МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УССР

ОДЕССКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЛОКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО КУРСУ

«ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ»

для студентов специальности 21.03

Утверждено на заседании кафедры автоматизации теплоэнергетических процессов Протокол № 16 от 03.03.87 г.

Одесса ОПИ 1988

Локальные система автоматизация: Методические указания к лабораторным работам во курсу «Технические средства автоматизации» для студентов специальности 21.03 /Сост. В.М.Юсим, О.Н.Конышева, Н.В.Трусова. – Одесса: ОПИ, 1988. – 49 с.

Составители: В.М.Юсим

О.Н.Конышева

Н.В.Трусова

Рецензенты: Я.М Лесов

П.В.Николаев, к.т.н.

ОБЩИЕ указания

Лабораторные работы по курсу «Технические средства автоматизации» выполняют после изучения теоретического материала по техническим средствам автоматизации и автоматическому регулированию.

Задачи выполнения лабораторных работ:

– освоить дистанционное управление регулирующим органом;

– методику проверки исправности основных и вспомогательных устройств наиболее распространенных в энергетике современных электронних регуляторов;

– экспериментальные способы исследования свойств этих регуляторов;

– способы настройки регуляторов;

– способы построения локальных систем регулирования из типовых блоков технических средств автоматизации;

– изучить инструкции и каталоги регулирующей аппаратуры.

Выполнение лабораторных работ способствует приобретению навыков работы в современной лаборатории и при прохождении производственной практики.

На тепловых и атомных электростанциях и во многих отраслях промышленности широкое распространение получили электронные регулирующие приборы, входящие в электрическую часть ГСП («КАСКАД», «КАСКАД-2», «КОНТУР», «КОНТУР-2» и др.).

Эти регулирующие приборы применяются для автоматизации оборудования ТЭС и АЭС, характеризуемого значительной мощностью, связанностью регулируемых параметров, разнообразием динамических свойств, сложными условиями эксплуатации.

Небрежность, допущенная при проверке и настройке регулирующей аппаратуры, может привести не только к большим экономическим потерям, но и к авариям. Поэтому специалисту по автоматизации технологических процессов необходимо знать регулирующую аппаратуру и методы ее проверки и настройки.

Цель выполнения лабораторных работ:

1. Ознакомиться с регулирующей аппаратурой систем «КАСКАД» и «КАСКАД-2».

2. Приобрести навыки лабораторной проверки и исследования характеристик и свойств элементов регулятора.

3. Проверить градуировочные характеристики органов настройки измерительных, регулирующих и функциональных блоков.

4. Настроить абстрактный регулятор на реальной аппаратуре.

Все лабораторные работы проводятся на стендах двух типов:

– универсальном лабораторном стенде пультового типа для исследования автоматических систем регулирования (АСР) и их характеристик, на котором собрана АСР с аналоговой моделью объекта с реальной регулирующей аппаратурой [1];

– лабораторном стенде АСР шкафного типа реального теплового объекта, на котором собрана АСР, состоящая из действующего физического аналога регулируемого объекта и реальной аппаратуры [2].

Перед выполнением работ данного цикла следует:

1. Изучить лабораторный стенд, на котором выполняется работа, и расположение на нем аппаратуры.

2. Изучить порядок включения и выключения стенда.

3. Знать места возможного поражения электрическим током и проверить защиту их в соответствии с правилами техники безопасности.

4. Аппаратуру на стенде включать только под контролем преподавателя или лаборанта.

При выполнении работ необходимо:

1. Занести в протокол наименования и характеристики используемых приборов.

2. Вести без исправлений записи карандашом в протоколах и журналах наблюдений.

3. Графики, полученные при выполнении работы на диаграммной бумаге самопишущих приборов, должны обязательно иметь надписи, характеризующие условия проведения опыта.

4. Сравнить результаты эксперимента с расчетными данными или величинами, приведенными в техническом паспорте прибора.

5. Выявить причины несоответствия результатов экспериментов действительным значениям величин и под наблюдением преподавателя повторно провести опыты, вызвавшие сомнения.

6. Подписать журнал наблюдений и экспериментальные диаграммы и представить преподавателю для проверки.

После выполнения работ требуется:

1. Составить индивидуальный отчет, содержащий:

а) схемы соединений, эскизы и краткое описание изучаемого участка стенда;

в) результаты опытов в форме протоколов, графиков, расчетов (журналы наблюдений и диаграммы самописцев прилагают к отчету бригадира);

г) дополнительные материалы, особо отмеченные в инструкции;

д) анализ полученных результатов.

2. Представить оформленный отчет с подписью исполнителя и указанием соисполнителей и даты проведения работы перед выполнением следующей работы.

Отчет о проведенной работе должен содержать сравнение полученных данных с положениями теории и анализ причин расхождения.

Успешное выполнение всех лабораторных работ возможно только при условии предварительной подготовки студентов. До начала занятий студент должен детально ознакомиться со всеми вопросами, относящимися к данной работе, по конспектам лекций, учебным пособиям, другой специальной литературе и материалам, приведенным в конце инструкция по работе, и подготовить протокол с необходимыми схемами и таблицами.

Отчеты защищают, как правило, всем составом бригады. Во время защиты представляют исходные диаграммы, графики и журналы наблюдений.

Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ, ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТЕНДА

Цель работы: ознакомиться с устройством и методикой работы на универсальном лабораторном стенде для исследования АСР и их элементов.

1. Задание по работе

1. Ознакомиться с устройством, принципом действия и расположением основных элементов стенда [1].

2. Изучить схемы внешних соединений регулирующей аппаратуры применительно к ее размещению на лабораторном стенде [3-5].

3. Проверять работоспособность системы дистанционного управления (СДУ) исполнительным механизмом и определить експериментальную статическую характеристику регулирующего органа.

4. Определить диапазон изменения значений возмущающих воздействий.

5. Определить градуировочные характеристики задающих устройств ЗУ-05.

6. Определить экспериментальные статические характеристики измерительных устройств (ИУ).

2. Порядок выполнения работы

После ознакомления с устройством, принципом действия и расположением основных элементов стенда в соответствии с инструкцией по пуску и с разрешения преподавателя включить стенд.

Опыт 1. Проверка работоспособности СДУ.

1. Включить стенд.

2. Собрать схему опыта.

3. Определить и построить статическую характеристику регулирующего органа (РО) U_po = f (M, % хода РО) в диапазоне предельных значений хода, ограничиваемых путевыми выключателями. Для измерения выходной координаты использовать потенциометр КСП-4.

Результаты наблюдений занести в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

М	Процент хода РО	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uро	В

4. Определить коэффициент передачи РО на линейном участке его статической характеристики.

5. Определить скорость исполнительного механизма (ИМ) S_им при перемещении его в прямом и обратном направлениях. Опыт повторить не менее 10 раз, после чего определить среднюю скорость S_им и среднеквадратичную погрешность _S. Результаты опыта занести в таблицу 1.2.

Сравнить среднюю скорость ИМ с его паспортными характеристиками.

6. Определить максимальную величину выбега ΔM_выб ИМ. Для этого установить ИМ по указателю положения (УП) на 20%, затем нажать кнопку «Больше» и при достижении ИМ положения 50% по УП резко отпустить кнопку. Определить величину выбега по КСП-4, пользуясь статической характеристикой РО, пересчитать ее в проценты его хода. Повторить опыт для обратного хода ИМ, начиная с положения 80% по УП. Результаты занести в таблицу 1.3.

Таблица 1.2

№ п/п	–	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тим	С
Sим	% х.ро/c
Sим^ср	% x.ро/c
S	–

Таблица 1.3

ΔМвыб^пр	ΔМвыб^пр	ΔМвыб^обр	ΔМвыб^обр	ΔМлф^пр	ΔМлф^пр	ΔМлф^обр	ΔМлф^обр
В	Процент хода РО	В	Процент хода РО	В	Процент хода РО	В	Процент хода РО

7. Определить максимальну в величину люфта ΔМ_лф ИМ. Для этого переместить ИМ из положения 20% в положение 50% по УП. Нажать кнопку «Меньше» и с помощью секундомера измерить интервал времени между моментом нажатия кнопки и моментом трогания стрелки потенциометра. По ранее определенной скорости ИМ определить величину люфта в процентах хода РО. Повторить опыт для обратного направления движения, переместив ИМ из положения 80% в положение 50%.

Сделать заключение о работоспособности СДУ, учитывая, что для обеспечения нормального функционирования АСР максимальные величины люфта и выбега ИМ не должны превышать 5% хода РО.

Опыт 2. Определение диапазона изменения напряжений возмущающих воздействий.

1. При предельных положениях соответствующих ручек «Возм. 1» и «Возм. 2» определить по вольтметрам значения напряжений |U_возм|.

2. Привести максимальные значения возмущающих воздействий к эквивалентному перемещению РО в процентах его хода.

Результаты опыта занести в таблицу 1.4.

Таблица 1.4

Uвозм^min	Uвозм^max	ΔUвозм	Uвозм^min	Uвозм^max	ΔUвозм
B	B	B	Процент хода РО	Процент хода РО	Процент хода РО

Опыт 3. Определение градуировочной характеристики задающих устройств ЗУ-05.

1. Подать напряжение питания на ЗУ-05.

2. Собрать схему опыта.

1. Изменяя положение ручки ЗУ-05 от 0 до 100%, фиксировать величину выходного сигнала.

Полученные данные занести в таблицу 1.5.

Таблица 1.5

αЗУ05	%	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Ia	мА

4. По данным таблицы 1.5 построить градуировочную характеристику ЗУ-05₁ I_a = f (α_ЗУ).

5. Повторить пп. 1-4 данного опыта для ЗУ-05₂.

Опыт 4. Определить статические характеристики ИУ.

1. Подать напряжение питания на нормирующие преобразователи.

2. Собрать схему опыта.

3. Изменяя величину входного сигнала от U_возм^min до U_возм^max, измерить выходной сигнал ИУ₁.

Полученные данные занести в таблицу 1.6.

Таблица 1.6

Ue

B

Ia

мА

4. По данным таблицы 1.6 построить статическую характеристику ИУ₁.

5. Повторить пп. 2-4 данного опыта для второго ИУ₂.

Лабораторная работа №2

исследованиЕ сИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ Регулирующим органом

Цель работы: изучить принципиальную электрическую схему типовой СДУ регулирующим органом, приобрести навыки определения характеристик и наладки составляющих ее элементов.

Работу выполняют на стенде шкафного типа [2].