Смекни!
smekni.com

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры автоматики и компьютерных систем автф «17» сентября 2009 (стр. 3 из 6)

Сигнал отрицательной обратной связи на выходе инерционного звена 5 начинает плавно уменьшаться, а сигнал на входе нуль-органа 4 возрастать до порога срабатывания σср, после чего нуль-орган срабатывает, включает выходные ключи и подает сигнал в цепь отрицательной обратной связи. При сохранении сигнала рассогласования цикл повторяется.

Таким образом, устройство регулирующее РП4-Т формирует на своем выходе импульсы, чередующиеся паузами. Интегрирование этих импульсов при помощи исполнительного механизма постоянной скорости позволяет получить пропорционально-интегральный ПИ-закон регулирования.

Работа регулирующего устройства при включенной отрицательной обратной связи и при скачкообразном сигнале рассогласования Y1 показана на рисунке 9.

Рис. 9 – Работа устройства регулирующего РП4-Т

с включенной цепью обратной связи.

Длительность первого импульса t1 (пропорциональная часть) зависит от величины сигнала рассогласования и коэффициента передачи αп инерционного RC-звена 5.

Интегрирование последующих импульсов дает интегральную часть регулятора, которая характеризуется величиной постоянной времени интегрирования τи инерционного звена 5.

Коэффициент передачи αп и постоянная времени интегрирования τи регулируются при помощи переменных резисторов в цепях заряда и разряда активного инерционного RC-звена 5.

Длительность интегральных импульсов tи на выходе устройства регулируется при помощи дополнительной положительной обратной связи, поступающего с RC-звена 5 на вход операционного усилителя 3 и расширяющего зону возврата ∆в нуль-органа 4 при срабатывании. Во время паузы этот сигнал отсутствует.

Минимальная длительность импульса формируется при малых сигналах рассогласования. При увеличении сигнала рассогласования длительность импульса увеличивается. Минимальная длительность импульса устанавливается органом tи, определяет статическую точность регулирования в системе регулирования.

Контроль срабатывания устройства по направлениям работы осуществляется при помощи световых индикаторов «М» и «Б». Для контроля работы устройства служат контрольные гнезда «0» - «Y3». Питание электрической схемы устройства осуществляется от источника питания 6.

Схема предусматривает подключение к регулятору РП4-Т внешнего потенциометрического задатчика РЗД-12 сопротивлением 10 кОм.

Термопара подключается к регулятору через коробку холодных спаев КХС4, которая служит для компенсации влияния окружающей температуры на термо-э.д.с. термопары.

Схема соединений коробки холодных спаев КХС4 представлена на рисунке 10.

Рис. 10 – Коробка холодных спаев КХС4.

Схема представляет собой мост, образованный резисторами R1, R2, R3, R4. Резистор R1 – медный. Питание моста осуществляется от регулятора РП4-Т напряжением постоянного тока. Изменение чувствительности измерительного моста КХС4 в зависимости от типа термопары осуществляется путем изменения напряжения, подаваемого на вход измерительного моста. Это в коробке холодных спаев осуществляется путем переключения перемычки, подключающей параллельно входу моста соответствующий резистор R5 – R8. В зависимости от используемой термопары (в нашем случае ТХК) перемычка в КХС4 устанавливается на соответствующие контакты.

Рабочие параметры регулятора РП4-Т имеют следующие номинальные диапазоны:

- плавной установки зоны нечувствительности «Δ» 0.2-2 % диапазона изменения входного сигнала;

- плавной установки коэффициента передачи «αп» 0.5-5 c / %;

- плавной установки постоянной времени интегрирования «τи» 5-500 c;

- плавной установки постоянной времени демпфирования «Тф» 0-10 c;

- плавной установки минимальной длительности импульса «tи» 0.1-1 c;

- плавной установки коэффициента масштабирования устройства 0-1;

- действия внешнего реостатного задатчика ± 5 %;

- действия «корректора» ± 5 %.

Питание регулирующего устройства РП4_т осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В 50 Гц.

Потребляемая мощность не более 15 ВA.

