| CATEGORII DOCUMENTE |
| Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
Simulator pentru monitorizarea si reglarea debitului
1. OBIECTIVUL LUCRARII
cunoasterea principiului de functionare al sistemelor de reglare automate ;
cunoasterea fizica a elementelor componente ale sistemelor de reglare automate;
insusirea tehnicii de manipulare a regulatoarelor analogice.
2. NOTIUNI RECAPITULATIVE DE BAZA
2.1. Descrierea elementelor componente ale SRA-D
In figura 1 este prezentata schema standului experimental din laborator pentru care a fost realizat simulatorul.
Fig.1. Sistem de reglare automata a debitului.
Elementele componente
SP - sursa de presiune (pompa centrifuga);
R1 - robinet de izolare;
ED - element de debit tip diafragma;
PdT - traductor de presiune diferentiala;
( ER)-
extractor de radical;
FT - traductor liniar de debit;
FS - element sumator ( integrator de debit);
FC - regulator de debit;
EE - element de executie tip robinet de reglare;
I/P - convertor electro- pneumatic;
FR - inregistrator de debit;
PI - indicatoare de presiune (manometre);
r - reactia; u - comanda;
Qi- debit de intrare;
Qe- debit de iesire.
Mentinerea debitului la o valoare constanta se realizeaza:
manual, de catre un operator care modifica valoarea debitului la o valoare dorita actionand asupra robinetului de reglare RR;
automat, folosind un dispozitiv de automatizare compus din traductor de debit (FT), extractor de radical (ER), regulator de debit (FC) si robinet de reglare (RR).
Modelarea reprezinta operatia de obtinere a modelului unui sistem real. Pentru sistemul de reglare automata a debitului de fluid procesul este considerat un element aperiodic de ordinul intai. Modelul matematic pentru sistemul de reglare automata se deduce pornind de la modelele asociate fiecarui element component.
Modelul matematic stationar (static) al unui sistem continuu este un ansamblu de ecuatii (relatii) algebrice, care exprima dependenta in regim stationar a marimilor de iesire in raport cu marimile de intrare.
In cazul sistemelor cu caracteristici statice usor neliniare se recomanda liniarizarea modelului in jurul unui punct static de functionare.
Modelele liniare sau liniarizate opereaza cu variabile ce semnifica variatiile marimilor de intrare-iesire fata de valorile regimului stationar (initial) si nu cu valorile absolute ale marimilor fizice respective. Modelul matematic in regim stationar se determina pornind de la modelul matematic in regim dinamic si considerand toate derivatele nule.
Astfel se obtin urmatoarele relatii pentru modelul matematic al sistemului SRA-D:
Traductor
debit intrare: Di = bT DQi;
Regulator de debit: Du = (Kp+
)
De;
Robinet de reglare: DQr = bRR Du.
Modelul dinamic al unui sistem continuu este un ansamblu de ecuatii diferentiale (eventual si algebrice), care exprima dependenta in regim dinamic (tranzitoriu si stationar) a marimilor de iesire in raport cu marimile de intrare.
Pentru studierea caracteristicilor dinamice ale unui sistem de reglare automata la elementele cu raspuns relativ rapid se utilizeaza modelele stationare, iar la elementele cu raspuns relativ lent se utilizeaza modelele stationare. In figura 2 este prezentata schema SRA-debit, cu functiile de transfer asociate fiecarui element component.
Fig. 2. Schema bloc asociata SRA-debit, cu functiile de transfer asociate fiecarui element.
Modelul matematic dinamic al sistemului de reglare al debitului:
+DQ = bP DQr + bPP1 DQP0
+ bpp2 DQC - bPP 3DQPV;
Traductor de debit: aT 
+ Dr = bT DQ; Traductor debit intrare: Di = bT DQi;
Regulator de debit: Du = (Kp+)
De;
Robinet de reglare: aRR 
+ DQr = bRR Du;
Constantele de timp se aleg tinand cont de inertia fiecarui element in parte.
Pentru sistemul de reglare automat al debitului avem:
ap= 1,5 s; aRR = 2 s; aT = 2 s.
La majoritatea sistemelor de reglare a debitului se foloseste ca traductor traductorul cu diafragma. Datorita faptului ca traductorul cu diafragma este neliniar, intregul sistem de reglare va deveni neliniar.
