4. Требования к отчету
Отчет должен содержать:
1. диаграммы переходных процессов.
2. результаты поверки градуировок шкал настроек регулятора.
Лабораторная работа №6 Регуляторы в системе автоматического регулирования
1. Цель работы
Изучение принципов регулирования на основе экспериментального исследования системы автоматического регулирования.
2. Описание лабораторного стенда
В работе исследуется реальная система автоматического регулирования, состоящая из печи с электрическим нагревателем, усилителя и электронных регуляторов. Нагреватель и усилитель выполняют в системе регулирования роль исполнительного устройства.
Работа выполняется на специализированном стенде, включающим в себя:
печь с электрическим нагревателем, обеспечивающим её нагрев; охлаждение печи обеспечивается постоянно работающим вентелятором. Для изменения интенсивности нагрева и охлаждения печи используется шибер, ограничивающий вентиляцию печи.
текущее значение температуры определяется при помощи термометра сопротивления, соединенного непосредственно со входами регуляторов.
в качестве регуляторов используются микропроцессорные регулирующие блоки фирмы ОВЕН: релейный - ТРМ1 и ПИД-регулятор ТРМ10. Регулирующие блоки кроме основной функции - регулирования, выполняют функцию контроля: на дисплее регуляторов отображается текущее значение температуры; путем программирования регуляторов можно устанавливать или изменять заданное значение температуры, а также устанавливать настройки регуляторов (К, Ти,Тд).
в одном из режимов управления возможно ручное регулирование температуры при помощи встроенного в стенд ручного задатчика.
вырабатываемое регуляторами воздействие или ручное управление подаются на усилитель нагревателя печи, выполняющего в системе регулирования функцию привода исполнительного устройства.
Наблюдать за уровнем регулирующего воздействия можно по свечению электрической лампочки, подключенной к нагревателю печи.
Режимы управления задаются на стенде при помощи переключателя режимов:
РЕЛ - автоматическое регулирование с использованием релейного регулятора;
РУЧ - ручное управление печью при помощи задатчика;
ПИД - автоматическое регулирование на основе ПИД-регулятора.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Подготовка эксперимента.
1. Усановить шибер печи в положение "открыто".
2. Установить задание релейному регулятору Т = 60 С. Для этого:
установить режим управления "релейный";
сделать 1 щелчок по кнопке "ПРОГ" левого регулятора и пользуясь кнопками "
" и "
" установить на дисплее этого
регулятора число "60";выйти из режима установки задания: сделать еще 2 щелчка по кнопке "ПРОГ".
3.Установить задание ПИД-регулятору Т = 60 С:
установить режим "ПИД";
сделать щелчок по кнопке "ПРОГ" правого регулятора. Пользуясь кнопками "
"
и "
"
установить на дисплее этого регулятора
число "60";выйти из режима установки задания: сделать еще 6 щелчков по кнопке "ПРОГ" .
3.2. Режим ручного управления.
1. Установить режим ручного управления.
2. Пользуясь ручным задатчиком вывести температуру в печи на уровень около 40 С (исходный уровень температуры).
3. Записать значение исходной температуры, включить секундомер и корректируя положение ручного задатчика вывести температуру на уровень 60 С. При этом через каждые 15 с вести запись значений изменяющейся температуры. Опыт можно считать законченным, если установившаяся температура не выходит за пределы 60 ±0,5 С.
4. Построить по данным эксперимента график изменения температуры во времени как функцию ручного управления процессом.
3.3. Влияние нагрузки на температуру в печи.
1. Не изменяя положения задатчика, дать возможность температуре стабилизироваться в течение 1-1,5 мин.
2. Записать исходное (стабилизировавшееся) значение температуры. Перевести шибер в положение "закрыто" и включить секундомер. Вести через каждые 15 с запись изменения температуры в течение 3 мин.
3. Показать графиком процесс изменения температуры в итоге изменения нагрузки.
3.4. Режим релейного регулирования.
1. Шибер печи перевести в положение "открыто".
2. В ручном режиме вывести температуру на уровень около 40 С . Записать исходное значение температуры.
3. Установить релейный режим, включить секундомер. Определить время изменения температуры от исходного значения до Т = 60 С.
4. Вести далее запись максимальных и минимальных значений температуры в течение 5-7 циклов регулирования. Определить при помощи секундомера время одного цикла регулирования (время между двумя включениями реле).
5. Построить по данным эксперимента график изменения температуры во времени как следствие изменения задания при релейном регулировании.
3.5. Режим ПИД-регулирования.
1. Проверить: шибер печи находиться в положении "открыто".
2. В ручном режиме установить температуру на уровне 40 С (исходное значение температуры).
3. Записать исходное значение температуры, перейти в режим "ПИД", включить секундомер. Вести через каждые 10 с в течение 2 мин запись изменения температуры в процессе регулирования.
4. Построить по экспериментальным данным график переходного процесса в системе как реакцию на изменение задания. Сопоставить построенный график с графиком, полученным в п. 3.2.
6. Опыт повторить для другой нагрузки:
записать исходное значение температуры (60 С)
закрыть шибер печи и включить секундомер. Вести через каждые 10 сек в течение 1-1,5 мин запись изменения температуры в печи.
7. По данным эксперимента построить график переходного процесса как реакцию системы на изменение нагрузки.
8. Сопоставить построенный график с графиком, полученным в п. 3.3.