Identifikace regulovaných soustav STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Identifikace regulovaných soustav VY_32_INOVACE_37_753 Projekt MŠMT EU peníze středním školám Název projektu školy ICT do života školy Registrační číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0771 Šablona III/2 Sada 37 Anotace Identifikace regulovaných soustav Klíčová slova Regulovaná soustava, přechodová charakteristika, vstupní a výstupní veličina, dynamické vlastnosti, rovnovážný stav, zesílení, činitel samoregulace Předmět Mechatronika, Automatizace Autor, spoluautor Ing. Josef Sýkora Jazyk Čeština Druh učebního materiálu Prezentace, výklad Potřebné pomůcky PC, dataprojektor Druh interaktivity Výklad pomocí prezentace, vyhledávání informací Stupeň a typ vzdělávání Střední škola, učiliště Cílová skupina 3. ročník, žáci 17 – 18 let, obor Mechatronik Speciální vzdělávací potřeby Ne Zdroje Vlastní zdroje - viz poslední strana

Identifikace regulovaných soustav MECHATRONIKA Identifikace regulovaných soustav

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Při vyšetřování regulovaných soustav zjišťujeme jejich dynamické vlastnosti, které potřebujeme znát pro určení vhodného regulátoru pro jeho optimální seřízení a pro kontrolu stability regulačního obvodu Zpravidla vystačíme se zjištěním přechodové charakteristiky, z níž lze potřebné údaje odměřit nebo vypočítat.

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Při měření vycházíme z ustáleného (rovnovážného) stavu tzn., že: akční veličina je nastavena na určitou hodnotu regulovaná veličina má hodnotu, která je úměrná tomuto nastavení obě veličiny se po určitou dobu nesmí měnit

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Dále pokračujeme: změníme skokem vstupní veličinu v pravidelných intervalech (např. jednou za 20 s) odečítáme a zapisujeme hodnoty výstupní (regulované) veličiny tak dlouho, až se ustálí na nové hodnotě z naměřených hodnot potom sestrojíme graf čímž získáme přechodovou charakteristiku

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Pokud je k dispozici vhodný zapisovač, s výhodou jej použijeme. Z charakteristiky potom odečteme o kolik se změnila výstupní veličina zkonstruujeme dobu průtahu a dobu náběhu a z těchto údajů vypočítáme činitel samoregulace zesílení regulované soustavy

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Příklad: Zjištění přechodové charakteristiky výměníku tepla Ve výměníku se připravuje ze studené vody voda teplá, jejíž teplota se má udržovat na určité hodnotě.

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Regulace se provádí změnou průtoku topné páry. vstupní veličinou je stupeň otevření (poloha) parního ventilu výstupní (regulovanou) veličinou je teplota ohřívané vody

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Výměník uvedeme do ustáleného stavu: regulační ventil je otevřen na hodnotu y = 10 mm teplota vody x = 80 C Potom započneme měření: otevřeme ventil na 20 mm, tj. y = 10 mm každých 20 s odečítáme výstupní teplotu tak dlouho, až se nemění To nastane asi za 15 minut a teplota potom je 120 C. Změna výstupní veličiny, tj. x = 40C.

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Naměřené hodnoty vyznačíme v souřadnicích t a x a jejich spojením získáme přechodovou charakteristiku.

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Z charakteristiky odměříme časové konstanty: dobu průtahu Tu = 1,5 min. dobu náběhu Tn = 4,5 min. doba přechodu Tp = 6 min.

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Činitel samoregulace této soustavy je Znamená to, že změnu teploty o 1 C dosáhneme otevřením nebo přivřením ventilu o 0,25 mm.

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Zesílení této soustavy je Znamená to, že změna nastavení ventilu o 1 mm způsobí změnu teploty vody ve výměníku o 4 C.

VYŠETŘOVÁNÍ REGULOVANÝCH SOUSTAV Z poměru doby průtahu Tu a doby náběhu Tn zjistíme, jak obtížná bude regulace této regulované soustavy – výměníku: Znamená to, že pro regulaci teploty v tomto výměníku by postačoval P-regulátor a neměly nastat problémy.

Souhrn učiva Kontrolní otázky: Vysvětli pojem „ustálený (rovnovážný) stav“! Popiš postup při konstrukci přechodové charakteristiky! Co to je činitel samoregulace – definice (co udává), jak se vypočítá? Co je to zesílení regulované soustavy – definice, jak se vypočítá? Jak z přechodové charakteristiky zjistím velikost zesílení a činitel samoregulace?

Použité zdroje Text i obrázky vlastní STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Použité zdroje Text i obrázky vlastní