Регулирующее устройство РП4-Т не имеет гальванической развязки между входными и выходными цепями. В регуляторе обеспечивается дискретная трехступенчатая дистанционная подстройка коэффициента передачи в диапазоне 0.5 – 5 c / % и постоянной времени интегрирования в диапазоне 5–500 c с кратностью 10 от установленного значения в сторону увеличения.

ц ошибка;ется а РП4-ТРУ-32лы задатчика соответствуют 20 и возвращается в режим аписи новых установленных значений в энергонезавФункциональная связь между входными сигналами регулирующего устройства и положением выходного органа исполнительного механизма имеет вид:

, (1)

где y – значение выходного сигнала;

ε – значение входного сигнала;

τи – постоянная времени интегрирования, с.

Коэффициент пропорциональности регулятора, образованного регулирующим устройством РП4-Т и исполнительным механизмом постоянной скорости, определяется выражением:

, (2)

где Кп – коэффициент пропорциональности регулятора;

αп – коэффициент передачи регулирующего устройства, с / %;

Тим – время 100 % хода исполнительного механизма, с.

2 Подготовка регулирующего устройства РП4-Т к работе

Подготовка регулирующего устройства заключается в установке всех органов настройки параметров, расположенных на боковой панели управления, на начальные значения.

Расположение органов установки параметров показано на рисунке 11.

Рис. 11 – Расположение органов установки параметров.

На панели управления установлены следующие органы настройки, с начальными значениями параметров:

«α1» - масштабирование входного сигнала, 0.2;

«Тф» - установка постоянной времени демпфирования, 6 с;

«корректор» - балансировка устройства, 0;

«αп» - установка коэффициента передачи регулятора, 5.0 с / %;

«τи» - установка постоянной времени интегрирования, 15 с;

«Δ» - установка требуемого значения зоны нечувствительности, 2.0 %;

«tи» - установка длительности интегральных импульсов, 0.4 с;

«0» - гнездо общее;

«Y1» - гнездо для контроля работы входной схемы;

«Y2» - гнездо для контроля работы усилителя регулирующей схемы;

«Y3» - гнездо для контроля работы интегратора обратной связи.

В регулирующем устройстве РП4-Т значение коэффициента передачи устанавливается органом «αп» на панели управления. Значение постоянной времени интегрирования устанавливается органом «τи» на панели управления. При определенных соотношениях параметров настройки «αп», «tи» и «Δ» возможен автоколебательный режим работы устройства, что фиксируется по поочередному включению индикаторов «Б» и «М» на передней панели. Условием отсутствия автоколебаний является выполнение следующего соотношения: tи / αп < Δ.

3 Методы настройки промышленных регуляторов

Параметры настройки регуляторов должны быть выбраны такими, чтобы в замкнутой автоматизированной системе регулирования (АСР) был обеспечен заданный запас устойчивости; при этом выбранный показатель качества регулирования должен быть не хуже требуемого (или должен иметь экстремальное значение).

Поскольку в теории автоматического регулирования запас устойчивости может быть оценен по-разному, а также используются различные показатели качества регулирования, в инженерных расчетах применяются несколько методов определения оптимальных параметров настройки регуляторов.

Ниже рассмотрены наиболее распространенные из них.

3.1 Формульный метод определения настроек регулятора

В практике наладочных работ широко используют приближенные формулы для определения оптимальных параметров настройки регуляторов. Метод используется для быстрой, приближенной оценки значений параметров настройки регулятора для трех видов оптимальных типовых процессов регулирования. Метод применим как для статических объектов с самовыравниванием (таблица 1), так и для объектов без самовыравнивания (таблица 2).

Таблица 1 - Формульный метод определения настроек регулятора для статических объектов с самовыравниванием.

Регулятор

Типовой процесс регулирования

Апериодический

С 20% перерегулированием

Jmin

И

П

ПИ

ПИД

где T, τ, Коу - постоянная времени, запаздывание и коэффициент усиления объекта. В этих формулах предполагается, что настраивается регулятор с зависимыми настройками, передаточная функция которого имеет вид: