Смирнов_Измерение технол_параметров (831917), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

8, б). При нагреве выше заданной температуры t0 на величину b импульсный элемент переключается и мощность в печь неподается ( Pmin  0). При охлаждении печи ниже t0 – b импульсныйэлемент вновь переключается и положительное напряжение на еговыходе включает исполнительный элемент 5, т. е. включаетсянагрев печи.22Однако в течение времени запаздывания об состояние объекта управления не изменяется при изменении управляющего воздействия, т. е.

продолжается нагрев (охлаждение) при отключении(подключении) мощности к нагревателям печи. При такой коммутации мощности в печи устанавливаются незатухающие колебаниятемпературы вокруг заданного значения (см. рис. 8, б).Показатели качества позиционного регулирования, в первуюочередь амплитуда установившихся колебаний A, зависят в основном от характеристик объекта регулирования: постояннойвремени Tоб , времени запаздывания об и коэффициента передачи kоб , а также от регулирующего воздействия (т. е. мощности,коммутируемой на нагревателях). Амплитуда колебаний тем больше, чем больше время запаздывания об и выше скорость нагрева(охлаждения) печи при заданном значении температуры.Время запаздывания определяется в основном конструктивными особенностями печи, в частности тепловым сопротивлениеммежду нагревателями и внутренним пространством печи.Для объектов регулирования с малой теплоемкостью (малой Tоб )и большим коэффициентом передачи kоб скорость нагрева (охлаждения) будет высокой.

Кроме того, чем больше избыток подводимой мощности для заданной температуры, тем выше скорость нагрева. Скорость охлаждения зависит также от тепловых потерь иопределяется конструктивными особенностями печи.Симметричность автоколебаний температуры относительно заданного значения возможна только при равенстве скоростей нагреваи охлаждения печи при заданном значении температуры.

Если режимработы печи несимметричен, то автоколебания возникают относительно среднего значения температуры, отличающегося от заданного,т. е. возникает ошибка регулирования, подобная статической.В ряде случаев амплитуда колебаний температуры при позиционном регулировании может достигать десятков градусов. Область применения позиционных регуляторов ограничена: их целесообразно использовать для регулирования температуры в печах смалым отношением времени запаздывания к постоянной времени(об Tоб  0, 2), т.

е. в печах с открытыми нагревателями или сбольшой теплоемкостью.23Позиционные регуляторы обычно не применяют при регулировании температуры менее 60…80 % максимальной для данноготипа печи. Например, использование закалочных печей для отпуска деталей при позиционном регулировании нецелесообразно. Дляуменьшения амплитуды колебаний рекомендуется уменьшать подводимую к нагревателям мощность до номинальной для заданногозначения температуры либо повышать теплоемкость печи, используя полную загрузку или балласт.Применение позиционных регуляторов при соблюдении рекомендаций дает возможность получить погрешность регулированиядо 1 % диапазона изменения входного сигнала.Импульсное регулирование температуры достигается введением динамической обратной связи R–C по инвертирующемувходу импульсного элемента 4 (см.

рис. 7). При этом порог переключения импульсного элемента не является жестко фиксированным и зависит как от отклонения  текущего значения температурыот заданного, так и от состояния импульсного элемента.В результате импульсный элемент вырабатывает последовательность импульсов, длительность которых определяется как отклонением , так и параметрами цепи обратной связи. Импульсы, вырабатываемые генератором, поступают на исполнительный элемент  врезультате частота коммутации мощности на нагревателях составляетоколо 1 Гц.

Это приводит к существенному улучшению качества регулирования: амплитуда колебаний температуры уменьшается до0,5 С, однако время регулирования при внесении возмущающеговоздействия увеличивается. Кроме того, при использовании импульсных регуляторов температуры уровень коммутационных помех выше, чем при использовании позиционных регуляторов.Импульсное регулирование температуры рекомендуют применять при отношении об Tоб  1, однако его можно использоватьдля объектов с любым отношением времени запаздывания к постоянной времени объекта и избытком подводимой мощностисверх номинальной для заданного значения температуры. Погрешность регулирования для технических регуляторов составляет1 % диапазона изменения входного сигнала; высокоточные импульсные регуляторы обеспечивают погрешность не более 0,2 K.24ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬЗадание1.

