Politechnika Poznańska

Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania

Podstawy Automatyki – laboratorium

Ćw. 5:

Regulator dwupołożeniowy na przykładzie regulacji temperatury

Cel ćwiczenia:

Celem jest badanie regulatora dwupołożeniowego oraz wyznaczenie dynamicznych i jakościowych
parametrów regulacji dwupołożeniowej.

Zakres niezbędnych wiadomości teoretycznych:

Obejmuje on:

- istotne cechy regulatorów dwupołożeniowych oraz zakres ich stosowania,

- przebiegi wielkości regulowanej w układzie regulacji dwupołożeniowej,

- sposoby poprawy jakości regulacji dwupołożeniowej.

Opis stanowiska lab:

Rys. 1. Opis elementów stanowiska.

1.

Włącznik sieciowy (boczna ścianka
stanowiska).

2.

Zaciski wyjściowe czujników
temperatury PT1000; T1÷T3

3.

Zaciski zasilające ogniwa Peltiera OP1.

4.

Zaciski zasilające wentylatora
chłodzenia ogniwa OP1.

5.

Zaciski wyjściowe termistora T4.

6.

Zaciski zasilające wentylatora
chłodzenia ogniwa OP2.

7.

Zaciski zasilające ogniwa Peltiera OP2.

8.

Zaciski wewnętrznego regulatora
temperatury.

9.

Wewnętrzny regulator temperatury –
STC 8080.

10.

Zaciski połączeniowe badanych
regulatorów.

11.

Zaciski zasilania 12V/12A.

12.

Wentylator chłodzący z radiatorem
ogniwa OP2.

13.

Ogniwo Peltiera OP2.

14.

Osłona modułu grzewczo/chłodzącego.

15.

Ogniwo Peltiera OP1.

16.

Wentylator chłodzący z radiatorem
ogniwa OP

Politechnika Poznańska

Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania

Podstawy Automatyki – laboratorium

Ćw. 5:

Regulator dwupołożeniowy na przykładzie regulacji temperatury

Stanowisko zbudowano z wykorzystaniem następujących elementów:

1.

Moduł grzewczo/chłodzący -14; składa się z części centralnej wykonanej z litego
kształtownika aluminiowego, w którym w wykonanych otworach umieszczono czujniki
temperatury wykorzystywane podczas badań. Do modułu przytwierdzono zabezpieczenie
termiczne na wypadek przekroczenia dopuszczalnej temperatury 100

o

C. Po obu stronach bloku

zamontowano ogniwa Peltiera wraz z radiatorami i wentylatorami, które mają za zadanie
chłodzić „gorącą” stronę ogniw w przypadku ich zasilenia z przeciwną polaryzacją tj. (+) do (-)
oraz (-) do (+). Oznacza to, że ciepło przepływa od aluminiowego bloku do radiatorów, co
skutkuje chłodzeniem bloku. Po odwrotnym podłączeniu zasilania ogniwa czyli zgodnie z
polaryzacją (+) do (+) oraz (-) do (-), kierunek przepływu ciepła zmienia się – aluminiowy blok
jest nagrzewany; w tym przypadku zasilanie wentylatorów nie jest konieczne. Jednakże, aby
omyłkowo nie dopuścić do uszkodzenia ogniwa, zaleca się ciągłą pracę wentylatorów, gdy
ogniwa są zasilane. Wszystkie zaciski umieszczono nad modułem oraz dodatkowo w części
regulatorów badanych. Do zasilenie modułu należy wykorzystać wewnętrzny zasilacz
12V/12A, którego zaciski wyjściowe umieszczono na panelu przednim i opisano jako -8 oraz -
11.

2.

Moduł wewnętrznego regulatora temperatury -9. Aby umożliwić przeprowadzenie prostych
ć

wiczeń z wykorzystaniem typowego regulatora temperatury, w stanowisku wbudowano

regulator STC 8080 umożliwiający zadanie podstawowych parametrów regulacji opisanych w
załączonej instrukcji obsługi (na końcu niniejszej instrukcji). Zasilanie regulatora uzyskano z
wewnętrznego zasilacza i jest ono włączane jednocześnie z włączeniem zasilania głównego
przełącznikiem -1.

3.

Zaciski połączeniowe badanych regulatorów -11. Do zacisków tych podłączono wszystkie
elementy wykonawcze stanowiska (ogniwa Peltiera i wentylatory) oraz czujniki temperatury
T1 ÷ T4. Daje to możliwość podłączenia dowolnego typu regulatora wykorzystywanego
podczas badań.

Politechnika Poznańska

Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania

Podstawy Automatyki – laboratorium

Ćw. 5:

Regulator dwupołożeniowy na przykładzie regulacji temperatury

Rys 2. Schemat wewnętrzny stanowiska laboratoryjnego

1 – ogniwo Peltiera, 2 – wentylator, 3 – czujnik temperatury, 4 – wyjście sterujące (przekaźnikowe) regulatora, 5 –

regulator

Rys 3. Schemat stanowiska laboratoryjnego

stanowisko

Cz. temp

oscyloskop

Karta SD

PC

wykres

regulator

GND

Zasilanie sieciowe

~230V

1

2

3

4

5

Politechnika Poznańska

Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania

Podstawy Automatyki – laboratorium

Ćw. 5:

Regulator dwupołożeniowy na przykładzie regulacji temperatury

Przebieg ćwiczenia:
W ramach ćwiczenia należy:
a) uruchomić stanowisko pomiarowe;
b) kontrolować przebieg rejestracji badanych wielkości i prawidłowość działania poszczególnych
elementów stanowiska, a w szczególności temperatury w trakcie grzania; zaznaczyć momenty
przełączeń regulatora;
c) przerwać pomiar po zarejestrowaniu trzech lub czterech cykli wielkości regulowanej;
d) badania wykonać trzykrotnie dla różnych nastaw regulatora
e) wyznaczyć stałe czasowe elementów inercyjnych układu

Sprawozdanie:
Sprawozdanie powinno zawierać:
- schemat blokowy stanowiska oraz dane katalogowe badanego regulatora,
- wyskalowane i zinterpretowane wykresy temperatur dla różnych nastaw
- szerokość pętli histerezy badanego regulatora
- wartości stałych czasowych elementów inercyjnych układu.