5. Динамическая характеристика камеры.
τ0=26.4 с.
τ=60 с.
T1=210 с.
T2=540 с.
T=420 с.
Kоб=0,23
2.4 Инженерный метод выбора регулятора.
Выбираем такой тип регулятора, который при минимальной стоимости и максимальной надежности обеспечивал бы заданное качество регулирования.
Для того, чтобы выбрать тип регулятора и определить его настройки необходимо знать:
1. Статические и динамические характеристики объекта управления.
2. Требования к качеству процесса регулирования.
3. Показатели качества регулирования для серийных регуляторов.
4. Характер возмущений, действующих на процесс регулирования.
Выбираем ПИД-регулятор, который обеспечивает наиболее высокое быстродействие в системе. Однако следует учитывать, что это условие выполняется только при его оптимальных настройках (настраиваются три параметра). С увеличением запаздывания в системе резко возрастают отрицательные фазовые сдвиги, что снижает эффект действия дифференциальной составляющей регулятора. ПИД-регулятор следует выбирать для систем регулирования, с относительно малым уровнем шумов и величиной запаздывания в объекте управления. Примерами таких систем являются системы регулирования температуры. Для нашей камеры выбираем регулятор МПР51. Приближенное значение настроек ПИД-регулятора для апериодического процесса регулирования:
Kр
=
0,95/K об
·
;
Tи
= 2,4τ; Tп
= 2τ
Kр = 0,95/(0.23 ·(60 \ 420))= 28.8
Tи= 2.4·60=144
Tп = 2·60=120
2.4.1 Регулятор температуры и влажности, программируемый по времени, мпр51 – щ4
Назначение
МПР51 – Щ4 предназначен для управления многоступенчатыми температурно-влажностными режимами технологических процессов в различных отраслях промышленности и, в частности для сушки древесины (функциональная схема регулятора представлена на рис.).
Прибор представляет собой двухканальный ПИД-регулятор с входными устройствами для подключения трех измерительных датчиков типа ТСМ или ТСП, блоком обработки данных, с 5-ю выходными управляющими реле и 8-ю транзисторными ключами для управления исполнительными механизмами.
Функциональные возможности
Прибор позволяет:
измерять три параметра – температуры ТСУХ, ТВЛАЖ, ТПРОД;
вычислять разность температур ΔТ и влажность Ψ.
В зависимости от выбранной конфигурации, прибор обеспечивает управление любыми двумя из пяти вышеперечисленных величин.
Стандартные варианты применения
измеритель-регулятор температуры и влажности (ТСУХ,, Ψ.);
измеритель-регулятор температуры и разности температур (ТСУХ, ΔТ);
двухканальный измеритель-регулятор температуры с дополнительным каналом сигнализации (ТСУХ,, ТВЛАЖ,, ТПРОД).
Выбираем второй вариант применения.
Рис. Функциональная схема регулятора МПР51
Входы регулятора
Регулятор имеет пять входов – входы 1..3 для измерения температур, входы 4 и 5 для определения положения задвижек.
Входы 1..3 могут иметь две модификации, к ним подключаются датчики ТСМ/ТСП сопротивлением 50 или 100 Ом:
датчик температуры камеры (сухого термометра), ТСУХ;
датчик температуры влажного термометра, ТВЛАЖ;
датчик температуры продукта, ТПРОД.
Блок обработки данных
Блок обработки данных включает:
устройство для вычисления ΔТ и Ψ;
два ПИД-регулятора;
четыре устройства сравнения (компаратора).
В блоке обработки данных осуществляется вычисление разности температур ΔТ = ТСУХ – ТПРОД, а также относительной влажности Ψ по психрометрическому методу (по показаниям «сухого» и «влажного» термометров).
Применение ПИД-регулятора позволяет поддерживать температуру и влажность с высокой точностью.
Компараторы в зависимости от заданной программы могут использоваться для:
сигнализации о достижении предельного значения контролируемой величины;
регулирования по двухпозиционному закону;
включения/выключения исполнительных устройств.
Выходные устройства
В регуляторе имеется 4 двухпозиционных нормально разомкнутых реле 4 А 220 В, к которым подключаются ТЭНы, задвижки, парогенераторы, охладительные системы различного типа для поддержания заданных значений температуры и влажности. В нашей камере на водопроводе горячей воды калориферов и на системе для увлажнения.
Для управления дополнительным оборудованием либо для сигнализации о ходе технологического цикла можно использовать 8 транзисторных ключей с открытым коллектором и пятое реле.
Диагностика и контроль прохождения технологического процесса
Регулятор выдает сигнал «Авария» замыканием контактов пятого реле регулятора и свечением светодиода «Авария»:
при выходе любого из регулируемых параметров за заданные пределы, обрыве или коротком замыкании датчика;
при диагностировании невозможности продолжения работы;
в случае временного отключения питания во время выполнения программы дальнейшие действия регулятора определяются по заданному алгоритму;
по окончании выполнения программы.
Программирование
Изменение параметров регулирования осуществляется по заданной программе, состоящей из последовательности шагов. На каждом шаге программы могут быть заданы:
уставки поддерживаемых температур и влажности;
условия перехода к следующему шагу (температура, влажность или время);
скорость выхода на уставку;
длительность шага.
Программы запоминаются в энергонезависимой памяти регулятора, а затем используются по выбору пользователя.
Количество программ, хранящихся в памяти регулятора, зависит от числа шагов в каждой. Количество шагов в программе задается пользователем. Всего прибор может хранить от 60 программ по 7 шагов каждая до 5 программ по 99 шагов каждая.
Для защиты от несанкционированного доступа вход в каждую группу параметров осуществляется через пароль.
Пример программы уровня 1 приведен ниже.
Для регистрации данных регулятор МПР51 подключаем к компьютеру.
Регистрация данных на ЭВМ
В регуляторе предусмотрена возможность регистрации хода технологического процесса на компьютере.
Подключение прибора осуществляется по стандартному интерфейсу RS-232 через адаптер сети ОВЕН АС2.
Регистрация осуществляется специализированным пакетом ОВЕН SCADA-системой OPM или программой Reporter 1.6. При использовании Reporter 1.6 накопленные данные могут быть переведены в таблицу Exsel для построения графиков.
5. Устройства автоматики.