5.3. Порядок выполнения работы

Характеристики элементов структурной схемы релейно-импульсного регулятора и различные режимы его работы исследуют на универсальном лабораторном стенде для исследования AСP и их элементов [1].

Перед проведением эксперимента необходимо ознакомиться c принципом действия, устройством и расположением основных элементов лабораторного стенда. Следует обратить внимание на то, что данный цикл работ выполняется c использованием панелей № 1 и 4. Стенд можно включать в соответствии с инструкцией по пуску и только с разрешения преподавателя. При этом переключатель П2 на панели № 4 установить в положение 1, а тумблеры питания регулирующих приборов – в положение «отключено».

Примечание. Опыты 1-3 имеют вспомогательный характер. Цель их проведения – определить положения органов настройки элементов стенда для последующего исследования свойств модели регулятора.

Опыт 1. Определение статических характеристик релейного элемента.

1. Собрать схему для экспериментального определения статической характеристики релейного елемента. В качестве испытательного сигнала использовать источник «U_ВХ».

Установить пределы измерения всех вольтметров 100 В.

2. Установить переключатели «Δ» и «Δ_В/Δ» в начальные положения (по заданию преподавателя), переключатель повернуть влево до упора, тумблером В5 отключить исполнительный механизм.

3. Включить тумблер В4.

3. Плавно поворачивая ручку «U_ВХ» определить напряжения U_CP, U_ОТП, U_a^РЭ обеих полярностей. Результаты занести в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

№ п/п

Δ, дел

ΔВ/Δ, дел

UCP+, В

UОТП+, В

ΔВ+, В

UCP–, В

UОТП– В

ΔВ–, В

Δ, В

(ΔВ)СР В

Ua+РЭ, В

Ua–РЭ, В

3. Вычислить параметры статической характеристики релейного элемента

Результаты вычислений занести в таблицу 5.1.

6. Повторить пп. 3-5 для нескольких промежуточных положений переключателей «Δ» и «Δ_В/Δ».

7. Построить графические зависимости: Δ_В [дел] = f (Δ [дел]; Δ_В/Δ [дел]) и (Δ_В/Δ)_СР = f (Δ_В/Δ [дел]; Δ [дел]).

Опыт 2. Определение характеристик ИМ.

Поскольку на вход ИМ поступает всегда постоянный во величине выходной сигнал релейного элемента U_a^РЭ = сonst, то ИМ можно рассматривать как сервомотор постоянной скорости, уравнение которого

1. Собрать схему для определения характеристик ИМ. В качестве входного сигнала ИМ использовать выходной сигнал релейного элемента .

Установить пределы измерения всех вольтметров 100 В.

2. Установить входное напряжение U_ВХ > U_CP и проконтролировать срабатывание реле при включении тумблера B4.

3. Установить начальное положение переключателя « » ИМ.

4. Одновременно включить тумблер B5 и секундомер. Произвести отсчет времени Δt, за которое выходной сигнал ИМ U_a^ИМ станет равным 90 В. Затем отключить тумблер В5 и остановить секундомер.

Результаты опыта занести в таблицу 5.2.

Таблица 5.2

№ п/п

, дел

, дел

UaИМ, дел

Δt, дел

Δt, с

, 1/с

3. Определить коэффициент передачи ИМ

6. Повторить пп. 2-5 для нескольких положений переключателя « ».

7. Построить графическую зависимость

Опыт 3. Определение характеристик инерционной обратной связи.

1. Собрать схему для определения динамических характеристик обратной связи. В качестве входного сигнала для звена обратной связи использовать выходной сигнал релейного елемента .

Установить пределы измерений всех измерительных приборов 100 В, тумблеры В4 и В5 отключить.

2. Установить входное напряжение U_BX > U_CP⁺ и проконтролировать срабатывание реле при включении тумблера В4, затем отключить тумблер В4.

3. Включить тумблер «Сеть» самопишущего потенциометра, установить начальные положения переключателей «К_ОС2» и «Т_ОС», включить тумблер В4 и определить максимальное отклонение значения и продолжительность переходного процесса, затем отключить тумблер В4.

4. Установить такую скорость перемещения диаграммной ленты потенциометра, чтобы график переходного процесса занимал на диаграммной ленте длину, примерно равную 50...100 мм.

