Ireneusz Berbecki Szczecin dn. 05.05.2007

ćw. nr. 12/14p Układy regulacji pneumatycznej .

1. Schemat blokowy układu regulacji .

Rys. 1. Schemat blokowy układu regulacji na stanowisku nr III

SP - (Set Point) - wartość zadana,

PV - (Proess Variable) - wartość rzezywista (regulatora) za przetwornikiem,

e - (e = SP - PV) - uchyb regulacji,

CO - (Controller Output) - sygnał sterujący (wyjściowy z regulatora),

MS - (Measuring Signal) - wartość rzeczywista (regulowana) przed przetwornikiem,

AS - (Air Supplay) - powietrze zasilające urządzenia automatyki

2. Definicja nastaw regulacji : T_c ; X_p ; T_d

Czasem całkowania ( T_c ) : jest to czas, po którym działanie części całkującej jest równe

działaniu części proporcjonalnej przy skokowej zmianie sygnału

wejściowego.

Czas różniczkowania ( T_d ) jest to czas, po którym działanie części różniczkującej jest równe

działaniu części proporcjonalnej przy liniowej w czasie zmianie

sygnału wejściowego .

Zakres proporcjonalności ( X_p ) określa się jako odwrotność wpółczynnika wzmocnienia

regulatora. Inaczej - zakres proporcjonalności równa się uchybowi

regulacji e wyrażonemu w procentach, który powoduje

wygenerowanie 100% wartości sygnału sterującego (wyjściowego) u.

Xp = ( 1/ Kp ) * 100%

3. Wpływ nastaw na pracę układu

Układ regulacji będąc stabilnym może dalej charakteryzować się agresywną lub łagodną pracą . Ustawienie określonych wartości P , I , D ma bezpośredni wpływ na rodzaj pracy regulatora. Wartości jakie są ustawiane zależą od oczekiwań eksploatatora i zadań jakie ma on wykonywać .

4. Opis działania układu regulacji na stanowisku z opisem wypracowywania uchybu

Układ ten ma za zadanie utrzymywać w zbiorniku głównym stałe ciśnienie powietrza nastawione na żądanym poziomie przez operatora. Regulacji dokonuje się za pomocą sterowania zaworem w sposób automatyczny lub ręczny.

Ze zbiornika zasilającego , powietrze zasilające jest podane do:

• stacyjki nastawczej

• regulatora

• przetwornika średnich ciśnień

Podczas regulacji automatycznej regulator porównuje wartości SP (5) z PV (4). W zależności od uchybu regulacji generuje sygnał CO (6), który steruje elementem wykonawczym. Wartość PV jest sygnałem z przetwornika średnich ciśnień, który przetwarza rzeczywiste ciśnienie, jakie panuje w zbiorniku głównym na sygnał 20 ÷ 100 kPa. Wartość SP jest sygnałem nastawianym lewym pokrętłem na stacyjce nastawczej.

Natomiast podczas regulacji ręcznej operator steruje bezpośrednio elementem wykonawczym za pomocą pokrętła prawego na stacyjce nastawczej.

Na wskaźniku pneumatycznym możemy obserwować różnicę między ciśnieniem zadanym SP, a ciśnieniem rzeczywistym PV - uchyb regulacji.

Jeśli wartość ciśnienia mierzonego MS (3) w zbiorniku głównym jest zbyt duża, to regulator ma za zadanie otworzyć zawór, aby wypuści powietrze do atmosfery, a gdy zbyt mała - przymknąć zawór lub całkowicie zamknąć.

Zawór zakłóceń służy do symulacji zużycia powietrza w rzeczywistym procesie poprzez upust do atmosfery, w większym lub mniejszym stopniu (11).

5. Dobór nastaw metodą Zieglera - Nicholsa

Poprzez zwiększanie wzmocnienia regulatora proporcjonalnego ( Kp ), doprowadzamy zamknięty układ regulacji do granicy stabilności. Następnie wyznaczamy odpowiadające temu stanowi wzmocnienie regulatora Kp = Kkr, po czym po wykonaniu pomiarów okresu generowanych na wyjściu tego układu drgań ( Tosc ) dokonujemy nastaw :

6. Rodzaj pracy regulatora

Regulator z jaki się zapoznaliśmy posiada możliwość wyboru trybu pracy .

W zależności czy współpracujące urządzenie ma doprowadzone sterowanie siłownikiem do przestrzeni nad czy pod membranę siłownika . Takie rozwiązanie pozwala nam na instalowanie urządzeń o odmiennej budowie i dalsze ich poprawne działanie.

Zmiana położenia „trybu pracy” regulatora powoduje , zmianę ułożenia kanałów i tym samym zamianę komór membrany członu porównującego , co powoduje `odwróconą' pracę regulatora.

---