POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA I PODSTAW TECHNIKI

LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

TEMAT: DWUPOŁOŻENIOWA REGULACJA TEMPERATURY- E1.

WYKONAŁ: GRUPA:

Grzegorz Cencek WT IV

Kisiel Jacek

Pałka Zbigniew

LUBLIN 2000

WSTĘP:

Układy regulacji dwupołożeniowej są najprostszymi układami automatyki. Cechą charakterystyczną tego rodzaju układów jest fakt, że sygnał sterujący może przyjmować tylko dwa stany, którym umownie przypisuje się wartość logiczną 0 lub 1. Stan 1 oznacza załączenie mocy grzejnej, 0 oznacza wyłączenie grzania. Załączenie lub wyłączenie grzałki następuje w zależności od tego, czy temperatura obiektu jest niższa lub wyższa od wartości zadanej. Oczywiście oznacza to, że nawet w stanie ustalonym, gdy nie ma żadnych zakłóceń regulowana temperatura oscyluje wokół zadanej. Parametrami, które mogą scharakteryzować te oscylacje są: amplituda, częstotliwość, faza rozruchu, faza pracy ustalonej - zależą od własności obiektu regulacji.

Czujnik regulatora dokonując pomiaru rzeczywistej temperatury obiektu Y(t), porównuje ją z temperaturą zadaną Y₀ i zależnie od wyniku porównanie powoduje ustawienie 0 lub 1 na nieliniowym elemencie wykonawczym. Okresowe załączanie i wyłączanie obiektu i towarzyszące mu procesy grzania i studzenia obiektu prowadzą do ustalenia się oscylacji temperatury.

Transmitancja K(s) wynosi:

K(s)= [Y _max / T _s +1]* e^-sT₀

gdzie:

Y _min - temperatura otoczenia,

Y _max- najwyższa temperatura jaką można uzyskać w obiekcie,

Stosunek opóźnienia do zastępczej stałej czasowej jest parametrem charakteryzującym łatwość regulacji obiektu. Im stosunek ten jest mniejszy tym obiekt jest łatwiejszy do regulacji.

Graniczna wartość wynosi:

T_o / T ≤ 0,1

SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO

Rys. Schemat blokowy układu regulacji dwupołożeniowej.

Rys. Schemat funkcjonalny regulatora dwupołożeniowego.

DANE, WZORY I OBLICZENIA:

DANE:

Y₀ = 50,1 ^oC

T₀ = 2s

T = 31s

t _n = 50,1 ^oC

1.Δ Y - zakres oscylacji temperatury,

ΔY= T₀/ T * ( Y _max - Y _min)

ΔY = 2/ 31 * ( 57,9 - 27,4 ) = 0,06 * 30,5 = 1,83 ⁰C

2. Y _p - wartość przeregulowania,

Y _p = Y ₀ * {[1 -Y ₀ / Y _max] / [ Y _o / Y _max]} * ( 1 - e^{- T}₀ ^{/ T})

Y _p. = 50,1 * {[1- 50,1 / 57,9] / [50,1 / 57,9]} * ( 1- e ^-0,06) = 50,1 * 0,154 * 0,058 = 0,447 ^oC

3. t _osc - okres oscylacji,

t_osc = T₀ / [ Y₀ / Y _max * (1- Y₀ / Y _max)]

t_osc = 2 / [50,1 / 57,9 * (1- 50,1 / 57,9)] = 2 / 0,116 = 17,25

4. e - wartość ustalonego średniego uchybu,

e = ΔY [(2 * Y₀ /Y _max )- 1]

e = 1,83 [(2 * 50,1 / 57,9) -1] = 1,83 * 0,73 = 1,33

5. t _n - wartość zadana,

4. WNIOSKI:

Z obliczeń wartość stosunku opóźnienia do zastępczej stałej czasowej T_0­­/T = 0,06 i spełnia warunek T_o / T ≤ 0,1 i charakteryzuje łatwość regulacji obiektu. Na tej podstawie można uznać, że układ jest łatwy do regulacji.

Zakres oscylacji temperatury ΔY zależy tylko od własności obiektu regulacji (To, T, Ymax). Zakres oscylacji nie zależy od Yo.

Okres oscylacji układu wynosi 60s, zakres oscylacji temperatury ΔY = 6^oC (wartości odczytane z wykresu).

„ 0 ”

„1”

e

Y_o

Y(t)

I

OBIEKT

REGULACJI

Temp.

Stan.

0

1

h

Y₀

Y_t

-

+ Y₀

e = Y₀ - Y(t)

ZADAWANIE

Y_o

CZUJNIK

TEMPERATURY

---