис. 10. Структурная схема системы автоматического регулирования

температуры в термокамере

Рис.11. Пульт управления стендом

Рис.12. Внутренний вид стенда

Методика проведения экспериментальных исследований динамических режимов

1. Снятие динамических характеристик объекта при нагреве осу-ществляется посредством блока БРП (включением переключателей 2, 4 и 6, а при охлаждении включением переключателя – 3).

2. Изменение параметров настройки для двухпозиционного зако-на регулирования осуществляется с помощью программы «Конфигу-ратор 151» в папке «Регуляторы» по маршруту: Двухпозиционный – – Гистерезис (параметр HYS.C).

3. Изменение параметров настройки ПИД-регулятора осущест-вляется при помощи программы «Конфигуратор 151» в папке «Регу-ляторы» по маршруту: ПИД-регулятор – Полоса пропорциональ-ности (параметр Pb) – Постоянная интегрирования (параметр ti ) – – Постоянная дифференцирования через отношение td/ti (параметр td, ti ).

Параметры уставок для регуляторов формируются в папке «Уставки» по следующим маршрутам:

1. Для двухпозиционного закона регулирования: Уставки в программе 1 – Уставка на шаге 1 – Уставка на ПВС1 – Значение уставки (параметр SP.LU)

2. Для ПИД-закона регулирования: Уставки в программе 1 – Ус-

тавка на шаге 2 – Уставка на ПВС2 – Значение уставки (параметр SP.LU)

Для реализации нелинейностей в контуре управления могут быть задействованы следующие параметры:

1. Зона нечувствительности (db) в папке «Регуляторы».

2. Ограничение максимального выходного сигнала (P.UPr) в папке «Преобразователи сигналов».

3. Ограничение минимального выходного сигнала (P.min) в папке «Преобразователи сигналов».

4. Ограничение допустимой скорости сигнала (P.reS) в папке «Преобразователи сигналов».

Примечание. Изменение настроек регулятора сопровождается чтением те-кущего значения параметров конфигурации прибора из ТРМ151 (раздел меню «Прибор», команда «Считать все параметры»), корректировкой значения в опе-ративной памяти ЭВМ и записью нового значения параметра в прибор (раздел меню «Прибор», команда «Записать только измененные параметры папки»). Запуск и остановка процесса регулирования в блоке КТС осуществляется также программой «Конфигуратор 151» (раздел меню «Сервис», команда «Запуск / ос-тановка регулирования»).