Розвиток світової техніки йшов в трьох головних напрямках. Один із них було створення машин для контролю і управління технологічними процесами. По мірі ускладнення задач управління 2 страница

ДИСК-250

Прилад ДИСК-250 призначений для вимірювання напруги постійного струму, а також неелектричних величин, які перетворюються у підсилений сигнал і активний опір. Пристрій ДИСК-250 може працювати з серійно випускаючими датчиками, які не мають власних джерел живлення, індуктивності, ємності, які можна встановити у вибухонебезпечних зонах приміщень. Пристрій розрахований на роботу з вхідними сигналами:

- від термоелектричних перетворювачів з номінальною статичною характеристикою перетворення, згідно з ДЕСТ-3044-84;

- від термоперетворювачів опору з номінальною статичною характеристикою перетворення згідно з ДЕСТ 6651-84;

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

- 0-5 і 4-20мА; 0-5 і 0-10; 0-50 і 0-100мВ, згідно з ДЕСТ26.011-80.

Сумарний опір лінії зв’язку і внутрішній перетворювачів не повинен перевищувати 200Ом. Опір кожного дроту лінії зв’язку термоперетворювачів опору з пристроями не повинен перевищувати 5Ом.

Прилад має наступні вихідні пристрої:

- пристрій перетворення вхідних сигналів у вихідний безперервний сигнал 0-5 або 4-20мА, згідно з ДЕСТ 26.011-80;

- пристрій пропорційно-інтегральний регулюючий;

- пристрій регулюючий з безконтактним, а для ДИСК-250 і контактним виходом для формування трьохпозиційного закону регулювання з незалежним встановленням нижньої і верхньої межі регулювання;

- два двох позиційні пристрої сигналізації з релейним виходом.

Прилад регулюючий РП4-У М1

Кожен прилад РП4-У М1 (РП 4-П, РП 4-Т) з імпульсним вихідом сигналу призначений для формування П-ПІ – закону регулювання, а з

зовнішнім деформатора ПІД –закон.

Прилади застосовуються в автоматичних і автоматизованих системах керування технологічними процессами (АСУТП) в енергетичній і в інших мережах промисловості.

По стійкості та діянню кліматичних факторів навколишнього середовища прилад має наступне виконання категорії 4.2.

Прилад призначений для експлуатації в вимогах:

1. Температура, ◦С – від +5 до -50;

2. Відносна вологість до 80 % (при +35 температурі);

3. Вібрація частоти Н2, амплітудою до 35мм;

4. Магнітні поля постійні або зміні 50 Н2 А/м до 400.

Задаючий пристрій типу ЗУ-05

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

Для встановлення заданих значень регульованих параметрів в системі “Каскад мається два типи задаючих пристроїв: ЗУ-05 – для формування уніфікованого сигналу постійного струму 0-5 мА і ЗУ-11 – для дистанційної зміни завдань, які подаються у вимірювальний блок. Загальний вигляд задаючого пристрою типу ЗУ-05 приведений на рисунку. На зовнішній панелі пристрою винесені ручки завдання, які пов’язані зі шкалою з

поділками 0-100%. Пристрій розрахований на втоплений монтаж на

вертикальній або горизонтальній площині. Для підключення зовнішніх електричних кіл пристрої забезпечені штепсельними рознімами. Задаючий пристрій ЗУ-05 представляє собою регульоване джерело

постійного струму 0-5 мА при опорі навантаження 0-3 кОМ. Електрична схема пристрою виконана на печатних платах. Живлення кіл задавача здійснюється від джерела живлення через стабілітрон. Споживання потужності складає не більше 10 ВА.

Задавач складається з нульової панелі та кронштейна. З іншої сторони задавач має клеми. Перевірку працездатності проводять наступним чином:

- підключають задатчик до схеми;

- встановлюють ручку задавача на 0%, 50%, 100%;

Рисунок 2 - Схема перевірки задатчика типу ЗУ-05

- при цьому амперметр повинен показувати відовідно 0 мА, 2,5 мА, 5 мА.

