13309

Вивчення і дослідження автоматичної системи позиційного та ПИД регулювання

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Тема: Вивчення і дослідження автоматичної системи позиційного та ПИД регулювання. Мета: Навчитись працювати з регуляторами температури одно канальний РТпозиційний та двоканальний РТПИД фірми ТЕРА. Вступ Автоматизація повсюдно рахується головним найбільш персп...

Украинкский

2013-05-11

1.5 MB

5 чел.

Тема: Вивчення і дослідження автоматичної системи позиційного та ПИД  регулювання.

Мета: Навчитись працювати з регуляторами температури одно канальний РТ(позиційний) та двоканальний РТ(ПИД) фірми ТЕРА.

Вступ

Автоматизація повсюдно рахується головним, найбільш перспективним напрямком в розвитку промислового виробництва. Завдяки звільненню людини від безпосередньої участі у виробничих процесах, а також високій концентрації основних операцій значно поліпшуються умови праці і економічні показники виробництва.

Основними напрямками автоматизації систем теплопостачання є забезпечення: теплового та санітарно-гігієнічного комфорту споживача; підтримання заданих гідравлічних режимів у різних ділянках системи, які включають захист від аварійних ситуацій; економію палива, тепла і електричної енергії; ефективності, надійності та якості роботи основного обладнання системи.

Системи теплопостачання являються найбільшими споживачами палива в народному господарстві України. Кожного року на теплопостачання витрачаються тисячі тон палива. У зв’язку з цим здійснюються міроприємства, які дозволять економити енергоносії. В основу цих міроприємств входять питання оптимізації процесу спалювання палива, покрашення ізоляції теплотрас, своєчасне подання інформації про вихід з ладу ділянок теплотрас, мінімізація втрат тепла на теплообмінних станціях, зменшення перегріву приміщень, які опалюються. Всі вище перераховані питання можливо впровадити при використанні сучасних систем автоматичного регулювання, вимірювання та захисту.

Важливою особливістю систем теплопостачання являється велика їх довжина, що потребує використання систем телемеханіки та диспетчеризації. Сучасний рівень диспетчеризації неможливо уявити без широкого застосування мережі потужної обчислювальної техніки, у яку надходила б не тільки оперативна інформація, але й інформація про хід процесу за певний проміжок часу.

Необізнаність з можливостями автоматизації інженера-теплотехніка, як замовника системи, в більшості випадків є причиною складання некоректного або нераціонального завдання на розробку систем автоматизації.

В таких випадках навіть висококваліфікованими розробниками систем автоматизації створюються недосконалі, неоптимальні, а часом і морально застарілі системи автоматизації. При значних матеріальних і фінансових затратах замовник не отримує належного економічного ефекту.

1. Загальні відомості

У загальному випадку під час управління якимось технологічним процесом вручну людина виконує такі функції: стежить за допомогою вимірювальних приладів за зміною параметра (що характеризує технологічний процес або якість продукції та називається регульованою величиною або вихідним парамеігром еб'єкйа) і порівнює це дійсне значення регульованої величини із заданим значенням, яке слід підтримувати уданий момент за умовою оптимального проходження технологічного процесу; визначає значення і знак відхилення (розузгодження) дійсного значення регульованої величини від заданого і, використовуючи органи управління технологічним процесом (вентилі, засувки, крани, дозатори, реостати і т.и.), діє на технологічний процес так, щоб усунути це розузгодження.

При цьому технологічний процес або промислова установка (апарат), в якій підтримується задане значення регульованої величини за допомогою організованих людиною або без її участі (автоматично) зовнішніх діянь, називається об'єктом регулювання ОР.

Діяння на ОР, що призводять до небажаних відхилень регульованої величини, називаються збурювальними діяннями, або збуреннями. Для компенсації збурень і з метою підтримки на заданому рівні значень регульованої величини на об'єкт подаються регулювальні діяння, що являють собою зміни кількості речовини (енергії), що надходить у об'єкт.

Для можливості реалізації управляючих діянь об'єкт регулювання обладнується регулювальним органом РО.

Сукупність Ор атоматичного управляючого пристрою, що взаємодіють, складає автоматичну систему регулювання АСр.

Структура системи автоматичного регулювання в якій використано принцип регулювання з відхиленням, зображена на рисунку 1.

 

 

Рис 1.Принцип регулювання з відхиленням

Під дією збурень Z регульвана величина Xд об’єкта регулювання  ОР відхиляється від встановленого за допомогою задавача Зд заданого значення Хзд. Дійсне значення Хд контролюється давачем(Д^який неперервно вимірює регульовану величину і перетворює її іГсигнал, який можливо передавати на відстань іншим приладам. Якщо давач виробляє електричний сигнал, що відповідає Хд, а вторинний приладЦЕщ), який дає можливість візуально оцінити і записати значення регульовано! величини Хд, і автоматичний регулятор АР є пневматичними, то для перетворення електричного сигналу у пневматичний використовується елек- тро-пневмоперетворювач ЕПП. Після ЕПП пневматичний сигнал, що відповідає Хд » надходить на вторинний прилад і автоматичний регулятор АР. Автоматичний регулятор (АР^порівнює значення Хд із заданим значенням X що надходить від задавача Зд, і виробляє, управляючий сигнал ІІр , що діє на виконавчий механізм(доР. ВМ потрібен для перетворення сигналу від АР у відповідний крутний момент або інцщ зусилля, потрібне для зміни положення регу^ювалжохо. органа' РО) який здійснює діяння на об'єкт регулювання шляхом зміни витрати речовини або енергії, що потрапляє в об'єкт. нй л

У реальній АСР; побудованій нй базі конкретних промислових приладів та регуляторів, функції приладів та пристроїв можуть суміщатися в одному приладі й тоді структурна схема (див. рис 10.1) може змінюватись.

       У харчовій промисловості широко застосовуються пневматичні регулятори, функціональні блоки і вторинні прилади, що входять у систему СТАРТ і побудовані на базі елементів Уніфікованої системи елементів промислової пневмоавтоматики УСЕППА. Пневматичні прилади живляться очищеним стисненим повітрям з тиском 140 ±14 кПа (1,4 ± 0,14 кгс/см2) і мають стандартні пневматичні вхідні та вихідні сигнали 20... 100 кПа (0,2.. . 1,0 кгс/см2). Загальна допустима похибка приладів не перевищує ± 1%. | |

Закон, за яким автоматичний регулятор АР виробляє регулювальний сигнал Up , називається законом регулювання. Тобто функщональна залежйість між вихідною величиною  регулятора ( розузгодженням)   називається законом регулювання і має вигляд:

для пропорційного П регулятора:

      для пропорційно-інтегрального ПІ регулятора:

де Кр  коефіцієнт передачі регулятора; Ті час інтегрування.

Величини Кр і Ті -- параметри настроювання регуляторів, значення яких визначаються, виходячи з властивостей ОР і потрібної якості процесу регулювання.

Перехідний процес — це зміна в часі вихідної регульованої величини об'єкта в АСР від моменту нанесення збурювального або задаваль- ного діяння на систему до моменту, коли в об'єкті під дією регулятора настає стац рівноваги.

Перехідні процеси у АСР відбуваються за зміни завдання (рис. 2, а) або за дії на ОР збурення (рис. 2, б).

Для кількісної^оцінки якості перехідного процесу використовують такі показники:

динамічна помилка регулювання Щ | максимальне відхилення регульованої величини у перехідному процесі від заданого значення;

статична помилка регулювання ХСТрізниця між усталеним і заданим значеннями регульованої величини;

час регулювання р час від моменту здійснення діяння (^іна завдання або збурення) до моменту встановлення нового значення регульованої величини (в межах допустимого значення);

ступінь затухання Ψ визначається за виразом

   перерегудювання. Х2 - максимальне відхилення регульованої величини протилежного до X знака. :4,.

Загальний вигляд і якість перехідних процесів визначаються властивостями ОР, типом АР і значенням його параметрів настроювання.

2. Перелік обладнання та вигляд стенду 

Рис. 2.1. Лабораторний стенд

1,2,3 – давач температури ТСП 1-3 100П межі вимірювання від  -50…500;

4 – труба;

5 – реміконт Р-130;

6 – мікропроцесорний контролер МІК-51;

7 – монітор;

8 – персональний комп’ютер;

9 – нагрівний елемент, що розміщений у трубі;

10 – вентилятор;

11 – регулятор температури одно канальний РТ;

12 – регулятор температури двоканальний РТ;

13,14,15,16,17 – вимикачі;

18 – ЛАТР.

Датчики температури ТСП 100П:

Рис. 2.2. Термометр опору ТСП 1-3-100П

У даного термометра опору ТСП 1-3-100П діапазон вимірювання температури становить від мінус 50 до 500°С.     Елемент датчика 100П як правило представляє з себе дротяне намотування з тонкого платинового дроту, вміщеній в керамічний корпус, опір ційого намотування змінюється в залежності від температури (елементи 100П відрізняються високою точністю і можливість роботи аж до 1100 ° С). 100 – означає , що при нулі градусів ідеальний елемент має опір 100 Ом (реальний елемент має похибку, плюс у реальному датчику до опору елемента прибавляється опір проводів).       Коефіцієнт зміни опору платинових датчиків (російських) W0/100 = 1,391 (відношення опору при 100 ° С, до опору при 0 С).    На основі елементів 100П можуть бути виготовлені датчики: голчасті, з клемної головкою, датчики з гільзою і дротом.       За схемою з'єднання можуть бути: 2-х дротяні, 3-х дротяні, 4-х дротяні (можуть випускатися датчики з декількома елементами всередині). 

3. Опис і технічна характеристика регулятора температури одно канальний РТ (позиційний)

3.1. Призначення приладу

Прилад спільно зі стандартним термоперетворювачем опору (ТС) або термоелектричним перетворювачем (ТП) призначений для контролю температури.
Прилад дозволяє здійснювати наступні функції:
 - Вимірювання температури за допомогою датчика;
 - Цифрову фільтрацію результату вимірювання;
 - Відображення на чотирирозрядний семисегментних індикаторах виміряної  температури,
 - Візуальну і релейну індикацію при несправності датчика або виходу  температури за встановлені межі;
 - Передачу даних по інтерфейсу
RS485.

 Функціональні параметри виміру і регулювання задаються користувачем і зберігаються при відключенні живлення в енергонезалежній пам'яті приладу. Прилад призначений для використання в наступних умовах навколишнього середовища:
 температура повітря, що оточує корпус приладу +5 ... +50 ° С;
 атмосферний тиск        86 ... 107 кПа;
 відносна вологість повітря (без конденсації вологи)  30 ... 80%.

3.2. Функціонування приладу

 Узагальнена функціональна схема приладу приведена на малюнку 3.1. Прилад містить вхід, до якого підключається датчик типу ТО або ТП. Комутатор сигналів працює під управлінням мікроконтролера і забезпечує підключення різних проводів датчика до підсилювача сигналу. Мікроконтролер перетворює отриманий сигнал в цифровий код, перераховує в температуру, виводить на індикатори її значення і керує виходами відповідно до закона регулювання.
 Прилад має вихід RS485 і підключається через перетворювач RS485 в  RS232 до персонального комп'ютера.
 Прилад управляється від чотирьохкнопочної клавіатури шляхом роздільного або одночасного натискання кнопок.
 При виході температури за встановлені межі або несправності датчика включається індикатор аварії і спрацьовує аварійне реле.
 У приладі застосована трьохпровідна схема підключення датчиків типу ТО. Трьохпровідна схема підключення забезпечує компенсацію опору  проводів підключення ТО.
 При використанні датчиків типу ТП прилад вимірює температуру  «Холодного спаю» термоелектричного перетворювача та враховує її при розрахунку температури датчика.

Рис. 3.1 - Узагальнена функціональна схема приладу

3.3. Режим роботи приладу та його конфігурування

Прилад працює в одному з трьох режимів: «Робота»; «Установки»; «Перевірка».

3.3.1. Режим «Робота»

Режим «Робота» забезпечує:
 - Перегляд результату вимірювання температури;
 - Перегляд та зміна заданої температури;
 - Перегляд та зміна мінімальної і максимальної допустимих температур.

 Режим «Робота» є основним експлуатаційним режимом, у який прилад  автоматично входить при включенні живлення. У цьому режимі на верхньому індикаторі  відображається виміряна температура, на нижньому індикаторі - встановлене значення  температури регулятора. Після натискання на кнопку «» на верхньому індикаторі відобразиться встановлене  мінімальне допустиме значення температури, на нижньому індикаторі - символи  «Loi 1».
 При наступному натисканні на кнопку «
» на верхньому індикаторі відобразиться встановлене максимальне допустиме значення температури, на нижньому індикаторі символи - «Hig 1».
 УВАГА! Максимальне допустиме значення має бути встановлено більше мінімального допустимого значення.
 Повернення до перегляду результатів вимірювань проводиться натисненням кнопки «
».
 Для зміни встановленої температури регулятора і допустимих значень температури натисніть кнопку «
», встановіть необхідне значення за допомогою кнопок «» і «», збережіть його, натиснувши кнопку «».

3.3.2. Режим «Установки»

У цьому режимі встановлюються параметри приладу по наступним паролям:
 1005 - коефіцієнт фільтрації для захисту від перешкод;
 1006 - формат відображення поточної температури (з десятими долями або в цілих градусах);
 1131 - тип датчика, корекція характеристики датчика по зсуві і нахилу;
 1301 - нижня і верхня допустимі межі температури;
 1401 - величина гістерезису, вид керованого об'єкта, час затримки включення виконавчого механізму (при управлінні холодильником);
 1500 - мережева адреса приладу.
 Для введення пароля одночасно натисніть і утримуйте кнопки «
» і «» до появи на верхньому індикаторі символів "0000" і на нижньому індикаторі символів «PSd».
 Встановіть пароль, натиснувши на кнопку «
» для вибору значення і кнопку «» для вибору знакомісця. Для введення пароля натисніть кнопку «».

3.4. Підключення зовнішніх пристроїв до приладу

Рис. 3.2 - Схема підключення приладу

Призначення роз'ємів:
 Х1 – Роз’єм підключення датчика.
 Х2 - Роз’єм підключення мережі живлення.
 Х3 - Роз’єм підключення ланцюга управління виконавчим пристроєм та аварійної сигналізації.
 Х5 - Роз’єм підключення RS485.

Рис. 3.3 - Підключення виконавчого пристрою до приладу

4. Опис і конфігурування регулятора температури двоканальний РТ (ПИД)

4.1. Призначення приладу

 Прилад спільно зі стандартним термоперетворювачем опору (ТО) або термоелектричним перетворювачем (ТП) призначений для контролю температури.
 Прилад дозволяє здійснювати наступні функції:
 - Вимірювання температури за допомогою датчика;
 - Цифрова фільтрація результату вимірювання;
 - Відображення результату поточного вимірювання на вбудованому світлодіодному цифровому індикаторі;
 - Автоматичне регулювання параметра шляхом управління клапаном по ПІД-закону;
 - Управління клапана вручну;
 - Світлову індикацію режимів роботи приладу;
 - Формування візуального сигналу «Аварія» при несправності датчика або виходу температури за встановлені межі;  
 - Передачу даних по інтерфейсу RS485 у відповідності з протоколом ModBus.

4.2. Функціонування приладу

 Прилад містить два виходи: для підключення термоперетворювача опору або термоелектричного перетворювача і вхід зворотного зв'язку від керованого пристрою (клапана).
 Комутатор сигналів працює під управлінням мікроконтролера і забезпечує підключення різних проводів датчика до підсилювача сигналу.
 Мікроконтролер перетворює отримані сигнали в цифровий код, перераховує в технічні одиниці, виводить на індикатори значення і керує виходами. Прилад дозволяє виконувати управління клапаном по ПІД-закону. Мікроконтролер контролює справність первинного термоелектричного перетворювача, термоперетворювача опору на відповідність виміряних параметрів заданому користувачем допустимому діапазону. Вихід з ладу термоперетворювача або обрив сигнального проводу індикується у вигляді напису «
ErrS» на верхньому семисегментному індикаторі і світінням відповідного світлодіодного індикатора.
 При ПІД-регулюванні:

Y = ((Тзад - Тизм) + Td * dT / Tr + SumT * Tr / Ti) / * 100 - для роботи в режимі «нагрівача» і
Y = ((Тизм - Тзад) + Td * dT / Tr + SumT * Tr / Ti) / * 100 - для роботи в режимі «охолоджувача», де:
 Y - Необхідне положення клапана, у%;
 Тзад - задане значення параметра;
 Тизм - виміряне значення параметра;
 Td - постійна часу диференціювання;
 dT - диференціал параметра;
 Tr - період спрацьовування регулятора;
 SumT-інтеграл відхилень від заданого значення;
 Ti - постійна часу інтеграції;
 Tp - коефіцієнт пропорційності.

 Прилад порівнює необхідне положення клапана з обчисленим результатом і залежно від результату порівняння відкриває або закриває клапан. Тривалість дії розраховується виходячи з часу повного ходу клапана. Прилад перестає рухати клапан, коли його виміряне положення дорівнює необхідному. Управління клапаном здійснюється з урахуванням гістерезису. При роботі приладу в ручному режимі відкриття / закриття клапана проводиться з клавіатури приладу.

Рис. 4.1 - Узагальнена функціональна схема приладу

4.3. Режим роботи приладу та його конфігурування

Прилад працює в одному з режимів:
 - Режим «Робота»;
 - Режим «Установка»;
 - Автоматична настройка ПІД-регулятора;   

4.3.1. Режим «Робота»

 Робочий режим є основним експлуатаційним режимом, у який прилад автоматично входить при включенні живлення. У цьому режимі (головне вікно) на верхньому індикаторі відображається виміряна температура, на нижньому індикаторі - задане значення температури.
В даному режимі доступні наступні опції:
 - Перегляд і редагування заданої температури (уставки);
 - Перегляд мінімальної і максимальної допустимих температур виміру;
 - Перегляд сигналу зворотного зв'язку від виконавчого пристрою;
 - Перемикання з ручного режиму регулювання в автоматичний і назад;
 При натисканні на кнопку «
» прилад перейде в режим відображення і редагування заданої температури.  На верхньому індикаторі з'явиться значення заданої температури, на нижньому індикаторі - символи «Su 1». Для редагування уставки натисніть кнопку «», перша цифра почне мигати, використовуючи кнопки «» і «» встановіть необхідне значення натисненням «» збережіть його.
 При наступному натисканні кнопки «
» на верхньому індикаторі відобразиться мінімально допустима вимірювана температура, а на нижньому індикаторі символи «Loi 1».При наступному натисканні кнопки «» на верхньому індикаторі відобразиться максимально допустима вимірювана температура, а на нижньому індикаторі символи «HiG 1».
 При наступному натисканні кнопки «
» на нижньому індикаторі відобразиться режим управління, в якому знаходиться прилад, «ru 1» при ручному керуванні або «AU 1» при автоматичному, а на верхньому індикаторі вихідна потужність у відсотках.
 Для контролю роботи виконавчого пристрою сигнал зворотного зв'язку повинен бути підключений до відповідного вимірювального входу приладу.
 При ручному управлінні робота клапана здійснюється безпосередньо з клавіатури. Кнопки «
» і «» виробляють відповідно відкриття і закриття клапана.

4.3.2. Режим «Установка»

У цьому режимі встановлюються:
 1005 - коефіцієнт фільтрації для захисту від перешкод;
 1006 - формат відображення поточної температури (з десятими долями або в цілих градусах);
 1131 - параметри вимірювального входу (тип датчика ТО або ТП, корекція характеристики датчика по зсуві і нахилу);
 1172 - параметри сигналу зворотного зв'язку (тип вхідного сигналу, зсув, нахил і шкала відображення);
 1231 - тип вихідного сигналу, зсув і нахил характеристики;
 1301 - діапазон допустимих значень вимірюваної температури;
 1401 - гістерезис, вид об'єкта регулювання;
 1431 - параметри ПІД регулятора;
 1441 - параметри клапана (люфт, час затримки спрацьовування аварійної сигналізації);
 1500 - мережева адреса приладу.

Для введення пароля одночасно натисніть і утримуйте  кнопки «» і «» до появи на верхньому індикаторі символів «0000» і на нижньому індикаторі символів «PSd». Встановіть пароль, натиснувши на кнопку «» для вибору значення і кнопку «» для вибору знакомісця. Для введення пароля натисніть кнопку «».

4.3.2.1. Параметри сигналу зворотного зв'язку

За паролем «1172» встановлюються:
 - Тип перетворювача за таблицею 2.2 (на верхньому індикаторі відображається встановлений тип датчика, на нижньому індикаторі - символи «
tYP1» або «tYP2»);
 - Зміщення характеристики перетворювача у форматі "
00.00" (на верхньому індикаторі відображається встановлене зміщення характеристики датчика в градусах, на нижньому індикаторі - символи «S.i 1» або «S.i 2»);
 - Нахил характеристики перетворювача у форматі "
1.000" (на верхньому індикаторі відображається коефіцієнт нахилу характеристики датчика, на нижньому індикаторі - символи «P.i 1» або «Р.i 2»).
 - Нижня межа шкали первинного перетворювача у форматі «
0000» (на верхньому індикаторі відображається нижня межа шкали первинного перетворювача в технічних одиницях, на нижньому індикаторі – символи «InL1» або «lnL2»);
 - Верхня межа шкали первинного перетворювача у форматі «
0000» (відображається на верхньому індикаторі верхня межа шкали первинного перетворювача в технічних одиницях, на нижньому індикаторі - символи «InН1» або «lnН2»);
 
Для переходу від параметра до параметру натискайте кнопку «», для зміни параметрів використовуйте кнопки «» та «».
 
При введенні недопустимого значення на індикаторі з'являється повідомлення «ErrL».
 Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «
» і «» .

4.3.2.2. Тип вихідного сигналу, зсув і нахил характеристики

За паролем «1231» встановлюються:
 
- Тип вихідного сигналу (на верхньому індикаторі відображається раніше встановлений тип вихідного сигналу (відповідно до таблиці 2.5), на нижньому - напис «OtYP»);
 
- Зміщення характеристики (на верхньому індикаторі відображається раніше встановлене зміщення характеристики, на нижньому - напис «OSP1»);
 
- Нахил характеристики (на верхньому індикаторі відображається раніше встановлений нахил характеристики, на нижньому - напис «OSt1»).
 
Для переходу від параметра до параметру натискайте кнопку «», для зміни параметрів використовуйте кнопки «» та «».
 Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «
» і «» .

