Опис лабораторної установки
Дослідження роботи системи автоматичного регулювання з електричним регулятором виконується на експериментальні установці, схема якої зображена на рис. 4.
Об’єктом регулювання є електрична піч ЕП, яка живиться від лабораторного трансформатора ЛАТР і охолоджується стиснутим повітрям, яке подається вентилятором. Температура в печі (0-2000С) є її вихідною величиною як об’єкта регулювання. Вона сприймається первинним вимірювальним перетворювачем температури ПП, роль якого виконує термопара типу ТХК. Сигнал від ПП через нормуючий перетворювач НП, який формує з нього уніфікований струмовий сигнал 0...5 мА, надходить на вторинний самопишучий прилад – міліамперметр типу КСУ 4 та блок вимірювання БВ автоматичного регулятора АР. У БВ він порівнюється з сигналом від задавача Зд і величина розбалансу між ними, якщо такий є, подається на блок регулювання БР, який з допомогою внутрішніх зворотних зв’язків згідно з заданим законом регулювання і значеннями параметрів настроювання формує вихідний сигнал регулятора (черговість імпульсів). Цей сигнал через пристій керування ПК, з допомогою якого здійснюється перемикання режиму керування з автоматичного на ручне (дистанційне) і навпаки, надходить на магнітний пускач МП, що вмикає та вимикає виконавчий механізм ВМ. Для дистанційного керування ВМ служить ключ керування КК. Вал ВМ зв’язаний з повзунком П лабораторного трансформатора, що виконує функції регулюючого органу, який змінюючи напругу, що подається на електричну піч, змінює її нагрівання і, відповідно, температуру ЕП. Велична відкриття органу регулювання контролюється з допомогою вказівника положення ВП. Охолодження ЕП може змінюватись з допомогою вмонтованої у вентилятор заслінки Зс, яка має два положення: 50% і 100%.
Рис. 4. Схема лабораторного стенда:
ЕП - електрична піч; ЛАТР - лабораторний трансформатор; П- повзунок; ПП – первинний вимірювальний перетворювач температури; НП – нормуючий перетворювач; АП – автоматичний вторинний прилад; АР - автоматичний електричний регулятор; БВ – блок вимірювання; Зд – задавач; БР – блок – регулювання; ПК – пристрій керування; КК – ключ керування; МП – магнітний пускач; ВМ - виконавчий механізм; ВП – вказівник положення; Ш - шток для передачі регулюючої дії на регулюючий орган (ЛАТР); ЛАТР – лабораторний автотрансформатор (регулюючий орган); НЕ - нагрівальний елемент печі (електрична спіраль).
Порядок виконання лабораторної роботи
1. Познайомитися з конструктивними особливостями елементів експериментальної лабораторної установки (див. рис. 4). Особливу увагу звернути на електричний автоматичний регулятор. Вивчити його технічні характеристики та основні органи настроювання та контролю. Записати в протокол лабораторної роботи необхідні дані про елементи САР температури .
2. Під наглядом викладача подати електричне живлення на експериментальну лабораторну установку і слідкувати за роботою САР. Через деякий час ( 10...15 хв. ) наступає стан рівноваги в електропечі ЕП як об’єкті регулювання температури, тобто зрівнюються кількості тепла, що надходить в піч і відводиться з неї за одиницю часу, для заданого положення задавача автоматичного регулятора АР. Свідченням про стан рівноваги в електропечі є те, що температура в ній набуває постійного значення і записуючий пристрій на діаграмній стрічці само пишучого міліамперметра АП викреслює вертикальну пряму лінію. Записати в протокол ( дослід 1 ) значення параметрів настроювання автоматичного регулятора і значення величин, які відповідають початковому стану рівноваги об’єкта регулювання.
3. З допомогою задавача стрибкоподібно змінити задане значення температури, яке необхідно стабілізувати, змінивши при цьому також параметри настройки електричного регулятора (коефіцієнт передачі та час ізодрому). Спостерігати за перебігом перехідного процесу в САР. При настанні нової стабілізації температури в електропечі записати у протокол значення параметрів для цього нового кінцевого стану рівноваги досліду 2.
4. Аналогічно виконати дослід 3, в якому для незмінного положення задавача температури стрибкоподібно змінити тепловий потік, що підводиться до електропечі, за допомогою зміни положення повзунка лабораторного трансформатора ЛАТР. У протокол лабораторної роботи занести дані, що відповідають початковому і кінцевому станам рівноваги об’єкта регулювання для досліду 3.
5. З графіків перехідних процесів САР, отриманих на діаграмній стрічці автоматичного моста, визначити їх параметри, записати в протокол відповідно для обидвох дослідів і оцінити якість цих перехідних процесів.
6. Відтворити на міліметровому папері у відповідному масштабі графіки перехідних процесів з відповідними графічними поясненнями і прикласти до звіту про виконану лабораторну роботу.