Міністерство освіти і науки України
Національний університет водного господарства і природокористування
Кафедра електротехніки і автоматики
Розрахунково-графічна робота
з дисципліни
«Монтаж,налагодження та експлуатація систем автоматизації»
Варіант 9
Виконав:
студент 5 курсу
групи АУТП-51
Пастушенко А.В.
Перевірив:
Кованько О.В.
Рівне – 2010
Рис1. Автоматична система регулювання рівня двопозиційним регулятором із зоною нечутливості
Дана АСР забезпечує підтримку заданого рівня води в резервуарі, запізнення в системі відсутнє. Із резервуара вода подається до споживача за допомогою насоса. Витрата Qот
незалежить від рівня води в резервуарі. Заданий рівень води hзд
=9м. Відцентровий насос, який подає воду в резервуар забезпечує витрату Qзд.пр
=Qзд.от
. Ця рівність справедлива при числі обертів nзд
= 0,5nном
. Коефіцієнт передачі об’єкта Kоб
=9∙10-3
с-1
. Допустиме число вмикань двигуна m=19 вм/год.
Задача 1
Визначити на якій відстані відносно заданого hзд
необхідно встановити контактні електроди.
Розв’язок
Так як по умовам задачі витрата нагнітаючого і відсмоктуючого насоса практично не залежить від рівня води в резервуарі, то об’єкт регулювання в динамічному відношенні може бути предствлений інтегруючою ланкою
У зв’язку з тим, що витрата насосів пропорційна числу обертів регулююча дія регулятора в приростах від заданого значення рівня В1
=К(nном
-nзд
);
В1
=К(2nзд
-nзд
)=Кnзд
=В2
=В, де
К- коефіцієнт пропорційності
У відносних одиниціях регулююча дія записується так:
;
=1=B1
=B2
Так як запізнення в системі рівне нулю, то при обмеженому числі вмикань двигуна, двопозиційний регулятор повинен мати статичну характеристику із зоною нечутливості, що не дорівнює нулю 2а
Таким чином параметри статичної характеристики регулятора:
B1
=B2
=B, a ≠ 0
Процес двопозиційного регулювання об’єкта з передаточною функцією
розраховується таким чином:
так як діапазон коливань
∆x=∆h=2a;
, де n
– число перемикань.
n = 2m;
Тоді ;
Підставляючи значення величин знаходимо діапазон коливання рівня води в резервуарі у відносних одиницях
Діапазон коливань в абсолютних одиницях:
м
Таким чином електроди в резервуарі повинні бути встановлені на відмітках:
м
м
Задача 2
На нашу систему надходить ступінчаста збурюча дія зі сторони відтоку,для компенсації якої в рівноважному стані необхідне збільшення числа обертів
nзд
= 0.5nном
∆n = 0.9nном
Потрібно визначити частоту включень електродвигуна та час його включеного і виключеного стану за один період і тривалість включення ПВ(%).
Розв’язок
Визначаємо регулюючу дію В1
на об’єкт при включеннях електродвигуна в приростах від умовного рівноважного стану у відносних одиницях
n1
=0.5nном
+0.9nном
=0.14nном
n
1
– число обертів електродвигуна при новому умовно-рівноважному стані
При вимкненні електродвигуна регулююча дія рівна
пер/год
Число ввімкнень електродвигуна вм/год
(хв.)
(хв.)
Задача 3
Розглянемо АСР рівня води в резервуарі зображену на даному рисунку. Умови: вода подається до споживача самотоком.
hзд
=9 (м);
h1
=5.175 (м);
h2
=12.825(м);
В рівноважному стані nзд
=0,5nном
.
Коефіцієнт передачі об’єкта Kоб
=9∙10-3
.
Постійна часу Tоб
=19 (хв).
Визначити період встановившихся коливань рівня води в резервуарі, так як в даному випадку витрата води в резервуарі залежить від рівня то в динамічному відношенні об’єкт регулювання являється аперіодичною ланкою першого порядку з передаточною функцією:
В1
=6.14;
В2
=1;
(хв)
(хв)
(хв)