Блок управління - БУ21

Призначення БУ-21 Блок управління:
- Для ручного перемикання управління навантаженням релейного регулюючого блоку з автоматичного "А" на ручне "Р" або зовнішнє "В" положення;

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

- Для комутації ланцюгів ручного управління
Функціональні особливості БУ-21 Блок управління:
- Перемикання виду управління ланцюгами навантаження релейного регулятора з автоматичного на ручне, або від зовнішніх приладів, що фіксується за допомогою галетного перемикача;
- Ручне управління за допомогою кнопкового перемикача "Більше" - "Менше" з самоповерненням;
- Електричне блокування від одночасного включення перемикачів "Більше" / "Менше";
- Світлова сигналізація напруги постійного або змінного струму величиною до 35 В здійснюється двома світлодіодами з кнопкою індикації «І»;- Підключення через штепсельне рознімання
Короткі технічні характеристики БУ-21 Блок управління:
допустимая електричні навантаження перемикача управління та кнопкового

перемикача в межах:
напруга від 20 до 300 В; струм від 0,033 до 0,6 А;розривна потужність до 25 ВА.
- Опір ізоляції електричних ланцюгів відносно шасі блоку при нормальних умовах не менше 40 МОм;
- Габаритні розміри: 60х60х165 (206) мм;
- Вага: не більше 0,5 кг.
Умови експлуатації БО-21 Блок управління:
- Робоча температура повітря при експлуатації - від +5 до +50;
- Верхнє значення відносної вологості повітря 80% при 35 град С і більш низьких температурах без конденсації вологи;
- Атмосферний тиск від 84 до 10 кПа;
- Вибухонебезпечні та агресивні компоненти в навколишньому повітрі повинні бути відсутні;
- Монтаж щитової, втоплений.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

Пускач безконтактний реверсивний ПБР-2М

Пускач призначений для безконтактного управління електричним виконавчим механізмом з однофазним конденсаторним електродвигуном. Пускач призначений для експлуатації в таких умовах:

- температура від +5 до +50 0С;

- відносна вологість від 30 до 80% при +35 0С;

- вібрація: частота до 25 Гц, а амплітуда до 0,1 мм;

- магнітні поля постійні або змінні (частота 50 Гц) до 400 А/м.

Технічні дані:

- живлення: однофазна мережа змінного струму напругою 220+22 (- 33) В, частотою 50 Гц;

- вхідний опір пускача не менше 750 Ом:

- максимальний комутуючий струм – 4 А;

- динамічні характеристики пускача:

1. швидкодія (час запізнення вихідного струму при подачі і знятті управляючого сигналу) не більше 25 м/с;

2. різниця між тривалістю вхідного і вихідного сигналів не більше 20 м/с;

- повна потужність, споживаєма пускачем, не більше 10 ВА;

- напруга джерела живлення кіл управління 22-26 В (середнє значення двопівперіодного випрямленого струму);

- розрахункова імовірність безвідмовної роботи пускача на протязі 2000 годин;

- середній термін роботи пускача – 20 років;

- маса пускача – не більше 4,5 кг.

Механізм виконавчий одно обертовий МЕО – 100 / 25 – 0,25.

Механізм виконавчий типу МЭО 100 призначений для переміщення регулюючих елементів у відповідності з командними сигналами, які

надходять від регулюючих і керуючих пристроїв.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

Умови експлуатації. Виконавчий механізм МЭО 100 призначений для експлуатації всередині приміщення в стаціонарних умовах. Механізми встановлюються з горизонтальним розташуванням вихідного валу і можуть допускати нахил до 15º у будь-який бік від робочого положення.

Дистанційний вказівник положення типу ДУП-М

Дистанційний вказівник положення призначений для дистанційного контролю положення вихідного валу виконавчого механізму.

Принцип роботи приладу. ДУП-М являє собою вимірювальний мост, плечі якрго створюються змінним опором та опором індуктивного датчика. Вимірювальний прилад послідовно ввімкнений з опором – вони створюють діагональ моста. Живлення моста здійснюється змінним струмом. Змінним опором встановлюється необхідна чутливість приладу. При зміні положення вихідного валу виконавчого механізму змінюється відношення опорів плеч датчиків, що веде за собою зміну струму в діагоналі моста, а внаслідок цього змінюються показання вимірювального приладу. [4]

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

2.2 Розробка АСР температури води на виходi котла КВГ

Рисунок 3 – Схема АСР температури води на виходi котла КВГ

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

Температуру в робочому просторі повітронагрівача вимірюють за допомогою датчика температури – термопари типу ТПП (поз.2-1), яка перетворює теплоту в електричні сигнали, що передаються до вторинного приладу типу ДИСК-250 (поз.2-2), що показує та реєструє цей сигнал. З вторинного приладу сигнал пропорційний заданому значенню температури прямує до першого входу регулятора температури типу РП-4 (поз.2-3), де порівнюється зі сигналом від задатчика типу ЗУ-05 (поз.2-4). Якщо ці сигнали відрізняються, то сигнал розузгодження прямує через блок управління типу БУ-21 (поз.2-5), пускач типу ПБР-2М (поз.2-6), на виконавчий механізм типу МЕО (поз.2-7), який включає вентилятор (поз.2-8) контроль валу виконавчого механізму здійснюють за допомогою дистанційного показчика стану типу ДУП (поз.2-9). [5]

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

Розрахунок одноконтурної системи ругулювання температури води.

Початкові дані для розрахунку:

1. Параметр, що регулюється – температура.

2. Рівняння технологічного об’єкта управління.

750x^II(t) + 30x^I(t) + 0,25(t) = y(t-20)

3. Максимальне експлуатаційне збурення у_зб. = 20 %

4. Показники якості регулювання:

- коливальність М ≤ 1,4

- динамічна похибка Х_Д ≤30°С

- статична похибка Хст =2°C

- час регулювання Трег ≤ 440 С

‌Розрахунок

750=А₂ 30=А₁ 0,25=А₀, тоді рівняння набуде такого вигляду

А₂х^II(t) + A₁x^I(t) + A₀x(t) = y(t-20) (1)

Розділимо всі члени рівняння на А₀

х^II(t) + x^I (t) + x(t) = y(t-20) (2)

Позначимо =Т₂²; =Т₁; =К, тоді

Т₂²х^ІІ(t)+T₁x^I(t)+x(t)=y (t-20)K (3)

Характеристичне рівняння динаміки об'єкту має вигляд Т₂²х^ІІр₁²+Т₁р+1=0

Визначимо його корені

Р_1,2= Р₁= =-0,012 Р₂= =-0,028 (4)

а₁=‌р₁=0,012 а₂=р₂=0,028

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

К= = =4

Позначимо х(t)=x_вих, y(t)=x_вх

Перехідну функцію можна записати формулою, яка є рішенням диф. рівняння другого порядку:

tn= (5)

3.1 Побудова кривої разгону об’єкта регулювання

Для побудови кривої розгону знаходимо інтервали та кроки часу:

І1=2*tn I=2*51.8≈103.6(с); (6)

К1≈І1/10 К1≈10.36 (с); (7)

І2≈0,33*Трег І2≈0,33*41.64=13.74(с);

К2≈І2/10 К2≈1.374 (с). (8)

Для побудови кривої розгону вводимо дані в ЕОМ:

К1=10.36;І1=103.6;К2=1.374;І2=13.74.

Побудова кривої розгону об'єкту керування, що заданий дифференційним рівнянням
Студент	Сторчай І.В.
Введіть у чарунки стовпчику В дані для розрахунку
Коефіцієнти дифенціального рівняння, А2, А1, А0	750,00
30,00
0,25
Інтервал часу для побудови кривої розгону до точки перегину	10,36
Кінцеве значення часу для побудови першої частини кривої розгону	103,60
Інтервал часу для подальшої побудови кривої розгону	1,37
Кінцеве значення часу для побудови кривої розгону	13,70
РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ КРИВОЇ РОЗГОНУ ОБ'ЄКТУ РЕГУЛЮВАННЯ
Корні характеристичного рівняння:
1-й корінь	-0,011835
2-й корінь	-0,028165
Таблиця 2 – Розрахунок параметрiв кривої розгону об’єкту регулювання
Т, сек	Х вихідне
	4,44089E-16
10,36	0,062432692
20,72	0,218672124
31,08	0,432330479
41,44	0,677688203
51,80	0,936825735
62,16	1,197500557
72,52	1,451578696
82,88	1,693878381
93,24	1,921319788
103,60	2,132301868
104,97	2,158929899
106,34	2,185258761
107,71	2,211288379
109,08	2,237018864
110,45	2,262450504
111,82	2,287583753
113,19	2,312419223
114,56	2,336957673
115,93	2,361200004

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

Рисунок 4 – Крива розгону

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

Розрахунок оптимальних наладок регулятора

Згідно з отриманою розпечаткою та кривою розгону записуємо передаточну функцію об’єкту регулювання, яка складається з двох послідовно з’єднаних ланок: ланки чистого запізнення та аперіодичної ланки.

W_об(р)= (9)

де Коб-коефіцієнт передачі об’єкта управління;

Т₀-постійна часу об’єкта;

τз-час чистого запізнення;

τз=τ_тр+τє, (10)

де τ_тр-час транспортного запізнення;

τє-час ємнісного запізнення;

τз=7,7+20=27,7 [6]

3.2 Вибір регулятора та закону регулювання

Вибір регулятора та закону регулювання починаємо з визначення відношення:

τз/Тоб=34.7/158.4=0,21

так як 1>τз/Тоб>0,2, то вибираємо безперервний тип регулятора.

Вибираємо типовий перехідний процес за значенням коливальності М, так як М=1,35, то вибираємо типовий процес з мінімальною інтегральною площиною квадратичних відхилень.

Для вибору закону регулювання визначаємо динамічний коефіцієнт регулювання:

Rд.доп=Хд/(К₀*узб), (11)

де Хд-динамічна похибка;

Коб-коефіцієнт передачі об’єкту управління;

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

Узв-максимальне експлуатаційне збурення.

Rд.доп=20/(4*20)=0,25

Відповідно з графіком R(τз/Тоб) для визначення τз/Тоб=0,21 визначаємо закони регулювання, у яких Rд<Rд.доп, у нашому випадку це:

ПІ-регулятор:

Пропорційно-інтегральний регулятор перевіримо на значення часу регулювання:

Трег/τз=4.54 Трег=τз*4.54,

де Трег-час регулювання;

τз-час чистого запізнення.

Трег=34.7*12=416.4c

Так як, допустиме значення Трег' ≤ Трег, то ПІ-регулятор можна використовувати.

3.3 Розрахунок оптимальних наладок регулятора виконуємо по АФХ розімкнутої системи.

Для побудови АФХ системи спочатку треба побудувати АФХ об’єкту управління, апроксимованого двома ланками першого порядку і чистого запізнення.

Передаточна функція об’акта управління.

W_об(р)= ; (12)

Змінивши в передаточній функції об’єкта управління (р) на (jω), одержимо вираз для АФХ об’єкту:

W_об(jω)= . (13)

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ДІК1. КП 2200. 000 ПЗ

де Коб/(Т0jω+1)- АФХ ланки першого порядку, тобто АФХ нашого об’єкту, але без запізнення на комплексній площині це–на півколо з діаметром, рівним Коб.

АФХ об’єкту управління одержимо, якщо кожний вектор АФХ першого порядку, не змінюючи його по модулю, повернути за годинниковою стрілкою на кут ут=Тз*ω(рад) послідовно з ланкою першого порядку.

Тз-час запізнення,с; ω-частота, яка відповідає вектору АФХ,рад/с.

Таким чином ми послідовно з ланкою першого порядку додаємо ланку чистого запізнення.

Частоти, які відповідають векторам АФХ, визначаються за формулою:

ω=tg(ω)/T0, де кут запізнення £= τз*ω(рад), або £=57*τз*ω(град). (14)

Дані заносимо в таблицю 3

Таблиця 3 - Розрахункові дані для побудови АФХ об’єкта

φ,(град)	Tgφ	ω	£,(град)	К0 (ω)	К0 (ω)мм
	0.2679	0.0016	3.16	3,84
	0.5774	0.0036	7.12	3.48
		0.0063	12.46	2.84
	1.1918	0.0075	14.83	2.56
	1.539	0.009	17.8	2.2
	1.732	0.011	21.75	1.96
	1.963	0.012	23.73	1.72
	2.747	0.017	33.62	1,32
	4.705	0.029	57.56	0,8
	5.671	0.035	69.22	0.36

Дата добавления: 2015-09-29