LABORATORIUM DYNAMIKI I AUTOMATYKI PROCESOWEJ

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA

Ćwiczenie C-3 – Regulacja dwupołożeniowa

Sygnał wyjściowy regulatorów stosowanych w regulacji dwupołożeniowej przyjmuje jedynie

dwie wartości np. 0 i 1, co może odpowiadać stanom włączony i wyłączony urządzenia
wykonawczego. Zaletą regulatorów dwustawnych jest prosta budowa oraz związana z tym wysoka
niezawodność i niska cena, wadą - występowanie oscylacji wielkości regulowanej wokół wartości
zadanej. Regulatory dwustawne mogą być stosowane w układach gdzie występują odpływy strumieni
ciepła lub masy np. w postaci strat. Klasycznym zastosowaniem regulatorów dwustawnych jest
utrzymywanie stałej temperatury obiektu zbliżonej do wartości zadanej. Regulatory te są powszechnie
stosowane np. w żelazkach, lodówkach i piecach.

Celem

ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem regulatora dwustawnego.

Opis ćwiczenia

W

ćwiczeniu zastosowano regulator dwustawny RD do regulacji temperatury pieca P.

Przepływ prądu przez grzałkę G jest włączony gdy temperatura pieca T

1

jest niższa od temperatury

zadanej T

Z

i wyłączony - gdy temperatura pieca T

1

jest wyższa niż temperatura zadana T

Z

.

Początkowo temperatura pieca P mierzona termometrem T

1

jest niższa od temperatury T

Z

,

regulator RD włącza więc przepływ prądu przez grzałkę G. Piec nagrzewa się do momentu, gdy
temperatura T

1

osiągnie wartość zadaną T

Z

. Wówczas regulator wyłącza przepływ prądu przez

grzałkę G, ale przez pewien czas temperatura T

1

nadal rośnie (dlaczego ?). Następnie piec stygnie,

ponieważ poprzez ścianki oddaje ciepło do otoczenia. Gdy temperatura T

1

obniży się poniżej wartości

T

Z

, wówczas regulator RD ponownie załącza przepływ prądu przez grzałkę G. Chwilowe wartości

temperatury T

1

rejestrowane są przez komputer K i przedstawiane w postaci wykresu w zależności od

czasu.
Typowy przebieg zmienności wielkości regulowanej w czasie podczas regulacji dwustawnej
przedstawiono na poniższym rysunku.

Podczas

wykonywania

ćwiczenia należy notować zmiany natężenia prądu elektrycznego

płynącego przez grzałkę w czasie oraz obserwować zmiany temperatury w piecu.

Sprawozdanie: W sprawozdaniu należy:

• wykreślić zależność temperatury T1 i natężenia przepływu prądu elektrycznego A przez

grzałkę od czasu,

• wyznaczyć średnią temperaturę całkową dla przedziału czasowego, w którym praca układu

była cykliczna,

• na podstawie wykresu przebiegu wielkości regulowanej wyznaczyć czas opóźnienia układu

oraz stałą czasowa obiektu,

• przeprowadzić dyskusję na temat obserwowanych przebiegów regulacji oraz wpływu wielkości

obiektu regulacji.

Kolokwium: Zakres materiału wymaganego do zaliczenia kolokwium końcowego:
1. Regulacja automatyczna i struktury układów regulacji.
2. Regulatory dwu- i trójstawne, zasada ich działania.
3. Własności statyczne i dynamiczne układów sterowania.
4. Własności dynamiczne obiektów regulacji.

Literatura zalecana:
1. Treść wykładu „Automatyka” – 7 semestr IChiP
2. Treść wykładu „Dynamika procesowa” – 8 semestr IChiP
3. Chorowski B., Werszko M., "Mechaniczne urządzenia automatyki", WNT 1990.
2. Kostro J., "Elementy, urządzenia i układy automatyki", WSiP 1983.

2007