Изучение и экспериментальное исследование пропорционально-интегрального регулирующего устройства в приборе ДИСК-250: Методические указания по выполнению лабораторной работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Государственный университет цветных металлов и золота”

Кафедра “Автоматизации

производственных процессов”

Методические указания

по выполнению лабораторной работы

“Изучение и экспериментальное исследование

пропорционально-интегрального (ПИ) регулирующего

устройства в приборе ДИСК-250” по дисциплине

“Технические средства автоматизации” для студентов

специальности 220301

Рассмотрено на заседании

кафедры АПП __________

(протокол № ____ )

Красноярск 2006

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ИССЕДОВОНИЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО

ИНТЕГРАЛЬНОГО (ПИ) РЕГУЛИРУЕЩЕГО УСТРОЙСТВА В ПРИБОРЕ

ДИСК-250 (4 часа)

1.  Цель лабораторной работы

       Изучение устройства и принципа действия пропорционально-интегрального (ПИ) регулирующего устройства в приборе ДИСК-250. Исследование параметров регулятора.

2.  Назначение и состав регулятора

       Регулирующее устройство предназначено для применения в системах автоматического регулирования технологических процессов. К основным функциям регулятора относятся: сравнение входного сигнала с сигналом задания, усиление сигнала рассогласования, формирование ПИ-закона регулирования.

Математические описание пропорционально-интегрального закона регулирования имеет вид:

,                                   (2.1)

где  - значение регулируемой величины;  - значение уставки регулируемой величины; - значение выходного сигнала при значении входного сигнала, равного нулю;     - значение выходного сигнала; - коэффициент пропорциональности;      - постоянная времени интегрирова-ния, с;   - текущее значение времени, с.

Структурная схема пропорционально-интегрального регулирующего устройства (рис. 1), состоящая из сумматоров 1 и 3, интегратора 2 и преобразователя “Напряжение-ток” 5, обеспечивает выполнение закона регулирования (2.1).

Кроме того имеются возможности:

инвертирование выходного сигнала при смене положения переключателя        I - ПРЯМОЙ ХОД (П) на II - ОБРАТНЫЙ ХОД (ОБР);

безударное включение регулирующего устройства в схему регулирования при смене положения переключателя А, Р. В положении Р на выход регулирующего устройства подключается ручной задатчик 4, позволяющий при отключенном регуляторе довести значения регулируемой величины до значения уставки. После этого переключатель устанавливается в положение А.

Пропорционально-интегральное регулирующее устройство собрано на плате УВУ-ПИ (рис. 2). Сумматор 1 построен на микросхеме D1, коэффициент пропорциональности регулируется резистором R26, в пределах от 0,5 до 20. Нижнее и верхнее предельные значения коэффициента пропорциональности подстраиваются резисторами R19 и R25. “Ноль” на выходе микросхемы D1 подстраивается резистором R3.

Интегратор построен на микросхеме D3. Постоянная времени интегрирования регулируется резистором R1 в пределах от 20 до 2000 с. Нижнее и верхнее предельные значения постоянной времени интегрирования подстраиваются резисторами R14 и R2. “Ноль” интегратора подстраивается резистором R18.

Сумматор 3 с коэффициентом передачи, равным 1 построен на микросхеме D5.

Преобразователь “Напряжение-ток” построен на микросхеме D6 и транзисторе V13; резистор R41 служит для установки значения выходного сигнала , равного 2,5 мА.

Регулируемая величина  берется с предварительного усилителя УКИ (усилителя канала измерения).

Изменение уставки  осуществляется при нажатой кнопке “УСТАВКА” резистором “УСТАВКА”.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Установить переключатель 7 в положение 2.

3.2. Установить переключатель 5 в положение “Вкл”.

Поверочные средства для исследования ПИ-регулирующего устройства подключены по схеме рис. 3.

Лабораторная работа выполняется на установке рис. 4.

3.3. Основную погрешность прибора по ПИ-регулированию определяют следующим образом.

Устанавливают:

- значение коэффициента пропорциональности ;

- резистор  в крайнее левое положение;

- уставку на поверяемую отметку шкалы (200, 500, 900 °С);

- с помощью ИРН 8 (рис. 4) устанавливают начальное значение выходного сигнала 5 В, контролируя его вольтметром 3;

- определяют значение входного сигнала  по милливольтметру 4.

Основную абсолютную погрешность прибора по ПИ-регулированию       определяют по формуле:

,                                               (3.1)

где  - значение входного сигнала, мВ;  - номинальное значение входного сигнала, соответствующее проверяемой отметке, мВ (указано в табл. 1).

Основную приведенную погрешность прибора по ПИ-регулированию  определяют по формуле:

,                                              (3.2)

где Д -  нормирующее значение (предельное значение шкалы прибо-              ра - 44,31 мВ).

Результаты измерений занести в таблицу 1.

Рис. 2. Расположение элементов пропорционально –

интегрального регулирующего устройства на плате

УВУ-ПИ

Рис. 3 Схема подключения поверочных средств для

исследования ПИ-регулирующего устройства