Цель работы: ознакомиться с АСР расхода вода в трубопроводе, принципом действия и устройством пневматического изодромного регулирующего устройства, провести анализ качества АСР по осциллограммам.

Описание установки и методика проведения работы

Схема лабораторной установки приведена на рис.1. Непосредственно под прибором II типа КСД-3 монтируется блок манометров. Давление воздуха питания регулятора фиксируется по манометру 10, давление воздуха на исполнительном механизме показывает манометр 9. Вода по общему трубопроводу 1 подаётся через ротаметр 13 типа РЭД ротаметр 8 типа РС и исполнительный механизм типа МИМ в ёмкость3.

Включение регулятора в работу

Предварительно ручку настройки времени изодрома устанавливают на отметке 0,5, а предел пропорциональности на 100%. Стрелка задания должна быть на объекте заданное значение параметра поддерживают некоторое время в крайнее правое положение. К регулятору подают сжатый воздух питания. Далее посредством временного смещения стрелки задания относительно ориентировочного величину открытия клапана исполнительного механизма 5. Затем перекрывают вентили 4 и 7 и открывают вентиль 6, с помощью которого записывающего пера прибора давление на выходе изменяют так, чтобы получить ранее отмеченное положение регулирующего органа. Об этом можно судить по показаниям манометра «Выход» регулятора.

При установившемся давлении на выходе регулятор находится на контрольной точке. Если точка на всех проверяемых отметках смещена в одну сторону, то необходимо, ослабив крепёжные винты, совместить указатель задания с пером и закрепить его в нужном положении.

Далее ручку настройка времени изодрома устанавливают в положении полного запирания дросселя (отметка), которое соответствует отклонению изодромного устройства и превращает регулятор в пропорциональный, предел пропорциональности устанавливается произвольно на одном на делении.

После этого регулятор можно включить в процесс автоматического регулирования. Для этого необходимо открыть вентили 4 и 7, закрывая одновременно вентиль 6. Регулятор будет полностью включён в работу, когда баланс будет закрыт.

Анализ качества аср расхода воды в трубопроводе

При различных значениях параметров регуляторов (коэффициента усилия К_р и времени изодрома Т_н) будут возникать различные переходные процессы АСР расхода воды.

Существует несколько методов определения оптимальной настройки регуляторов. В настоящей лабораторной работе изучается экспериментальный метод подбора настроечных параметров, считая, что нагрузка объекта постоянна.

Настройка регулятора на процесс производится путём тщательного наблюдения и анализа записи прибора КСД-3 при измерении величины Т_и

Настройка коэффициента усиления регулятора

На рис.4 показаны кривые переходных процессов АСР расхода воды в трубопроводе при различной настройке коэффициента усиления регулятора, перестроенные из полярных координат диаграммы вторичного прибора типа КСД-3.

Кривая 1 соответствует переходному процессу при слишком большом коэффициенте усиления К_р . Предела пропорциональности должен быть увеличен.

Кривая 2 соответствует очень большому его следует уменьшить. Остаточная ошибка при малом К_р велика. Необходимо отметить, что при настройке регулятора на оптимальное значение К_р может случаться, что процесс протекает ровно, возмущений не наблюдается и выявить характеристику работы регулятора трудно, так как кривая записи не будет иметь отклонений. Тогда создают возмущения путём, смещения стрелки задания с контрольной точки вверх и вниз по диаграмме на максимальное возможное в данном объекте регулируемого параметра. Затем добиваются такой величины при которой наступают незатухающие колебания с минимально возможной, называют критической (кривая3).

При такой настройке регулятор выдерживают приблизительно в течении десяти циклов колебаний (n=10) переменной Х,после чего определяют предел колебаний

Известно, что наилучшим образом регулятор работает при . Установим оптимальный предел пропорциональности , заканчивают настройку коэффициента усилия. Кривая 4 соответствует переходному процессу при оптимальном значении К_опт .

Настройка времени изодрома.

Время изодрома Т_и определяется по формуле

На рис.5 представлены кривые переходных процессов АСР расхода воды в трубопроводе при различных настройках коэффициента усиления К_{р опт} и времени изодрома Т_и регулятора, построенные из полярных координат диаграмм вторичного прибора типа КСД-3.

Кривая 1 соответствует переходному процессу при слишком большом времени изодрома Т_и . Процесс происходит медленно, вследствие этого получается большая динамическая ошибка и регулируемая величина медленно возвращается к заданному значении. Переходный процесс апериодический.

При слишком малом Т_и отклонения регулируемого параметра будет меньшими (кривая2), но время затухания колебательного процесса увеличивается. Кривая 3 соответствует оптимальному переходному процессу. Регулируемый параметр после возмущения совершит 1-2 затухания колебаний с малой амплитудой и установится на заданном значении.

Выбрав и установив Т_{и опт} и _{опт ,} считают пневматический изодромный регулятор настроенным на оптимальный процесс регулирования.