Разработка проекта автоматического регулирования работы сушилки для текстильных материалов по температуре

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Объект - сушилка для текстильных материалов. Выходная величина - температура. Характер изменения нагрузки - резкий.

Статическая ошибка регулирования допускается.

Тип исполнительного механизма - с постоянной скоростью

Экспериментальные данные получены при =20%. х.р.о.

Таблица 1

Рис. 1

1. Определить приближенную динамическую модель ТОУ и уточненную (n 2 ).

2. Выбрать технические средства автоматизации, аналоговые серийно выпускаемые промышленностью, для реализации АСР. Дать качественную оценку точности реализации идеального закона регулирования. Нарисовать техническую структуру АСР на базе аналоговых и цифровых ТСА.

1. Определение динамической модели ТОУ

С использованием программы Mathcad строим график зависимости выходной координаты объекта от времени:

Рис. 2

Поскольку выходной величиной является температура, то ТОУ - статический. Характер изменения - плавный, Д-составляющая не нужна. По заданию статическая ошибка допускается. Следовательно, выбираем П-регулятор.

Для получения переходной характеристики воспользуемся правилом суперпозиции.

Получим упрощенную модель динамики ТОУ. Для этого проведем касательную к графику и определим

1) Запаздывание ф=26с.

2) Постоянная времени объекта То=54с.

3) Коэффициент передачи объекта Ко= ?С/%х.р.о.

Тогда упрощенная математическая модель объекта управления может быть записана в виде:

Размерность коэффициента усиления ?С/%х.р.о. Объект управления статический и обладает самовыравниванием.

Для получения уточненной модели динамики ТОУ воспользуемся методом номограмм.

Для применения этого метода необходимо определить время за которое выходная величина достигнет значений 0,1 и 0,7 от Yзад.

t01=16 c. t07=60c. t17=t01/t07=0,267.

T1'=0,53c T2'=0,15c.

Вычислим значения постоянных времени ТОУ.

Т1=Т1'*t07=0,53*60=31,8 c.

T2=T2'*t01=0,15*60=9 c.

Уточненная модель динамики ТОУ имеет вид:

2. Выбор технических средств автоматизации

Для того чтобы разработать техническую структуру САУ, нам необходимо самостоятельно выбрать технические средства автоматизации (ТСА).

Выбор технических средств автоматизации осуществлялся по следующим критериям:

* Соответствие ГОСТу;

* Качество;

* Надёжность;

* Температурные диапазоны работы;

* Регулировочный диапазон работы;

* Унифицированный выход сигналов;

* Соответствие рабочим средам;

* Технологическая совместимость ТС.

Выбор аналогового регулятора.

Исходя из условий задачи ИМ пропорциональный, следовательно, выбираем мембранный исполнительный механизм типа МИМ-160 одностороннего действия.

Поскольку ТОУ является нагревательная камера, выходная температура, то наиболее подходящим датчиком будет термосопротивление типа

ДТС065Л-100П.0В3.120.5 с выходом унифицированного сигнала 4-20 мА.

Для пропорционального ИМ подходит регулятор Р17, он позволяет реализовать все законы регулирования. К регулятору подключается задающее устройство ЗУ05 и блок управления БУ11.

Выбор цифрового регулятора.

Задание величины регулируемого параметра САУ будет производиться с операторной станции (ОС).

ОС выполняет функции, которые относятся к более высоким уровням управления производством: обеспечивая непосредственное управление производственным процессом.

Назначение ОС - связать оператора с объектом и со средствами АСР, поэтому ОС оснащаются развитыми средствами вывода информации, которые одновременно позволяют воспринимать управляющее воздействие, исходящее от оператора. Главное средство представления информации оператору это экран дисплея. Информация на экране дисплея представлена в форме видеограмм, отображающих состояние технологического процесса.

В состав операторской станции входит:

- Персональный компьютер промышленного исполнения на базе Windows 7;

- Программная оболочка для визуализации работы системы (InTouch 10.6);

- Программа организации человеко-машинного интерфейса под оболочку InTouch.

К ОС при помощи COM-порта подключаем регулятор одноканальный ТРМ201. В ПЛК подается информация о заданной величине температуры с ОС в виде унифицированного аналогового сигнала 4-20 мА.

Исходя из условий задачи ИМ пропорциональный, следовательно, выбираем мембранный исполнительный механизм типа МИМ-160 одностороннего действия.

Поскольку ТОУ является нагревательная камера, выходная температура, то наиболее подходящим датчиком будет термосопротивление типа ДТС065Л-100П.0В3.120.5 с выходом унифицированного сигнала 4-20 мА.

операторный программный цифровой регулятор

3. Синтез регулятора

Поскольку характер нагрузки плавный и статическая ошибка допускается, то согласно таблице 2 выбираем П-закон регулирования.

Таблица 2. Выбор закона регулирования