Контрольные вопросы
1.Что представляет собой управление теплотехническим объектом?
2.Что понимается под теплотехническим объектом управления?
3.Какое управление называется автоматическим, ручным, автоматизированным?
4.Что называется автоматическим управляющим устройством (контроллером)?
5.Приведите примеры управляемых величин, управляющих воздействий и возмущений для парового котла.
6.Поясните назначение основных элементов одноконтурной АСР.
7.Поясните структуру и функции АСУТП с вычислительным комплексом.
8.Приведите классификацию средств автоматизации АСУТП по функциональному признаку.
9.Назовите основные измерительные преобразователи, применяемые в промышленной теплоэнергетике.
10.Где обычно устанавливаются операторские станции?
11.Как преобразуются непрерывные сигналы перед поступлением в ВУ цифровой АСР?
12.Какие регуляторы применяются в системах автоматизации теплотехнических объектов?
13.Какие микропроцессорные контроллеры применяются в системах автоматизации теплотехнических объектов?
14.Какие комплексы технических средств применяются в системах автоматизации теплотехнических объектов?
15.Какими способами реализуются регулирующие воздействия на теплотехнический объект?
16.Что используется для практического осуществления регулирующих воздействий на теплотехнический объект?
17.Какими способами возможно изменять расходы газообразной и жидкой сред?
18.Назовите конструктивные схемы дроссельных регулирующих органов, применяемых в промышленной теплоэнергетике.
19.Какие элементы входят в состав электрических ИМ?
20.С какими устройствами совместно работают ИМ?
21.Какие виды электрических ИМ постоянной скорости выпускаются отечественной промышленностью?
22.Назовите основные технические характеристики электрических ИМ.
3. Статические и динамические характеристики теплового объекта
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
(10 часов)
Цель работы: составление структурной схемы 3-х ёмкостного объекта регулирования уровня воды, определение статических характеристик объекта, аналитический расчет и экспериментальное определение переходных, импульсных и частотных характеристик объекта.
3.1. Основные понятия
Математические модели объекта регулирования (например, уровня воды в барабане парового котла) и автоматического управляющего устройства (контроллера) в общем случае описываются нелинейными дифференциальными уравнениями.
Среди всего многообразия видов дифференциальных уравнений общие методы решения имеют лишь линейные дифференциальные уравнения. Поэтому при построении математических моделей АСР стремятся использовать всегда, когда это возможно, линейные математические модели на основе линейных дифференциальных уравнений
Изучение объекта начинается с составления его структурной схемы.
3.2. Порядок составления структурной схемы объекта
Объектом регулирования в лабораторной работе является уровень воды в одной из 3-х виртуальных ёмкостей, которые расположены друг над другом и последовательно заполняются водой. Емкости являются виртуальными, т.к. реализованы в виде имитационной модели средствами LabVIEW. На лицевой фронтальной панели имитационной модели изображены кроме ёмкостей виртуальные расходомеры, уровнемеры, манометр, вентили (регулирующий и ручной), тумблеры, кнопки, цифровые и графические индикаторы (рис. 10-12). Для индикации графиков изменения уровней могут использоваться раздельные графики для каждой емкости (рис. 10), совмещенный графики (рис. 11). Настроечные параметры модели показаны на рис. 12. Блок ручного управления (БРУ) представлен на рис. 13.
Рис. 10. Имитационная модель объекта. Раздельный вывод графиков
переходных процессов и возмущающего воздействия
Рис. 11. Имитационная модель объекта. Совмещенный вывод графиков
переходных процессов и возмущающего воздействия
Рис. 12. Имитационная модель объекта. Ввод параметров настройки модели
Рис. 13. Имитационная модель объекта. Ручное управление регулирующим
органом
Для составления структурной схемы объекта необходимо определить регулируемую величину (y), возмущающее (λ) и регулирующее воздействия (µ). Следует иметь в виду, что входную величину по каналу регулирующего органа на структурной схеме обозначают буквой x.
Структурная схема регулируемого объекта, как и структурная схема АСР, показывает характер преобразования сигналов его отдельными элементами и изображается в виде блок-схемы. Внутри блока приводится символ алгоритма преобразования сигнала. Если в одном блоке преобразуются несколько сигналов, то соответствующие каналы изображаются стрелками.
Пример структурной схемы регулируемого объекта – уровня воды в ёмкости № 1 – показан на рис. 14.
Рис. 14.Структурная схема регулирования воды в ёмкости № 1
х1=Gпр1 – входная величина участка; х2=Gст2 – выходная величина участка; Gпр1 – суммарный расход воды через регулирующий клапан Gр и вентиль Gпр; Gст1 – расход воды на стоке ёмкости; W1(P), Wλ1(P) – передаточные функции объекта по каналам регулирующего и возмущающего воздействия, соответственно