Исследование переходного процесса системы «ПИД-регулятор – эмулятор печи»

Лабораторная работа №1

 

Цель работы: изучить принцип работы ПИД-регулятора, получить практические навыки по настройке и корректировке параметров прибора, изучить характер переходного процесса системы «Эмулятор печи – ПИД-регулятор» и определить погрешность в процессе регулирования.

 

Описание лабораторной установки для лабораторной работы №1

 

Рисунок 9 – лабораторная установка

 

Рисунок 10 - Схема подключения прибора к ТРМ

Для изучения работы ПИД-регулятора используется установка представленная на Рисунке 9. Установка состоит из ПИД-регулятора ТРМ12 и эмулятора печи ЭП10. Соединение осуществляется медными проводами сечения 0,75 мм², концы которых предварительно зачищены и облудены с целью уменьшения сопротивления. Схематично данная схема представлена на рисунке 10. Питание осуществляется от сетевого фидера 220 В 50 Гц, не связанного непосредственно с питанием мощного силового оборудования. Кроме того, система была снабжена выключателем и перед эмулятором печи был установлен плавкий предохранитель рассчитанный на ток 0,5 А. В целях безопасности оголенные концы проводов не выходят за корпус приборов.

 

Порядок выполнения работы

1. Подать питание на систему «регулятор-эмулятор».

2. В режиме программирования (зажать и удерживать не менее трех секунд кнопку ПРОГ до появления на дисплее регулятора четырех горизонтальных черт) ввести код 246 (при помощи кнопок ВВЕРХ/ВНИЗ увеличивая/уменьшая значение до 246) и выставить код типа датчика ТСМ 50М (параметр b 1 - 0).

3. Аналогично в режиме программирования ввести код 135 и ввести ПИД-режим работы регулятора (параметр A 1 - 6).

 

4. Провести автоматическую настройку регулятора на конкретный объект управления (эмулятор печи ЭП10). Автоматическая настройка заключается в двух последовательных этапах раскачивания объекта регулирования в области уставки в пределах (Т_уст + 2) и (Т_уст - 2) путем подачи максимального управляющего воздействия (рисунок 11). На данном рисунке надписям HC1 и HC2 соответствуют первый и второй этапы нагревания эмулятора, надписям Lo1 и Lo2 – этапы охлаждения.

 

Рисунок 11 – Автоматическая настройка регулирования

Регулятор запоминает верхнюю границу, до которой нагревается эмулятор печи, после этого запоминается нижняя граница, до которой эмулятор печи охладился, после этого верхняя и нижняя граница запоминается ещё раз и, учитывая скорость нагревания и охлаждения эмулятора печи, регулятор выдаёт оптимальные значения постоянных (, , ).

Для входа в режим автоматической настройки ввести код 120, после чего нажать кнопку . Как только регулятор настроится на конкретный объект управления, появится надпись YES, затем снять значения постоянных регулятора (, , ).

5. В режиме программирования ввести код 118, это позволит восстановить заводские настройки (, , ), после чего вновь проделать действия, указанные в пунктах 2 и 3.

4. Изменяя заводские значения постоянных регулятора, провести опыты по регулированию температуры. Начальную температуру эмулятора установить равной 30^оС и провести нагревание до 50^оС, при этом измерять с помощью секундомера время, за которое была достигнута уставка. Опыты провести для значений постоянных регулятора, которые представлены в таблице 7. В таблице 7 заполнить графу «время достижения уставки».

Таблица 7

			время достижения уставки
		8,3
		8,3

 

5. Для наглядности результатов опытов построить графики с помощью программного продукта Microsoft Office Excel 2003, в которых по оси X откладывать время, измеренное секундомером, а по оси Y - температуру, измеренную регулятором.

6. С помощью построенных графиков, определить абсолютную погрешность процесса регулирования:

 

,

где

Δ – абсолютная погрешность процесса регулирования;

Т – температура максимумов и минимумов отклонения от уставки;

Т_уст – температура, выставленная на регуляторе (уставка).

 

6. Сделать выводы о точности, перерегулировании и времени переходного процесса изучаемой системы при различных значениях постоянных регулятора.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: