Лабораторная работа

Исследование работы системы автоматического регулирования (САР) температуры

Цель работы: Изучение установки для измерения уровня жидкости и автоматического регулирования ее температуры.

Краткие теоретические сведения

Одним из видов автоматизации является автоматическое регулирование. Любой технологический процесс сопровождается воздействием различных факторов-возмущений, нарушающих нормальное его протекание и вызывающих отклонение контролируемых параметров от заданных значений. Кроме того, для многих технологических процессов характерно программное изменение этих параметров. Устройства автоматического регулирования - регуляторы, предназначены поддерживать указанные параметры в заданном диапазоне, обеспечивая тем самым сохранение технологического режима при любых возмущениях.

Системы автоматического регулирования по своей структуре могут быть разомкнутыми или замкнутыми.

Разомкнутая САР предназначена для автоматического выполнения операций, которые задаются внешними источниками воздействий на входе этой системы, при этом процесс управления не зависит от конечного результата.

Замкнутая система автоматического регулирования предназначена для автоматического выполнения операций с зависимостью процесса управления от конечного результата. В этой системе предусмотрена цепь, соединяющая (замыкающая) выход системы с устройством, где происходит сравнение выходного откорректированного сигнала системы - действительного значения управляемой величины с заданной. Благодаря этому сравнению в системе автоматически вырабатывается управляющее воздействие, изменяющее (поддерживающее) значение контролируемого параметра.

Оборудование:

Установка для измерения уровня жидкости и автоматического регулирования ее температуры.

Комплектность установки:

1.     Прибор для измерения уровня жидкости и регулирования ее температуры.

2.     Бачок с нагревательным элементом и датчиком уровня жидкости.

3.     Термометр.

Основные характеристики установки.

Установка предназначена для автоматического регулирования заданной температуры и контроля уровня жидкости в бачке. Установка работает от сети переменного тока напряжением 220В. Диапазон регулирования температуры: +10 ÷ +50 ^ºС. Номинальная мощность нагревательного элемента 0,8 кВт. Внешний вид установки приведен на рисунках 1 и 2. Электрическая схема установки приведена на рисунке 3.

Описание работы электрической схемы

Измеритель уровня состоит из трансформатора, выпрямительного моста, тумблера, предохранителя, миллиамперметра и переменного сопротивления, при изменении сопротивления которого изменяются значения параметров цепи и показания миллиамперметра.

Регулятор температуры состоит из выпрямительного моста V1-V4, тиристора V5, узла управления тиристором на транзисторах V6, V8 и узла термодатчика на транзисторе V9.

Нагревательный элемент включается в гнезда Х1 и Х2. Если проходящий ток через терморезистор R7 создает на подстроечном резисторе R8 падение напряжения больше 1,2 В, транзисторы V8 и V9 открыты, V6 закрыт. Ток через тринистор V5 и нагреватель не проходит. При остывании терморезистора его сопротивление увеличивается. Это приводит к уменьшению падения напряжения на подстроечном резисторе R8. Как только падение напряжения станет меньшим 1,2 В, транзисторы V8 и V9 закрываются. Проходящий ток в начале каждого полупериода через резисторы R2, R5 и цепь базы открывает транзистор V6. Тринистор V5 открывается, пропуская номинальный ток через нагреватель. После повышения температуры сопротивление терморезистора уменьшается и нагреватель отключается.

Порядок выполнения работы

1.      Вставить разъем прибора в гнездо датчика уровня, а вилку нагревателя в гнездо «Нагреватель».

2.      Тумблеры прибора «Уровень жидкости», «Нагреватель» поставить в положение «ОТКЛ».

3.      Вставить вилку в розетку электросети 220 В.

4.      Включить тумблер «Уровень жидкости».

5.      Залить жидкость в бачок до верхнего уровня, наблюдая за показаниями прибора «Уровень».

6.      Погрузить термометр в жидкость рядом с нагревателем.

7.      Выставить ручкой «Регулятор температуры» необходимую температуру жидкости.

8.      Включить тумблер «Нагреватель», при этом загорится контрольная лампа.

9.      По достижении заданной температуры контрольная лампа гаснет.

10.  Автоматический контроль заданной температуры осуществляется термодатчиком.

11.   Наблюдать по термометру за изменением температуры и периодическим включением – отключением нагревателя.

Меры предосторожности: после отключения прибора от электрической сети воду из бачка сливать через 15-20 мин во избежание перегорания нагревателя.

Контрольные вопросы

1.      Объясните принцип работы установки для измерения уровня жидкости и автоматического регулирования температуры.

2.      Поясните назначение отдельных элементов конструкции установки.

3.      Назовите основные характеристики прибора.

Скачано с www.znanio.ru