NS / PROSTŘEDKY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ Úloha č. - Dvoupolohová regulace teploty Vypracoval: Ha Minh.. Spolupracoval: Josef Dovrtěl
I. Zadání ) Zapojte laboratorní úlohu dle schématu. ) Zjistěte a zhodnoťte přesnost a kvalitu regulace v závislosti na poloze senzoru v regulované soustavě. II. Teoretický rozbor Dvoupolohová diskrétní regulace je nejrozšířenějším a nejjednodušším typem regulace vůbec. Lze se s ní setkat i v domácích spotřebičích - regulace teploty žehličky, chladničky aj. Podstatou dvoupolohové regulace je udržování regulované veličiny mezi a dolní mezní hodnotou. Nejlépe si to vysvětlíme na časovém průběhu regulované veličiny y, v našem případě jí bude teplota. Obr. a Průběh regulované veličiny při dvoupolohové regulaci Obr. b Průběh akční veličiny při dvoupolohové regulaci V okamžiku zahájení regulace dojde k sepnutí akční veličiny u (příkon do topného tělesa), neboť regulovaná veličina y je pod i dolní mezí. Teplota postupně narůstá a v okamžiku t dosáhne meze, při které dojde ke skokové změně akční veličiny na nulu a tím k odpojení příkonu od topného tělesa. Teplota klesá od bodu l do bodu. Protože podstatou dvoupolohové regulace je udržování regulované veličiny y ve vytýčeném rozmezí, je zřejmé, že při poklesu na dolní mez se musí opět sepnout topný příkon. To nastane v čase t. K dvoupolohové regulaci je zapotřebí dvoupolohového regulátoru, jehož výstupní signál u nabývá pouze dvou hodnot l nebo (topný příkon sepnout/rozepnout). Jeho vstupní veličinou je informace snímače teploty o skutečné teplotě regulované soustavy.
III. Schéma zapojení Obr. Blokové schéma zapojení úlohy Dvoupolohová regulace IV. Postup měření. Zapojili jsme úlohu podle schémata.. Podle bodu zadání je třeba zjišťovat přesnost a kvalitu regulace při různých vzdálenostech senzoru od regulovaného soustavy. Provedli jsme měření pro tři vzdálenosti senzoru, tj., a,. Nastavili jsme dolní resp. mez teploty na,v resp.,v (hystereze V). Čas měření jsme nastavili tak, aby proběhlo alespoň cykly. Výsledky měření jsou zobrazeny v nasledujícím grafu. u, y,,, Akční a regulovaná veličina pro vz. cm Akční a regulovaná veličina pro vz., cm Akční a regulovaná veličina pro vz. cm, Regulace teploty v mezích (,-,)V
Přesnost měření: meze Vzdálenost cm Vzdálenost cm Vzdálenost, cm Překmit Překmit Překmit,, -,, -,, -,,, -,88, -,9, -, Dále jsme postupně zvyšovali nastavené meze a provedli měření, přitom jsme nechali stejnou vzdálenost senzoru cm. Výsledky měření jsou vynešeny na nasledujících grafech. u, y,,,,, Regulace teploty v mezích (,-,)V meze Vzdálenost cm Překmit,,88 -,88,,98 -, u, y,,,,,, Regulace teploty v mezích (,-,)V meze Vzdálenost cm Překmit,, -,,,8 -,9
u, y meze Vzdálenost cm Překmit,,89,88,,8 -, Regulace teploty v mezích (,-,)V u, y 8 meze Vzdálenost cm Překmit,,, 8,, -,88 Regulace teploty v mezích (,-8,)V u, y 9 8 meze Vzdálenost cm Překmit 8,,,9 9, 8,8 -, Regulace teploty v mezích (8,-9,)V
u, y 9 8 meze Vzdálenost cm Překmit 9 9, -, 9,98 -, Regulace teploty v mezích (9 -)V V. ZÁVĚR Z srovnavacího měření pro různé polohy senzoru je patrné, že čím je senzor dál od topné soustavy, tím je naměřená teplota méně přesná (viz. tabulka), to je způsobeno hlavně teplota okolí soustava není izotermicky izolována. Ze tabulky lze rovněž vidět, že pásmo naměřených teplot leží uvnitř pasmo nastavených mezí, což je způsobeno přesností snímače. Ze dalších měření vyplyvá, že se zvyšující teplotou, se sníží přesnost snímače a projeví se větší vliv teploty okolního prostředí.