Liniarizarea sistemului de reglare se poate realiza prin urmatoarele modalitati:
- introducerea in bucla de reglare a unui element neliniar care va compensa neliniaritatea traductorului (se presupune ca diafragma este neliniara iar celelalte elemente sunt liniare. Sistemul va deveni in intregime neliniar daca elementul neliniar - care poate sa compenseze neliniaritatea elementului neliniar - se va inseria cu diafragma - elementul neliniar) (vezi fig.3);
- alegerea corespunzatoare a caracteristicii de lucru a robinetului de reglare pentru a compensa neliniaritatea traductorului.
a)
b)
Fig. 3. Liniarizarea SRA-debit:
a) schema SRA - debit; b) caracteristica statica a elementului de liniarizare (EL).
Caracteristica traductorului de debit TF este :
xrT =KQ2.
Caracteristica necesara ansamblului traductor (TF) si element de liniarizare (EL) este :
xr = aQ.
Astfel din cele doua relatii rezulta:
xr
= a 
= b.
Deci elementul de liniarizare trebuie sa fie un "extractor de radical"care trebuie sa aiba caracteristica din figura 3, b).
Sistemul de reglare automata a debitului are o inertie mica. Traductorul de debit, adaptorul, extractorul de radical, robinetul de reglare si liniile de transmisie intre aceste elemente au regiuni tranzitorii caracterizate prin durate si constante de timp de acelasi ordin de marime cu procesul de transport al fluidului pe conducta. Din acest motiv pentru stabilizarea sistemului de reglare automata a debitului trebuie sa se foloseasca valori ale constantei Ti a regulatorului de ordinul unitatilor si zecilor de secunde, iar pentru constanta Kp valori de ordinul 0,2.1 .
Datorita inertiei mici sistemul de reglare automata a debitului este sensibil la perturbatii cu frecventa mare si din acest motiv nu se pot utiliza regulatoarele cu actiune derivatoare.
SRA- D este sensibil la zgomot, acesta apare in procesul de transport al fluidului datorita vibratiilor introduse de pompe si de curgerea turbulenta. Valoarea debitului depinde de viteza de rotatie a pompei, de valoarea presiunii la consumator si de rezistenta hidraulica totala a conductei de transport.
2.3. Program pentru monitorizarea si reglarea debitului
Programul a fost realizat in mediul de programare Borland C++ Builder.
Fereastra principala a SRA-dedit este prezentata in figura 4:
|
Fig 4. Fereastra SRA - Debit |
In aceasta figura sunt prezentate pe un grafic marimile reactie, referinta, comanda si debit de intrare ale SRA - Debit. Marimile care pot fi modificate cum ar fi prescrierea, parametrii de acordare (Bp, Ti) care pot fi modificate in functie de necesitatile instalatiei.
Daca se apasa butonul Jurnal, se deschide o fereastra in care sunt inregistrate evenimentele, un ceas precum si inca sase butoane.
In figura 5 este evidentiata posibilitatea pe care o are operatorul uman care prin intermediul aplicatiei poate sa urmareasca in permanenta modificarile pe care le-a operat asupra instalatiei.
Bucla de reglare (a sistemului SRA- Debit) are asociat un ecran in care
sunt afisate toate marimile care se modifica la un moment dat fiind precizate
data calendaristica, ora si bineinteles marimea modificata. In permanenta pe
aceasta fereastra sunt afisate data calendaristica ( in formatul: luna . ziua. anul) precum si ora (in
formatul:
|
|
Prezentarea butoanelor din "Fereastra Inregistreaza evenimente":
Cu butonul 
se poate salva fereastra cu toate
evenimentele derulate printr-un fisier cu extensia .sra (de exemplu debit.sra)
ca in figura 6:
|
Fig. 6. Fereastra de salvare evenimente. |
Daca se doreste sa se salveze la un moment dat aceste evenimente se
apasa butonul 
,
iar in urma realizarii acestei actiuni se deschid ferestre de dialog specifice
SRA-Debit, dupa cum se vede in figura 7:
|
Fig. 7. Fereastra evenimente sterse. |
Butoanele 
si 
contin schema sistemului de reglare automata a
debitului si respectiv modelul matematic utilizat in aplicatie precum si schema
bloc a SRA_D.
Butonul 
are rolul de a inchide aplicatia.
CONTINUTUL SI DESFASURAREA
LUCRARII DE LABORATOR
- Identificarea elementelor componente ale SRA-debit din laborator;
- Insusirea functiilor butoanelor simulatorului prezentate in partea teoretica a lucrarii;
- Testarea simulatorului si comentarea rezultatelor obtinute utilizand alte valori pentru semnalul de referinta, pentru semnalul de reactie precum si pentru parametrii de acordare ai regulatorului.
INTREBARI DE CONTROL
1. Care sunt elementele componente ale SRA-debit?
2. Scrieti si comentati modelele matematice ale elementelor componente ale SRA - debit.
3. Cum se realizeaza liniarizarea SRA - debit?
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 3095
Importanta: 
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved
