АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ
CRT – лабораторная установка для контроля и регулировки температуры
1. Общее описание
Данная установка позволяет анализировать поведение контура управления, регулируемой величиной в котором является температура жидкости в резервуаре.
Контроль температуры является одной из основных проблем в заводском процессе автоматизации и контроля производства.
Управление температурой представляет интерес также с учебной точки зрения, поскольку температура со временем меняется очень медленно, что позволяет применять различные методы управления и дать оценку
влияния задействованных параметров.
Студенты могут пробовать использовать различные типы регуляторов, используемых в современной промышленности – поскольку система полностью состоит из узлов промышленного качества, испытания будут максимально приближены к реальным условиям.
С помощью этого тренажера все испытания можно проводить с помощью ПК и специальной программы для Windows. Это хорошо подходит для междисциплинарной лаборатории, поскольку учитывается механическое, химическое, электронное содержимое и электронная обработка данных.
2. Комплектация
CRT-установка состоит из:
· Устройство для выполнения процесса с электрооборудованием (код 916921);
· Программное обеспечение для регулирования и мониторинга CRS/T (код 917019);
· Вспомогательный электронный регулятор MiniReg (код 916940);
Вспомогательные узлы описаны в отдельных технических спецификациях
3. Описание
Устройство для выполнения процесса с электрооборудованием
Цель данного процесса (см. Рис.3) – регулировка температуры воды в резервуаре из стекла «пирекс» (12) в присутствии внешних возмущений.
Вода с помощью центробежного насоса забирается из сборного резервуара (1) и подается на контур.
При форсированной циркуляции вода доходит до резервуара (12), где она может быть подогрета путем изменения интенсивности электрического тока с помощью резистора (11). Из резервуара (12) вода возвращается в сборный резервуар (1).
Основной поток можно регулировать клапаном (8) и измерять расходомером (7).
С помощью клапанов (4) и (6) можно создать независимый возмущающий поток.
Значение регулируемой величины (Y) получают с помощью зонда из Pt100.
Еще один Pt100-зонд передает сигнал (Tmax) на предохранительное термореле электрооборудования (9). Поскольку с помощью этого термостата можно задавать максимальную температуру вручную, его также можно использовать в качестве двухпозиционного регулятора.
Регулирование по замкнутому контуру можно выполнять следующими способами:
· с помощью программного обеспечения CRS/T ПК (10);
· с помощью оптического электронного регулятора MiniReg (8);
· с помощью термостата в составе электрооборудования (9).
Используется регулирующее действие либо ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальное), либо двухпозиционного типа. Такое действие достигается сопоставлением сигнала. соответствующего температуре воды в резервуаре (Y), с сигналом контрольной точки, задаваемым пользователем.
Таким образом, регулятор генерирует управляющий сигнал (X), действующий на соленоидный клапан (4).
Кроме того, с помощью ПК, путем генерирования сигнала (n), действующего на соленоидный клапан (4), можно регулировать расход возмущающего потока.
Электрооборудование (9) включает термостат, регуляторы основных электроузлов установки, плату аналого-цифрового/цифро-аналогового (AD/DA) преобразования для согласования с ПК через линию последовательной передачи RS232, цифровой индикатор для считывания мгновенного значения температуры.
Программное обеспечение CRS/Е для регулирования и мониторинга
Программное обеспечение для регулирования и мониторинга, действующее в среде MS-Windows, позволяет производить цифровую регулировку типа ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальное) или двухпозиционного типа. Регулировочные параметры можно устанавливать независимо и в реальном времени (см. Рис.1). Это же касается характеристик сигнала контрольной точки и возмущающего сигнала.
Программное обеспечение позволяет наблюдать за процессом в реальном времени за счет вывода на экран диаграммы регулируемой величины, возбуждающего сигнала, сигнала контрольной точки и возмущающего сигнала в зависимости от времени (см. Рис.2). Эту диаграмму в любое время можно распечатать, а выборку сигналов и регулируемых параметров можно сохранить в файл в формате ASCII или распечатать.
Можно также использовать программное обеспечение лишь для наблюдения за процессом, используя при этом внешний регулятор (например, вспомогательный MiniReg). В этом случае с помощью программы можно передавать на регулятор контрольный сигнал.
4. Возможные эксперименты
· Изучение процесса и промышленных узлов;
· Определение характеристик процесса регулирования по разомкнутому циклу;
· Определение характеристик процесса регулирования по замкнутому циклу с помощью ПИД-регулирования и влияния трех регулировочных воздействий (пропорционального, интегрального, дифференциального);
· Изучение устойчивости системы в различных условиях и калибровка различных регулировочных действий;
· Определение характеристик процесса по замкнутому циклу с помощью двухпозиционной регулировки и влияния регулировочных параметров.
· Демонстрация применения локального регулятора электронного типа с дистанционным заданием контрольной точки (с помощью вспомогательного регулятора MiniReg).
5. Требуемая конфигурация персонального компьютера
Жесткий диск
· IBM или IBM-совместимый, версии не ранее 486, с жестким диском, графической картой VGA или более усовершенствованной, мышью, оперативной памятью минимум 8 МБ, одним доступным последовательным портом RS232;
· Графический принтер
Программное обеспечение
· MS-Windows 3.1, MS-Windows 95 или более поздние версии
6. Требования к питанию
· Электроснабжение - 220/240 В переменного тока частотой 50/60 Гц
7. Вес и габариты
· Размеры: 750 х 450 х 750 (высота) мм
· Вес: 30 кг
|
|
Рис.1. Программное обеспечение CRS/T: окно задания параметров двухпозиционного регулирования | Рис.2. Программное обеспечение CRS/T: Диаграмма сигнала в реальном времени |
Рис.3. Обзорная схема
1. Резервуар для сбора воды
2. Центробежный насос
3. Клапан для ручной регулировки расхода основного потока
4. Соленоидный клапан для ввода возмущающего потока
5. Клапан для ручной регулировки расхода возмущающего потока
6. Клапан с ручным управлением
7. Расходомер для прямого считывания расхода
8. Вспомогательный электронный регулятор MiniReg
9. Электрооборудование
10. Персональный компьютер (в комплект не входит)
11. Сопротивление электронагревательного элемента
12. Резервуар из стекла «пирекс» с двумя зондами из Pt100
13. Выпускной клапан
Х. Возбуждающий сигнал
Y. Сигнал от регулируемой переменной
n. Возмущающий сигнал
Tmax Сигнал на предохранительное термореле
Cod. R00786/E 0503 Ed. 01 Rev. 01
Didacta Italia может производить модернизацию своей продукции, при сохранении основных функций. в любое время и без предупреждения, по соображениям дизайна или соответствия нуждам образования.
