Синтез закона управления и настройка промышленного регулятора для стабилизации температуры в условиях возмущений

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



p>

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3 - Внешний вид лицевой панели прибора

 

На лицевой панели прибора расположены элементы управления и индикации:

  • клавиатура управления,
  • цифровой 4-х разрядный индикатор;
  • восемь светодиодов красного свечения, которые сигнализируют о различных режимах работы прибора.

На задней панели прибора установлены силовые и измерительные части, а также присоединительный клемник.

Назначение элементов лицевой панели:

-светодиоды К1, К2 сигнализируют о включении выходных устройств ПИД-регулятора и компаратора (устройства сравнения) соответственно;

-светодиоды Т, Tu, Td, Хр, С1, С2 засвечиваются в режиме установка параметров и сигнализируют о том, какой параметр выбран для установки;

кнопка Прог предназначена для входа в режим просмотра и установки рабочих параметров, а также записи новых установленных значений в энергозависимую память прибора;

кнопка ^ предназначена для изменения значения параметра при его установке;

кнопка предназначена для выбора изменяемого разряда соответствующего параметра.

На рисунке 1.1 (см. Функциональную схему стенда) в центре приведена функциональная схема прибора ТРМ-10. На этой схеме слева показано, что сигнал по стрелке Главная ОС цифровой САР попадает на блок Вход. Прибор ТРМ-10 имеет точки подключения аналоговых первичных преобразователей (датчиков) по двух или трех проводной схеме к внутренним схемам, условно обозначенным этим блоком Вход. Входной аналоговый сигнал с этого блока преобразуется в цифровой, в блоке Измерение Т. Сигнал корректируется на смещение и форму по паспортным данным термосопротивления, то есть по Rо, сопротивлению датчика при 0 С и по W (отношению сопротивления датчика при 100 0С к его сопротивлению при 0 0С) и по его номинальной статистической характеристике Rt терморезистора типа НСХ-100П.

В стенде используется трехпроводная схема подключения датчика. К одному из выводов терморезистора Rt подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу Rt. Такая схема позволяет автоматически скомпенсировать сопротивление соединительных проводов, которое зависит от внешней температуры. Режим работы ТРМ-10 для настройки точности датчика называется сдвиг характеристики.

Далее, уже в цифровом виде, сигнал поступает на цифровой фильтр (ЦФ), который позволяет уменьшить влияние случайных помех на измерение контролируемых величин. Работа фильтра определяется параметром глубина фильтра, в котором задается количество последних N измерений (с тактом опроса аналогового сигнала в tизм=6 млсек.), необходимых для вычисления среднеарифметического. При значении параметра равном 0 и 1 фильтр выключен. При любом другом значении увеличение значения N приводит к улучшению помехозащищенности, но вместе с тем увеличивает инерционность прибора.

С цифрового фильтра разностный сигнал Ei, равный ошибке регулирования в момент времени ti = i tизм (Ei = T - Ti), поступает на цифровой регулятор по ПИД закону. На выходе регулятора (по программе зашитой в памяти микроконтроллера) вырабатывается сигнал U, действие которого направлено на уменьшение отклонения текущего значения регулируемой величины Ттек от требуемой (Т = заданной температуре) для выходной координаты, измеряемой системным датчиком Тс:

 

 

Хp - полоса пропорциональности, обратная величине коэффициента усиления;

Ei - отклонение (другими словами, ошибка регулирования);

Td - постоянная времени дифференцирования;

dE - разность между двумя соседними отклонениями Еi;

dt - время между двумя соседними измерениями ( dt = tизм );

Tu - постоянная времени интегрирования;

S(n=0, n=i)En - накопленная сумма отклонений, почти равная интегралу от ошибки регулирования.

Далее значение U преобразуется в длительность импульсов D относительно периода их следования Tсл по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ):

 

- длительность выходных импульсов в процентах;

Тсл - период следования импульсов в дискретах,

U - величина управления в дискретах, при U = Uмах длительность D = 100%.

 

Минимальная длительность импульса D ограничивается лишь дискретностью вычислений в приборе ТРМ-10 и составляет 6 мс, что позволяет достичь большой чувствительности системы и повышенной точности регулирования (для малоинерционного объекта регулирования). Через выходное устройство сигнал поступает на выход К1 прибора. На схеме выходное устройство показано в виде транзистора в квадратике. Светодиод К1 загорается каждый раз, когда на этот выход поступает управляющий сигнал, горит долю длительности от Тсл, пропорционально значению управляющего дискретного сигнала U и погасает на долю от Тсл до конца периода. Период Тсл настраивается в ТРМ-10 в режиме Установка параметров в секундах с шагом 1сек.

В стенде этот импульс поступает на транзисторную оптопару и затем на устройство управления триаком по приципу Duty cicly, чтобы избежать перенапряжения на триаке из-за индуктивной формы нагрузки нагревателя для термостата. Сигнал управления триаком формируется электроникой стенда, а именно блоком управления триаком, причем импульсы поджига (открытия его в ту или другую сторону) формируются при переходе сетевого напряжения через ноль, то есть каждые 10 миллисекунд. При отключении сигнала К1 импульсы поджига также снимаются.

С

s