5. Включить тумблер «Диаграмма» потенциометра и в момент прохождения пера через горизонтальную линию сетки диаграммной ленты включить тумблер В4. Записать переходный процесс и по его окончания выключить тумблер «Диаграмма».

6. Установить новое положение переключателя «К_ОС2» и записать переходный процесс при отключении тумблера В4.

7. Повторить пп. 5, 6 для нескольких комбинаций положений ручек «К_ОС2» и «Т_ОС».

8. По графикам переходного процесса определить коэффициент передачи и временную постоянную устройства обратной связи.

Результаты опыта занести в таблицу 5.3.

Таблица 5.3

№ п/п

КОС2 , дел

ТОС , дел

В

В

ТОС , с

3. Построить графические зависимости

Опыт 4. Исследование действия релейно-импульсного регулятора с жесткой обратной связью.

1. Собрать схему для определения коэффициента передачи жесткой обратной связи (ЖOС). В качестве источника испытательного сигнала использовать выходной сигнал ИМ u_a^ИМ. Тумблеры В4 и В5 отключить.

2. Установить входное напряжение U_BX > U_CP и проконтролировать срабатывание реле при включении тумблера B4. Затем тумблер B4 отключить.

3. Включить тумблер В5 и установить переключатель «К_ОС1» в левое крайнее положение.

4. Включить тумблер В4 и при достижении выходного сигнала Им U_a^ИМ = 90 В отключить тумблер В4.

5. Измерить выходной сигнал устройства ЖОС U_a^ОС и определить его коэффициент передачи К_ОС1.

Результаты опыта занести в таблицу 5.4.

Таблица 5.4

КОС1, дел

6. Повторить п. 5 для нескольких промежуточных положений переключателя «К_ОС1». Затем отключить тумблер В5.

7. Построить графическую зависимость К_ОС1 = f(К_ОС1 [дел]) .

8. При заданных положениях ручек «Δ» и «Δ_В/Δ» установить напряжение U_BX , превышающее напряжение срабатывания реле U_CP⁺ на 2...3 В, и проконтролировать срабатывание реле при включении тумблера В4, затем отключить тумблер В4. Собрать схему исследования действия регулятора с ЖОС.

9. Установить по заданию преподавателя положения ручек « » и «К_ОС1» и включить тумблер В5.

10. Установить требуемую скорость перемещения диаграммы самопишущего потенциометра, включить его и в момент прохождения пера через горизонтальную линию сетки диаграммной ленты подать тумблером В4 возмущение на вход регулятора. По окончании переходного процесса отключить тумблеры В5, В4 и «Диаграмма» потенциометра.

11. Повторить эксперимент дня нескольких величии входного сигнала U_BX , превышающих напряжение срабатывания реле U_a+^РЭ при постоянных положениях переключателей «К_ОС1» и « », сделать вывод о линейности свойств регулятора. .

12. Повторить п. 10 для нескольких промежуточных положений переключателей «К_ОС1» и « » .

13. По графикам переходного процесса определить выходное напряжение U_a^ИМ коэффициент передачи регулятора К_Р^Э. Рассчитать коэффициент передачи регулятора К_Р^Р из предположения предельной системы.

Результаты опыта занести в таблицу 5.5.

Таблица 5.5

№ п/п

UBX , дел

Δ, дел

Δ, В

ΔВ/Δ, дел

ΔВ/Δ

, дел

, 1/с

КОС1, дел

КОС1

UaИМ, В

КРЭ

КРР

14. Построить графические зависимости К_Р = f(U_BX [В]) и К_Р = f(К_ОС1).

Опыт 5. Исследование действия релейно-импульсного регулятора с инерционной обратной связью.

1. Собрать схему для исследования регулятора с инерционной обратной связью. В качестве испытательного сигнала использовать источник «U_BX».

2. При заданных положениях переключателей «Δ» и «Δ_В/Δ» установить напряжение U_BX , превышающее напряжение срабатывания реле U_CP⁺ на 2...3 В, и проконтролировать срабатывание реле при включении тумблера B4, затем отключить тумблер B4.

3. Установить заданное положение переключателей « », «K_OC2» и «Т_ОС» и включить тумблер B5.

4. Установить требуемую скорость перемещения диаграммы самопишущего потенциометра, включить его и в момент прохождения пера черев горизонтальную линию сетки диаграммной ленты подать тумблером В4 возмущение на вход регулятора. Записать переходный процесс (окончанием переходного процесса считать достижение выходного напряжения U_a^ИМ значения 90 В), выключить тумблеры В5, В4 и «Диаграмма» потенциометра.

6. Прижать рычажок фиксатора переключателя скорости перемещения диаграммы потенциометра и, вращая ручку ведущего барабана лентопротяжного механизма, переместить диаграмму в положение, предшествующее предыдущему эксперименту, затем отпустить рычажок фиксатора.

7. Записать изменение выходного сигнала обратной связи во времени, подавая тумблером В4 возмущение на вход регулятора в момент пересечения пером горизонтальной линии диаграммы, соответствующей началу предыдущего эксперимента.

8. По графику переходного процесса регулятора найти значения К_Р^Э и Т_И^Э и сравнить их с расчетными значениями, определенными по формулам (5.3), (5.4) и градуировочным графикам ручек настроек.

Результаты опыта занести в таблицу 5.6.

Таблица 5.6

№ п/п

UBX, В

Δ

ΔВ/Δ

КОС2

ТОС

КРР

ТИЭ, с

КРЭ

ТИЭ, с

дел.

В

дел.

В

дел.

В

дел.

В

дел.

В

8. Повторить эксперимент для нескольких величин входного сигнала U_ВХ , превышающих напряжение срабатывания реле при постоянных положениях остальных ручек, и сделать вывод о линейности свойств регулятора.

9. Повторить пп. 4-7 для нескольких промежуточных положений переключателей «К_ОС2», « » и « Т_ОС ».

10. Повторить пп. 4-7 для нескольких промежуточных положений переключателей «Δ» и «Δ_В/Δ».

11. Построить графические зависимости

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методические указания к работе на лабораторных стендах по курсам «Технические средства автоматизации», «АСУТП ТЭС» и «АСУТП АЭС» /Сост. М.Б.Призанд, В.М.Юсим, Н.В.Трусова. – Одесса: ОПИ, 1983. – 20 с..

2. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Теплотехнические измерения и автоматизация» для специальностей 0305, 0306, 0308, 0310 /Сост. В.А.Демченко, Ю.П.Радзиевский, В.М.Юсим. – Одесса: ОПИ, 1983. – 20 с.

3. Плетнев Г.П. Автоматическое регулирование и защита теплотехнических установок електрических станций. – 2-е изд. – М.: Энергия, 1976. – 424 с.

4. Справочник по наладке автоматических устройств контроля и регулирования: В 2 ч. /В.А.Дубровный и др. – К.: Наукова думка, 1981. – 477 с.

5. Технические средства автоматизации в теплоэнергетике: Учеб. пособие для вузов /Г.Б.Беляев и др. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320 с.

6. Государственная система промышленных приборов и средств автомативации: Электрическая унифицированная система приборов автоматического регулирования «Каскад». Каталог 3, вып. 4. – М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1974. – 56 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩИЕ указания 4

Лабораторная работа № 1 6

ИЗУЧЕНИЕ, ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТЕНДА 6

Лабораторная работа №2 10

исследованиЕ сИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ Регулирующим органом 10

Лабораторная работа №3 20

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО БЛОКА И-04 20

Лабораторная работа №4 29

ИССЛЕДОВАНИЕ БЛОКА СУММИРОВАНИЯ А-04 29

Лабораторная работа №5 36

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ МОДЕЛИ ПРОМЫШЛЕННОГО 36

РЕЛЕЙНО-ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА 36

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 49

Учебное издание

Локальные системы автоматизации

Методические указания

к лабораторным работам по курсу

«Технические средства автоматизации»

для студентов специальности 21.03

Составители: Юсим Валерий Михайлович

Конышева Ольга Николаевна

Трусова Наталья Валентиновна

Редактор Е.С.Морозова Корректоры: П.И.Гольд

И.А. Булочник Л.С.Мазак Н.Ф.Слонина

52