4.3.2.3. Параметри ПІД закону регулювання

За паролем "1431" встановлюються:
 - Коефіцієнт пропорційності ПІД-регулятора (на верхньому індикаторі  відображається встановлене значення коефіцієнта пропорційності, на нижньому індикаторі символи «
Рг 1»);
 - Постійна часу інтегрування ПІД-регулятора (на верхньому індикаторі відображається встановлене значення часу інтеграції в секундах, на нижньому індикаторі символи «
in 1»);
 - Постійна часу диференціювання ПІД-регулятора (на верхньому індикаторі відображається встановлене значення часу диференціювання в секундах, на нижньому індикаторі символи «
dF 1»);
 - Період регулювання ПІД-регулятора (на верхньому індикаторі відображається встановлений період регулювання в секундах, на нижньому індикаторі символи «
tr 1»).
 
Для переходу від параметра до параметру натискайте кнопку «», для зміни параметрів використовуйте кнопки «» та «». Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «» і «» .

4.3.2.4. Параметри клапана

За паролем «1441» встановлюються:
 - Люфт клапана (на верхньому індикаторі відображається встановлене значення у відсотках люфту клапана, на нижньому індикаторі - символи «
LuFt»);
 - Час затримки включення аварійної сигналізації при розбіжності вихідного сигналу керування клапаном і сигналу зворотного зв'язку з урахуванням люфту в секундах (на верхньому індикаторі відображається встановлене значення часу затримки в секундах, на нижньому індикаторі - символи «
tAli»);
 
УВАГА! Люфт клапана повинен вводитися в тих же одиницях вимірювання, що і шкала сигналу зворотного зв'язку від клапана.
 
Для переходу від параметра до параметру натискайте кнопку «», для зміни параметрів використовуйте кнопки «» та «».Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «» і «» .

4.3.2.5. Настройка ПІД-регулятора

Найбільш висока точність підтримки технологічного параметра забезпечується при використанні ПІД (ПІ) закону регулювання; при такому регулюванні точність підтримки технологічного параметра за допомогою приладу залежить від правильності вибору параметрів ПІД (ПІ)-регулятора.
 При використанні ПІД (ПІ) регулювання важливо правильно ввести параметри клапана, вибрати період регулювання, коефіцієнт пропорційності, час інтегрування і час диференціювання.
 Для найбільш точної підтримки технологічного параметра періоду регулювання слід вибирати таким чином, щоб він був у 6 - 10 разів менше часу повного ходу клапана, але в 50 - 100 разів більше мінімальної тривалості керуючого імпульсу.
 Підбір коефіцієнта пропорційності, часу інтегрування і часу диференціювання називається настройкою ПІД (ПІ)-регулятора.

4.3.2.6. Автоматичне налаштування ПІД (ПІ)- регулятора

Самонастройка регулятора призначена для автоматичного визначення коефіцієнтів ПІД-регулятора на конкретному об'єкті і для конкретного контрольованого параметра.
 Самонастройка проводиться при будь-якому стабільному значенні контрольованого параметра об'єкта управління. Для стабілізації результату виміру об'єкта управління перейдіть в режим ручного регулювання та встановіть будь-яку постійну вихідну потужність (зазвичай рекомендується встановити 0). Перед початком самонастройки установіть:
 - Вид об'єкта управління (нагрівач або холодильник);
 - Задане значення контрольованого параметра (повинно перевищувати виміряний для нагрівача або бути менше виміряного для холодильника); рекомендована різниця параметрів - від 40 до 100 градусів;
 - Гістерезис;
 - Період регулювання.
 Перевірте підключення вихідного пристрою.
 Вхід в режим автоматичної настройки проводиться по паролю «
5555».
 У цьому режимі на верхньому індикаторі відображається виміряне значення контрольованого параметра, на нижньому - «
Atun». Для початку процесу самонастройки натисніть кнопку «». Напис на нижньому індикаторі починає блимати.
 Натискання на кнопку «
» наводить до екстреного припинення самонастройки  та переводить прилад у режим автоматичного регулювання з раніше встановленими параметрами.
 Після закінчення самонастройки регулятор переходить в режим регулювання з знову отриманими коефіцієнтами ПІД-регулятора. Користувач може переглянути отримані в результаті самонастройки коефіцієнти і, при необхідності, їх відредагувати.
 Ручна настройка ПІД (ПІ)- регулятора може бути проведена двома методами:
 - Методом автоколивань;
 - Методом ідентифікації;
Для настройки регулятора необхідний секундомір.

4.3.2.7. Ручна настройка ПІД (ПІ) регулятора методом автоколивань

Переведіть прилад в режим ручного управління клапаном.
 Встановіть необхідну задане значення температури, гістерезис, тип об'єкта управління, «Рг 1» рівний 0,1, «dF 1» рівний 0, «in 1» рівний 0.
 Переведіть прилад в режим автоматичного керування.
 Об'єкт буде управлятися по псевдо-двохпозиційному закону регулювання, відповідно при досягненні заданої уставки виникнуть незгасаючі коливання температури. Визначте величину А - розмах коливань температури в технічних одиницях і величину Р - період коливань у секундах.

Рис. 4.2 - Результат вимірювання

Розрахуйте:
 - Коефіцієнт пропорційності ПІД-регулятора по формулі Рг = А;
 - Постійну часу інтегрування ПІД-регулятора по формулі In = 0,4 * Р;
 - Постійну часу диференціювання ПІД-регулятора по формулі Df = 0.05 * P;
 Переведіть прилад в режим ручного управління клапаном. Введіть отримані значення коефіцієнта пропорційності, часу інтегрування і часу диференціювання.
 Переведіть прилад в режим автоматичного керування клапаном.
 Переконайтеся, що регулятор виходить на задане значення параметра за 3 - 4 коливання і в сталому режимі коливання параметра відповідають заданій зоні нечутливості регулятора.
 Якщо після введення параметрів ПІД при виході на задане значення коливання не загасають, збільшуйте коефіцієнт пропорційності на величину перельоту в градусах.
 Якщо при виході на задане значення коливання загасають занадто повільно, збільшуйте коефіцієнт постійного часу інтегрування.
 Якщо регулятор занадто повільно реагує на зовнішні обурення, збільште постійну часу диференціювання.

