4. Содержание отчета по лабораторной работе
1. Построить графики сигналов для каждого регулятора.
2. Привести значения настроек (программирования) каждого регулятора: SV, S1Ot (OnOF, SP1d, CY1, Ft, PUL1), S1St, S1LP, tunE (Pb1, rES, OFS, rtE), Prog, StAt, 1St, 1rt, PEnd.
5. Контрольные вопросы
1. Каковы основные компоненты настройки регуляторов?
2. Расскажите о выборе способа задания сигнала уставки.
3. Расскажите о выборе вида выходного сигнала и его способе формирования.
4. Как выбирается тип регулятора и производится оценка выходных сигналов термоконтроллера?
5. Какие пункты служебного меню используются для настройки режимов регулирования термоконтроллера?
6. Какие пункты вторичного меню используются для настройки режимов регулирования термоконтроллера?
Лабораторная работа №4 исследование системы автоматического управления с двухпозиционным регулятором
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. Экспериментальное определение динамических характеристик теплового объекта управления.
2. Расчеты и экспериментальное определение переходных процессов в САР с двухпозиционным регулированием.
1. Состав и характеристика элементов лабораторной установки
Состав лабораторной установки соответствует структурной схеме САР (рис.4.1).
Объект управления ОУ является печь, подогреваемая спиралью, и датчик температуры на основе термопары типа ТХК. Печь реализована на проволочном резисторе R4 типа ПЭВ сопротивлением 680 Ом и мощностью 50 ватт. Внутрь трубки резистора вставлены две термопары, обозначенные на панели стенда как R2to и R3to. Термопара R3to безинерционная и содержит лишь две сваренные в активной зоне проволочки, а термопара R2to инерционная, так как ее активный спай помещен в керамическую гильзу. В верхнем положении тумблера SA2 подключена термопара R2to, а в нижнем - термопара R3to. В целом входным сигналом ОУ является напряжение u на нагревателе R4, а выходом – температура .
Регулятор реализован на основе прибора КСП – автоматического потенциометра, в состав которого входит элемент сравнения ЭС и двухпозиционный регулятор гистерезисного типа. Также в приборе задается температура регулирования зад. На элементе сравнения вычитанием формируется сигнал ошибки регулирования. Нелинейный элемент НЭ с гистерезисной характеристикой в зависимости от величины входного сигнала формирует сигнал z логического уровня, принимающем два значения 0 и 1. По сигналу z формируется сигнал напряжения u, принимающем тоже только два значения 0 вольт и К вольт. Величина напряжения u регулируется переменным резистором R5 и контролируется вольтметром, установленном на стенде. Величина тока в нагревательном резисторе R4 контролируется миллиамперметром.
Тумблером SA1 включается и выключается прибор КСП. В нижнем положении ключа тумблера SA1 прибор КСП включен и через него может подаваться напряжение на нагреватель R4. В верхнем положении ключа тумблера SA1 прибор КСП выключен и напряжение на нагреватель R4 не подается.
Для охлаждения нагревателя R4 в периоды, когда напряжение на нем нулевое, применен вентилятор, который включается автоматически, если ключ тумблера SA4 находится в верхнем положении и напряжение u на подогревателе нулевое или выходной сигнал z прибора равен 0. Если ключ тумблера SA4 находится в нижнем положении, то вентилятор работает постоянно.
Прибор КСП содержит две шкалы. На нижней шкале отображается величина э.д.с. е термопары, подключенной к входу прибора. Эта э.д.с., как известно, прямо пропорциональна разности температур спая термопары и температурой прибора, которая равна температуре окружающей среды. Поэтому при первом включении прибора показания по нижней шкале нулевые. Измеряемая температура определяется через э.д.с. по градуировочной таблице, фрагмент которой приведен в табл.4.1.
Таблица 4.1 - Градуировочная таблица термопары ТХК (хромель-копель)
оС |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
0 |
0 |
0,65 |
1,31 |
1,98 |
2,66 |
3,35 |
4,05 |
4,76 |
5,48 |
6,21 |
100 |
6,95 |
7,69 |
8,43 |
9,18 |
9,93 |
10,69 |
11,46 |
12,24 |
13,03 |
13,84 |
|
Э.д.с. термопары в милливольтах, мВ |
|||||||||
На верхней шкале имеются две стрелки – зеленая и красная. С помощью этих стрелок настраиваются минимальная температура (зеленая стрелка), при которой выходной сигнал z равен 1 и на нагреватель подается напряжение, и максимальная температура (красная стрелка), при которой выходной сигнал z равен 0 и нагреватель обесточен. Обе стрелки имеют винтовые стопоры.