ТЕМА « Снятие и исследование статических характеристик пропорционального регулятора при различных значениях коэффициента пропорционального воздействия ».

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

 

ТЕМА «Снятие и исследование статических характеристик пропорционального регулятора при различных значениях коэффициента пропорционального воздействия».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться определять работоспособность регулятора и анализировать снятые статические характеристики.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Пропорциональный регулятор ПР2.8 предназначен для получения непрерывного регулирующего воздействия на исполнительный механизм давлением сжатого воздуха с целью поддержания параметра в пределах, которые могут быть обеспечены при регулировании статическими объектами. Регулятор обеспечивает

передачу пневматического сигнала на расстояние по трассе до 300 м, при внутреннем диаметре трубки 6 мм.

Принцип действия регулятора основан на принципе компенсационных сил, про котором механическое перемещение чувствительного элемента близко к 0, следовательно, этот регулятор обладает высокой чувствительностью. Линейность статических характеристик достигается за счёт введения двух сумматоров в приёмный канал и в линию обратной связи элемента сравнения.

Для настройки зоны пропорциональности от 100…3000%, дроссель VIII ставят на отметку 100%, что соответствует его закрытию, а дроссель III на требуемую отметку.

Для настройки зоны пропорциональности от 2…100% необходимо закрыть дроссель III, а дроссель VIII является рабочим.

Регулятор может работать как прямой и как обратный. Регулятор устанавливается на задней стенке вторичного прибора.

Дросселем VIII можно устанавливать зону пропорциональности 2, 10, 20, 40, 80, 100%.

Дросселем III – 100, 125, 250, 500, 1000, 3000%.

Регулятор работает по уравнению:

Рвых = К× (Рп – Рз) + Ро кгс/см² ,

где К – коэффициент усиления регулятора,

Ро - давление воздуха от встроенного в регулятор задатчика, при котором Рпер = Рзад.

Если Рпер = Рзад, то регулятор находится в состоянии равновесия. Выходное давление равно Ро. Пусть дроссели III и VIII закрыты, т.е. на отметке 100%. Отрицательная обратная связь будет наибольшей.

Если Рпер. больше Рзад, то мембранный блок элемента IV начинает перемещаться вниз, прикрывая нижнее сопло питания С1, давление в точке А начинает увеличиваться. Это увеличение давления постоянно через постоянный дроссель ПД2 поступает в камеру усиления Д V и через выключающее реле VI на выход регулятора, а так же в камеру отрицательной обратной связи Б IV, т.к. дроссель VIII закрыт, то в камеру В IV давление от точки А не поступает.

Нарастание давления в камере В IV отрицательной обратной связи приведёт к торможению мембранного блока и мембранный блок полностью прекратит своё перемещение, когда усилия от давления в камерах Б IV, В IV, Г IV и Д IV в сумме равны нулю.

Откроем дроссель VIII полностью, т.е. устанавливаем зону пропорциональности равной 2%. Если Рпер. больше Рзад., то в этом случае нарастающее давление от точки А будет поступать не только в камеру Б IV, компенсируя действие отрицательной обратной связи.

Разницу давлений Рпер. и Рзад. практически компенсировать нечем, мембранный блок элемента IV максимально перемещается вниз, вызывая тем самым быстрое нарастание давления на выходе регулятора, при таком положения дросселя VIII отрицательная обратная связь минимальная, а коэффициент усиления наибольший. Устанавливаем дроссель VIII в промежуточное состояние, тем самым регулируем величину отрицательной обратной связи, а следовательно коэффициент усиления регулятора.

Для установления зоны пропорциональности свыше 100% дроссель VIII закрывают (Д=100%), а дроссель III устанавливают на требуемую отметку, т.к. он включён в прямую линию, то при его открытии воздух будет перетекать из камеры с большим давлением в камеру с меньшим давлением. Степень перетока воздуха определяется степенью открытия, коэффициент усиления регулятора будет тем

меньше, чем больше открыт дроссель III.

Переход с автоматического режима работы регулятора на ручное управление производят с помощью станции, встроенной во вторичный прибор.

В камеру В VI подаётся командный сигнал Рк = 1,4 кгс/см². Этот сигнал поступает в выключающее реле, после нажатия кнопки «откл» на вторичном приборе. В этом случае давление воздуха в камере В VI сжимается пружина и закрывает сопло С 2. Сопло С 1 участия в работе не принимает, т.к. оно загружено. Выход с регулятора отключается от линии исполнительного механизма.

Для перехода на автоматическое регулирование камера В VI сообщается с атмосферой и выход регулятора соединяется с исполнительным механизмом.

 

Рисунок 1 – Схема стендовой поверки регулятора ПР2.8.

 

Таблица 2 – Варианты заданий

 

Номер бригады

Значен. ДД%

 

Для проверки ДД£100% давление переменной (задания)изменяют до тех пор, пока выходное давление регулятора изменится на ±0.2 кгс/см²,отмечают значения входных величин-давлений, соответствующее выходным 0.4 и 0.8 кгс/см² и определяют Рвх в кгс/см².

Зона пропорциональности в % подсчитывается по формуле:

Для ДД>100% изменяют задание (переменную) на ±0,2 кгс/см², отмечая значения выходного давления, соответствующие двум крайним значениям входного давления 0,4 и 0,8 кгс/см². Определив DРвых в кгс/см², предел пропорциональности подсчитывают по формуле:

Результаты проверки шкалы зоны пропорциональности заносятся в таблицу

 

Таблица 3- Результаты проверки зоны пропорциональности

 

Установлен – ное значение ДД,%	Давление,кгс/см2	Действительное значение ДД, %	Отклонение ДД, %
на входе	на выходе

 

Отклонение ДД подсчитывается:

где Дддейств - действительное значение ДД;

Ддуст – значение ДД, установленное на регуляторе

 

ПРИМЕР: На шале предела пропорциональности установлено значение

ДДуст=100%, а действительное значение ДД, определённое

по уравнению в результате опыта по данной отметке равно

Дддейств=110%. Определить отклонение Ддоткл;

 

Допустимые ДД отклонения согласно ГОСТ составляет 15% на отметках от 40 до 1000% и 23% на других отметках шкалы.

4.6 Для построения статических характеристик проводят эксперимент и заполняют таблицу 4 (для ДД£100%) и таблицу 5 (для ДД>100%,)

 

Таблица 4 – Статическая характеристика Таблица 5 – Статическая характеристика

для ДД£100% для ДД>100%

 

Давление на входе DРвх, кгс/см2	Давление на выходе Рвых, кгс/см2	Давление на входе DРвх, кгс/см2	Давление на выходе Рвых, кгс/см2
	0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0	-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 -0 0.1 0.2 0.3 0.4

Рвых кгс/ см2   0,8     0,6     0,4   0.2

 

Рисунок 2 – Статические характеристики регулятора ПР2.8-М1

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Название и цель работы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

6.1 Устройство и принцип действия регулятора ПР2.8

6.2 Применение регулятора в зависимости от динамических свойств объектов

регулирования.

6.3 Проверка смещения контрольной точки.

6.4 Проверка шкалы зоны пропорциональности.

6.5 Снятие статических характеристик регулятора при различных коэффициентах усиления.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1 Заводская инструкция на регулятор ПР2.8.

2 Дианов В.Г. «Автоматическое регулирование и регуляторы в химической промышленности», Химия, М.,1978, стр.161-165.

3 Полоцкий Л.М. «Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в химической промышленности», Химия, М., 1973, стр.210-215.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

 

ТЕМА «Снятие и исследование статических характеристик пропорционального регулятора при различных значениях коэффициента пропорционального воздействия».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться определять работоспособность регулятора и анализировать снятые статические характеристики.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Пропорциональный регулятор ПР2.8 предназначен для получения непрерывного регулирующего воздействия на исполнительный механизм давлением сжатого воздуха с целью поддержания параметра в пределах, которые могут быть обеспечены при регулировании статическими объектами. Регулятор обеспечивает

передачу пневматического сигнала на расстояние по трассе до 300 м, при внутреннем диаметре трубки 6 мм.

Принцип действия регулятора основан на принципе компенсационных сил, про котором механическое перемещение чувствительного элемента близко к 0, следовательно, этот регулятор обладает высокой чувствительностью. Линейность статических характеристик достигается за счёт введения двух сумматоров в приёмный канал и в линию обратной связи элемента сравнения.

Для настройки зоны пропорциональности от 100…3000%, дроссель VIII ставят на отметку 100%, что соответствует его закрытию, а дроссель III на требуемую отметку.

Для настройки зоны пропорциональности от 2…100% необходимо закрыть дроссель III, а дроссель VIII является рабочим.

Регулятор может работать как прямой и как обратный. Регулятор устанавливается на задней стенке вторичного прибора.

Дросселем VIII можно устанавливать зону пропорциональности 2, 10, 20, 40, 80, 100%.

Дросселем III – 100, 125, 250, 500, 1000, 3000%.

Регулятор работает по уравнению:

Рвых = К× (Рп – Рз) + Ро кгс/см² ,

где К – коэффициент усиления регулятора,

Ро - давление воздуха от встроенного в регулятор задатчика, при котором Рпер = Рзад.

Если Рпер = Рзад, то регулятор находится в состоянии равновесия. Выходное давление равно Ро. Пусть дроссели III и VIII закрыты, т.е. на отметке 100%. Отрицательная обратная связь будет наибольшей.

Если Рпер. больше Рзад, то мембранный блок элемента IV начинает перемещаться вниз, прикрывая нижнее сопло питания С1, давление в точке А начинает увеличиваться. Это увеличение давления постоянно через постоянный дроссель ПД2 поступает в камеру усиления Д V и через выключающее реле VI на выход регулятора, а так же в камеру отрицательной обратной связи Б IV, т.к. дроссель VIII закрыт, то в камеру В IV давление от точки А не поступает.

Нарастание давления в камере В IV отрицательной обратной связи приведёт к торможению мембранного блока и мембранный блок полностью прекратит своё перемещение, когда усилия от давления в камерах Б IV, В IV, Г IV и Д IV в сумме равны нулю.

Откроем дроссель VIII полностью, т.е. устанавливаем зону пропорциональности равной 2%. Если Рпер. больше Рзад., то в этом случае нарастающее давление от точки А будет поступать не только в камеру Б IV, компенсируя действие отрицательной обратной связи.

Разницу давлений Рпер. и Рзад. практически компенсировать нечем, мембранный блок элемента IV максимально перемещается вниз, вызывая тем самым быстрое нарастание давления на выходе регулятора, при таком положения дросселя VIII отрицательная обратная связь минимальная, а коэффициент усиления наибольший. Устанавливаем дроссель VIII в промежуточное состояние, тем самым регулируем величину отрицательной обратной связи, а следовательно коэффициент усиления регулятора.

Для установления зоны пропорциональности свыше 100% дроссель VIII закрывают (Д=100%), а дроссель III устанавливают на требуемую отметку, т.к. он включён в прямую линию, то при его открытии воздух будет перетекать из камеры с большим давлением в камеру с меньшим давлением. Степень перетока воздуха определяется степенью открытия, коэффициент усиления регулятора будет тем

меньше, чем больше открыт дроссель III.

Переход с автоматического режима работы регулятора на ручное управление производят с помощью станции, встроенной во вторичный прибор.

В камеру В VI подаётся командный сигнал Рк = 1,4 кгс/см². Этот сигнал поступает в выключающее реле, после нажатия кнопки «откл» на вторичном приборе. В этом случае давление воздуха в камере В VI сжимается пружина и закрывает сопло С 2. Сопло С 1 участия в работе не принимает, т.к. оно загружено. Выход с регулятора отключается от линии исполнительного механизма.

Для перехода на автоматическое регулирование камера В VI сообщается с атмосферой и выход регулятора соединяется с исполнительным механизмом.