4.3.2.8. Налаштування ПІД (ПІ) регулятора методом ідентифікації об'єкта

Переведіть прилад в режим ручного управління клапаном.
 Повністю закрийте клапан. Дочекайтеся стабілізації виміряного значення параметра.
 Відкривайте клапан, при цьому зафіксуйте час запізнювання Тзап.- Інтервал часу між початком відкриття клапана і початком сталої зміни температури і максимальна швидкість Vmax зміни температури (в градусах за секунду).

Рис. 4.3 - Результат вимірювання

Розрахуйте:
 - коефіцієнт пропорційності ПІД-регулятора по формулі  Рг = 1,2 *
Vmax * Тзап.;
 - Постійну часу інтегрування ПІД-регулятора по формулі In= 2,4 * Тзап;
 - Постійну часу диференціювання ПІД-регулятора по формулі Df = 0.4 * Тзап;
 Введіть отримані значення коефіцієнта пропорційності, часу інтегрування і часу диференціювання. Переведіть прилад в режим автоматичного керування клапаном. Переконайтеся, що регулятор виходить на задане значення параметра за 3 - 4 коливання і в сталому режимі коливання параметра відповідають заданій зон нечутливості регулятора.
 Якщо після введення параметрів ПІД при виході на задане значення коливання не загасають, збільшуйте коефіцієнт пропорційності на величину перельоту в градусах.
 Якщо при виході на задане значення коливання загасають занадто повільно, збільшуйте коефіцієнт постійну часу інтегрування.
 Якщо регулятор занадто повільно реагує на зовнішні обурення, збільште постійну часу диференціювання.

4.4. Підключення зовнішніх пристроїв до приладу

Рис. 4.4 - Схема підключення приладу

Призначення роз'ємів:
 Х1 – Роз
єм підключення датчиків.
 Х2 - Роз
єм підключення мережі живлення.
 Х3 - Роз’єм підключення ланцюга управління виконавчим пристроєм.
 Х5 - Роз’єм підключення до лінії RS485.

Рис.4.5. - Підключення датчика положення клапана із зовнішнім джерелом живлення

Рис.4.6. - Підключення датчика положення клапана з живленням від внутрішнього джерела приладу

Рис.4.7. - Підключення виконавчого пристрою до приладу


5.1. Загальні технічні характеристики приладів

Основні технічні характеристики наведені в таблиці 5.1.

 Таблиця 5.1 - Основні технічні характеристики приладів  

Найменування характеристики

Значення величини

Номінальна напруга живлення, В

220

Допустиме відхилення напруги живлення,%

-55 … +10

Споживана потужність, не більше, ВА

3

Тип вхідного датчика

За табл. 2.2 та 2.3

Тип вихідних пристроїв

Електромагнітне реле 2А 220В

Опір кожного проводу лінії зв'язку, не більше, Ом

- Для датчика ТЗ

- Для датчика ТП

 

3

25

Дискретність завдання температури, °С

0,1

Величина завдання гістерезиса, °С

від -9,9 до 9,9

Межа основної зведеної похибки вимірювання параметра (без урахування похибки датчика),%

± 0,5

Ступінь захисту корпусу з боку передньої панелі

IP54

Габаритні розміри приладу, мм

96x96x28

Маса приладу, не більше, кг

0,2

Основні параметри вхідного датчика і його умовні коди наведені  в таблицях 5.2 та 5.3.

 Таблиця 5.2 - ТО і їх параметри

Код  ТО

Термоперетворювачі опору  по ДСТУ 2858-94 (ГОСТ 6651-94)

Тип

НСХ

Діапазон вимірювання, °С

01

ТСМ 50 W 100=1,4260

50М

-50…+180

02

ТСМ 50 W 100=1,4280

50М

-50…+180

03

ТСП 50 W 100=1,3910

50П

-50…+650

04

ТСМ 100 W 100=1,4260

100М

-50…+180

05

ТСМ 100 W 100=1,4280

100М

-50…+180

06

ТСП 100 W 100=1,3850

100П

-100...+650

07

ТСП 100 W 100=1,3910

100П

-100...+650

Примітка: 1. Роздільна здатність в діапазоні вимірювання становить 0,1 ° С.
2. У таблиці вказані діапазони вимірювання температури, на які  відкалібрований прилад.

Таблиця 5.3 - ТП і їх параметри

Код ТП

Термоелектричні перетворювачі  по ДСТУ 2857-94 (ГОСТ 6616-94)

Тип

Позначення: вітч. (заруб.)

Діапазон вимірювання,  ° C

20

Хромель-алюмелеві

ХА (K)

-50…+1300

21

Хромель-Копелева

ХК (L)

-50…+650

22

Залізо-константанові

ЖК (J)

-50…+750

23

Ніхросил-нісілові

НН (N)

-50…+1300

24

Мідь-константанові

МКн (T)

-50…+350

25

Хромель-константанові

ХКн (E)

-50…+700

26

Платинородій-платинові

ПП 13 (R)

0...+1450

27

Платинородій-платинові

ПП 10 (S)

0...+1450

28

Платинородій- платинородієві

ПР (B)

+600...+1700

Примітка: У таблиці вказані діапазони вимірювання температури, на які відкалібрований прилад.

Рис. 5.2 - Передня панель приладу

Прилад виконаний в пластмасовому  корпусі, призначеному для застосування в складі електричних щитів.  На лицьовій панелі приладу (рис. 5.2)  розташовані два семисегментних  чотирирозрядних індикатора, призначених для  відображення символьно-цифрової інформації, три одиничних світлодіодних  індикатора і чотири кнопки управління:

- перегляд результатів вимірювання  або встановлених параметрів;

і - зміна значень параметрів  приладу;

- збереження встановлених  параметрів.

Призначення світлодіодних індикаторів, розташованих на передній панелі приладу, наведено в таблиці 5.4.