Ознакомиться с назначением составных частей и принципом действия автоматических регуляторов температуры с релейным выходом, изучить особенности позиционного и импульсногорегулирования температуры.2. Записать на автоматическом самопишущем потенциометреавтоколебания температуры в электропечи при позиционном иимпульсном регулировании для двух заданных преподавателемзначений температур и переходный процесс при изменении температуры.3.

Оценить качество позиционного и импульсного регулирования температуры по амплитуде установившихся автоколебаний,динамическому отклонению и времени регулирования.4. Сравнить амплитуду автоколебаний с предельной погрешностью регулятора температуры и сделать вывод о целесообразных областях применения позиционного и импульсного регулирования.5. Объяснить полученные результаты.Последовательность выполнения работы1. Установить на задатчике регулятора заданное значение температуры t1 .

Аккуратным поворотом резистора динамической обратнойсвязи против хода часовой стрелки до упора перевести регулятор впозиционный режим регулирования. Включить лабораторную установку.2. После выхода печи на заданный режим записать на автоматическом самопишущем потенциометре автоколебания при заданном значении температуры t1.3. Установить на задатчике регулятора заданное значение температуры t2 и записать переходный процесс выхода на заданныйрежим и автоколебания при температуре t2 .4. Установить на задатчике регулятора заданное значение температуры t1 и перевести регулятор в импульсный режим регулирования, установив резистор динамической обратной связи в среднее25положение (значение коэффициента пропорциональности задаетпреподаватель).5. Повторить измерения по пп.

2, 3.6. Измерить по записанным диаграммам среднее значение tсри амплитуду установившихся автоколебаний A при двух заданныхзначениях температуры, а также динамическое отклонение x1 ивремя регулирования p при изменении заданного значения температуры. Измеренные значения занести в табл.

2.Таблица 2Результаты измеренийРежимрегулированияПозиционныйИмпульсныйt0, Сtср, СA, Сx1, Сτp, минt1 = ___t2 = ___t1 = ___t2 = ___Требования к отчетуОтчет по работе должен включать: наименование и краткое содержание работы, теоретическуюи практическую части; функциональную схему регулятора температуры с релейнымвыходом; диаграммную ленту с записанными переходными процессами; таблицу с результатами измерений; объяснение полученных результатов.Контрольные вопросы1. Из каких основных элементов состоит дискретный регулятортемпературы в электропечах сопротивления? Каково их назначение?262.

Каковы общие и отличительные признаки позиционного иимпульсного регулирования температуры в электропечах сопротивления?3. Какие параметры характеризуют качество процесса регулирования? Из каких соображений задают их требуемые значения?4. Как можно уменьшить колебания температуры при ее позиционном регулировании?5. Каковы характеристики объектов, для которых целесообразно применение позиционных или импульсных регуляторовтемпературы?6. В силу каких причин импульсное регулирование температуры обеспечивает лучшее качество управления по сравнению с позиционным?27Работа № 7.

КОМПЬЮТЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕДАВЛЕНИЕМ И РАСХОДОМ ГАЗАПРИ ВАКУУМНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИЦель работы  приобретение практических навыков использования систем компьютерного управления технологическим процессом химико-термической обработки.Задачи: исследование особенностей процесса компьютерногоуправления расходом и давлением технологической атмосферы иопределение показателей качества управления.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬПроцесс вакуумной цементации проводят в углеродсодержащейатмосфере заданного химического состава при небольшом абсолютном давлении газа.

Для обеспечения качественного управления расходом и давлением технологической атмосферы применяют системыавтоматического управления, в том числе с использованием промышленных компьютеров или контроллеров. В состав таких системвходят датчики для измерения технологических параметров и исполнительные элементы для их регулирования; компьютер или контроллер здесь выполняет функции настраиваемой обратной связи.В основе регулирования лежит закон Бернулли, следствие изкоторого состоит в том, что протекание расхода Q газа или жидкости через элемент трубопровода с площадью поперечного сечения Sприводит к падению давления p на этом элементе.Для объемного расхода Q можно записатьQ  S 2p  ,где   коэффициент расхода;   коэффициент расширения среды; ρ  плотность протекающего газа или жидкости.28Обозначим C   2  , тогдаQ  CS p ,(8)или, переписав относительно p, получим2 Q (9)p   . СS Давление и расход взаимосвязаны.

Характеристики

Список файлов книги