 Таблиця 5.4. - Призначення світлодіодних індикаторів

Умовне  позначення

Колір  індикатора

Функціональне призначення

Червоний

Індикація несправності датчика температури або виходу  температури за встановлені межі

-

У даній модифікації не використовується

-

У даній модифікації не використовується

Зелений

Індикація спрацювання керуючого реле

Зелений

Зв'язок з ПЕОМ

На задній панелі приладу розміщені клемні гвинтові з'єднувачі для  підключення датчика, виконавчого пристрою, мережі живлення і RS485.

5.2. Загальні установки приладів

5.2.1. Установка коефіцієнта фільтрації

  За паролем "1005" встановлюється коефіцієнт фільтрації для усереднення результатів вимірювань з метою виключення впливу зовнішніх перешкод.
 На верхньому індикаторі відображається встановлене число вимірювань, використовуване для усереднення, на нижньому індикаторі - символи «
dFLt».
 Чим більше коефіцієнт фільтрації, тим довше вимірює прилад і менший вплив перешкод.
 Коефіцієнт фільтрації рекомендується встановлювати в діапазоні від 5 до 100.
 При введенні недопустимого значення на індикаторі з'являється повідомлення «
ErrL».
 Для зміни коефіцієнта фільтрації використовуйте кнопки «
» і «», для запам'ятовування натисніть кнопку «».
 Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «
» і кнопки «».

5.2.2. Установка формату відображення поточної температури

 За паролем "1006" встановлюється формат відображення поточної температури.
 На верхньому індикаторі відображається число значущих цифр після коми, на нижньому індикаторі - символи «
SAPt».
 Для зміни числа значущих цифр використовуйте кнопки «
» і «», для запам'ятовування натисніть кнопку «». Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «» і кнопки «».

5.2.3. Установка нижніх і верхніх допустимих значень температури

За паролем "1301" встановлюються:
 - Нижнє допустиме значення температури (відображаються символи «
Loi1»,  після натискання на кнопку «» на 2 секунди відобразиться встановлене значення в градусах);
 - Верхнє допустиме значення температури (відображаються символи «
HiG1», після натискання на кнопку «» на 2 секунди відобразиться встановлене значення в градусах).
 
Увага! Нижня допустиме значення має бути встановлено менше верхнього допустимого значення. Першим встановлюється верхнє допустиме значення.
 При досягненні нижнього або верхнього значення температури запалюється індикатор аварії «
».
 При введенні недопустимого значення на індикаторі з'являється повідомлення «
ErrL».
 Для переходу від параметра до параметру натискайте кнопку «
», для активації режиму зміни параметрів натискайте кнопку «», а для зміни параметрів  використовуйте кнопки «» і «», для збереження натисніть кнопку «». Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «» і кнопки «».

5.2.4. Установка величини гістерезису, виду керованого об'єкта, часу затримки включення виконавчого механізму (для холодильників)

За паролем "1401" встановлюються:
 - Величина гістерезису для виключення тремтіння при регулюванні (на верхньому індикаторі відображається встановлене значення гістерезису в градусах, на нижньому індикаторі - символи «
U 1»);
 - Стан керованого об'єкту: «
Hot» - нагрівач, «Сool» - холодильник (на верхньому індикаторі відобразяться символи «Hot» або «Сool», на нижньому індикаторі - «Con 1»);
 - Час затримки включення при виборі виду керованого об'єкта - холодильник (на верхньому індикаторі відобразиться значення часу затримки включення виконавчого механізму після виключення в секундах, на нижньому індикаторі - символи «
ti»). Допустиме значення часу затримки має лежати в межах від 0С до 300с.
 Для переходу від параметра до параметру натискайте кнопку «
», для зміни параметрів використовуйте кнопки «» і «», для запам'ятовування натисніть кнопку «».
 Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «
» і кнопки «».

5.2.5. Мережева адреса приладів

За паролем "1500" встановлюється мережева адреса регулятора для роботи в мережі обміну інформацією між ЕОМ і приладом.
 На верхньому індикаторі відображається мережева адреса прилада, на нижньому індикаторі - символи «
Addr».
 Для зміни адресу використовуйте кнопки «
» і «», для запам'ятовування натисніть кнопку«». Мережева адреса приладу не повинена перевищувати 125.
 
УВАГА! Кожен прилад повинен мати свою унікальну адресу.
 Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «
» і кнопки «».

5.2.6. Режим «Повірка»

 Повірка приладу для датчиків типу ТП проводиться за паролем "7121".
 Режим повірки необхідний для відключення компенсації холодного спаю термопари.
 У цьому режимі на індикаторі відображається температура, обчислена відповідно до НСХ для встановленого користувачем типу термопари по вибраному каналу.
 Виконати операції, що відповідають методиці «Вимірювачі-Регулятори багатофункціональні (ВРМ). Методика повірки ААЕІ.400519.001 Д1.
 При натисканні клавіші «
» прилад переходить в режим «Робота».
  Повірка приладу для датчиків типу ТО проводиться за допомогою магазину опорів за тією ж методикою.

5.2.7. Установка типу датчика, зміщення і нахилу характеристик датчика

За паролем "1131" встановлюються:
 - Тип датчика за таблицею 2.2 (на верхньому індикаторі відображається встановлений тип датчика, на нижньому індикаторі - символи «
tYP1»);
 - Зміщення характеристики датчика в градусах у форматі "
ххх.х" (на верхньому  індикаторі відображається встановлене зміщення характеристики датчика в градусах, на нижньому індикаторі - символи «Si 1»). Допустиме значення зміщення характеристики перетворювача має лежати в межах від -9,9 ° С  до +9,9 ° С;
 - Нахил характеристики датчика у форматі "
х.ххх" (на верхньому індикаторі відображається коефіцієнт нахилу характеристики датчика, на нижньому індикаторі - символи «Pi 1»). Допустиме значення нахилу характеристики перетворювача має лежати в межах від 0,1 до 1,9.
 При введенні недопустимого значення на індикаторі з'являється повідомлення «
ErrL».
 Для переходу від параметра до параметру натискайте кнопку «
», для зміни параметрів використовуйте кнопки «» і «». Вихід в робочий режим по тривалому одночасному натисненню кнопки «» і кнопки «».

5.3. Загальні підключення зовнішніх пристроїв до приладів

Рис. 6.1 - Підключення ТО до приладу

Рис. 6.2 - Підключення ТП до приладу

Рис. 6.3 - Підключення мережі живлення до приладу

Електричне живлення приладу повинно здійснюватися від фази, вільної від імпульсних навантажень і навантажень з імпульсно-фазним керуванням. Якщо немає можливості виконати цю вимогу, то живлення приладу необхідно виконати через розв'язуючий трансформатор 220В/220В з заземленою екрануючою обмоткою і RC фільтром. Якість електроенергії повинно відповідати нормам якості за ГОСТ 13109-97.

5.4. Підключення мережі приладів до ПК

Рис. 7.1-Схема підключення мережі приладів до ПК

Всі прилади виробництва АОЗТ «Тера», що мають вихід RS485, можуть бути включені в комп'ютерну мережу. Зв'язок з персональним комп'ютером (ПК) здійснюється через перетворювач RS485 в RS232 із блоком живлення і кабелем для зв'язку з ПК (адаптер БП-RS або БП-RG).В умовах з великим рівнем перешкод, нестабільним живленням, довгими лініями зв'язку та великій кількості підключених приладів на одну лінію зв'язку, рекомендується застосовувати гальванічно розв'язаний адаптер БП-RG. На один адаптер можна підключити до 32 приладів, якщо не обумовлена інша модифікація при замовленні, довжина лінії обмежена 500 метрами. Зв'язок між адаптером БП-RS і підключеними приладами повинен вестися екранованим кабелем як мінімум з двома витими парами. Рекомендований тип кабелю - FTP п'ятої категорії з діаметром мідної жили 0,4-0,6 мм. Одна вита пара повинна бути підключена до сигнальних контактів А-В приладу і адаптера, друга вита пара і інші непідключені дроти кабелю з'єднуються на загальний контакт приладу і адаптера. Усі зв'язки прилад-прилад і прилад-адаптер проводити цільним кабелем без скруток і спайок, кабелем одного типу. У точках з'єднання з приладами дроти з’єднувати тільки скручуванням, відновити електричний контакт екрану кабелів, підключаються до приладів по всій довжині лінії зв'язку. Заземлювати екран тільки в одній точці біля адаптера БП-RS, точка підключення заземлення підбирається експериментально за найкращою стійкості зв'язку. Для узгодження лінії зв'язку в початку і в кінці лінії встановити термінатори Rт. (Резистори R = 120 (Ом) 0,5 Вт). Необхідність їх установки визначається експериментально.
 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80393. Правове регулювання управління в галузі використання та охорони земель 54.89 KB
  Поняття та функції управління в галузі використання та охорони земель. Система органів управління в галузі використання та охорони земель. Моніторинг земель. Державний земельний кадастр. Економічне стимулювання раціонального використання та охорони земель...
80394. Юридична відповідальність в земельному праві України 56.11 KB
  Загальна характеристика юридичної відповідальності в земельному праві України. Земельне правопорушення як підстава юридичної відповідальності. Види юридичної відповідальності за земельні правопорушення
80395. Право землекористування та його види 65.16 KB
  Поняття та характерні особливості права землекористування. Суб’єкти та об’єкти права постійного землекористування. Права та обов’язки землекористувачів. Особливості права орендного землекористування. Характеристика договору оренди землі. Суборенда землі. Використання земель на умовах концесії.
80396. Обмеження і обтяження прав на землю 51.51 KB
  Земельного кодексу України на використання власником земельної ділянки або її частини може бути встановлено обмеження обтяження в обсязі передбаченому законом або договором. Що стосується договору то наприклад договором оренди землі може бути встановлена заборона на передачу земельної ділянки в суборенду. Нарешті за позовом власника чи користувача однієї земельної ділянки суд може заборонити певну діяльність власника сусідньої земельної ділянки якою завдається неприпустимий вплив ст. Така заборона являтиме собою обмеження прав на...
80397. Правовий режим земель сільськогосподарського призначення 57.33 KB
  Поняття та склад земель сільськогосподарського призначення. Особливості правового режиму земель сільськогосподарського призначення. Субєкти права сільськогосподарського землекористування та загальна характеристика їх правового статусу...
80398. Правовий режим земель населених пунктів 61.2 KB
  Особливості правового режиму земель у межах населених пунктів. Поняття і склад земель житлової та громадської забудови. Порядок використання земель у межах населених пунктів для забудови та інших потреб
80399. Правове регулювання використання та охорони земель лісогосподарського призначення 45.34 KB
  Поняття земель лісогосподарського призначення. Співвідношення понять «лісова ділянка» та «земельні ділянки лісогосподарського призначення. Склад земель лісогосподарського призначення. Відмежування земель лісогосподарського призначення від земельних ділянок під нелісовими насадженнями. Правові форми використання земель лісогосподарського призначення
80400. Правове регулювання використання та охорони земель водного фонду 48.37 KB
  Землі, вкриті водою нетривалий час, не належать до водопокритих земель.. Не належать до цих земель і земельні ділянки, на яких розташовані штучні плавальні басейни, системи комунальних і промислових водопроводів тощо
80401. Научное обоснование внедрения и оценка инновационных управленческих технологий при оказании экстренной медицинской помощи на догоспитальном этапе 1.94 MB
  Несмотря на ряд существенных успехов в области экстренного медицинского обслуживания населения на догоспитальном этапе, в доступной нам литературе мало исследований, посвященных совершенствованию организационно-управленческих форм работы станций скорой медицинской помощи.