Внимание: важно не просто достигнуть исходного значения тока, но и поддерживать его постоянным.

Динамику изменения частоты и тока занести в таблицу 2. Время между отсчетами 3-4 секунды.

Рекомендация. Опыт должны проводить не менее трех студентов. Первый студент осуществляет отсчет времени с помощью секундомера, его задача фиксировать время, когда производится снятие показаний. Второй студент производит регулирование частоты и говорит ее значения во время отсчета. Третий студент следит за изменениями тока обратной связи и заносит его значения и значения частоты в таблицу во время отсчета.

 

Таблица 2 Динамика изменения величины тока термодатчиков от скорости потока.

Время, с	I, мA	f, Гц

 

По полученным результатам построить и проанализировать график переходного процесса (зависимость тока величины термодатчиков от времени регулирования). Определить время переходного процесса (считать, что процесс закончился при достижении тока значений +/- 0,05 mA от исходного значения в течение 5 сек.), максимальное отклонение тока (температуры) от исходного значения.

7. Повторить пункт 4, уменьшив напряжение на 10 В.

8. Перейти в режим автоматического управления температуры потока. Для этого отключить нагреватель, установив переключатель на торцевой поверхности вентилятора в положение 1. Выключить преобразователь частоты, нажав кнопку «STOP» на лицевой панели. Затем войти в режим настройки преобразователя, установить в А71 значение «01» – ПИД-регулятор включен – и нажатием «STR» подтвердить изменение. В А76 установить значение «00» – сигнал обратной связи токовый 0-20 mA – и, нажав «STR», подтвердить изменение.

9. Занести в преобразователь частоты данные об объекте регулирования. Для этого, основываясь на данных полученных в пункте 5 (таблица 1), установить следующие параметры.

 

 

А11= 50 Гц ― установка начальной частоты.

А12= Fmin (таблица 1) ― установка конечной частоты.

А13=Imin/20mA (%) ― установка уровня сигнала обратной связи для начальной частоты.

А14= Imax/20mA (%) ― установка уровня сигнала обратной связи для конечной частоты.

A15=00 ― пуск с начальной частоты (предотвратит перегрев спиралей).

10. Произвести настройку ПИД-регулятора:

Общие рекомендации

(Порядок установки параметров будет описан ниже).

Установите некоторое значение Кп, проведите опыт. В зависимости от результата увеличивайте П-усиление постепенно. Повторяйте эту операцию до тех пор, пока не добьетесь хорошего результата. (Вы также можете установить максимальное П-усиление и проверить результат. Если в системе нет стабильности, уменьшите П-усиление и проверьте результат. Повторяйте эту операцию).

Если работа нестабильна, уменьшите П-усиление.

Если устойчивое состояние отклонения приемлемо, вы завершили настройку П-усиления.

Затем добавьте к нему Ки. Далее, если возникнут трудности при установке, уменьшите П-усиление.

Если отклонение не изменяется, уменьшите нейтральное время. Если в это время регулирование становится нестабильным, уменьшите П-усиление. Повторите эту операцию, чтобы установить подходящие параметры.

Пожалуйста, обратите внимание, что в руководстве по эксплуатации, функция А73 называется «Интегральное Усиление», но в действительности этот «Интегральное Время». Пожалуйста, будьте внимательными, когда устанавливается этот параметр.

Выполнение:

В уставке А72 (П- звено) установить значение от 0,2 до 5, нажатием «STR» подтвердить изменение, в А73 (И-звено) и А74 (Д-звено) установить «0» и так же нажав «STR», подтвердить изменение. Таким образом, преобразователь частоты будет работать как пропорциональный регулятор.

11. Включить преобразователь частоты, для чего нажать клавишу «RUN» на лицевой панели. Установить ручкой на лицевой панели максимальную величину тока обратной связи (повернув ее вправо до упора). Если двигатель не запустился, то отключите преобразователь и внимательно проверьте значения А11-А15 (см. п.9).Затем включить нагревательный элементустановить переключатель в положение 4 на торцевой поверхности вентилятора, и установить напряжение питания 130 В. Плавно вращая ручку на ПЧ, задать регулятору значение тока (температуры), которое он должен поддерживать. Занести значения тока и частоты преобразователя в отчет. Внимание: частота преобразователя не должна быть меньше 28 Гц, ток обратной связи не должен превышать 20 mA. При необходимости уменьшите напряжение питания, или измените значение установки обратной связи (пункт 9).

12. Увеличить напряжение питания на 10 В. Записать, как будет меняться ток обратной связи и частота вращения. Значения параметров занести в таблицу 3. Шаг отсчетов времени 2-3 с. По окончании снятия результатов отключить нагреватель и преобразователь частоты.

Время, с	I, mA	F, Гц

Построить и проанализировать график переходного процесса.

Таблица 3. Динамика изменения тока термодатчиков от скорости потока

 

 

Определить время переходного процесса (зависимость тока термодатчиков от времени регулирования). Считать, что процесс закончился при окончании колебаний значений тока +/- 0,05 mA в течение 5 сек., максимальное отклонение тока (температуры) от исходного значения, ошибку регулирования.

13. Повторить пункты 11-12, установив значение параметра П=0,2, а И- произвольно.

14. Повторить пункты 11-12, установив другие значения параметров П и И-звеньев (П- звено от 0,2 до 5, И-звено от 0 до 10с (предел 150 с.)). Д- звено можно не использовать. Отслеживайте время переходного процесса и максимальное отклонение тока, колебания изменения сигнала обратной связи. По этим показателям выберете наилучший и наихудший вариант настройки системы.

Ориентировочные оптимальные значения системы: время переходного процесса 15 – 25 секунд, перерегулирование не более 0,4 мА. Для этих двух вариантов постройте графики переходных процессов и изменения частоты.

15. По окончании лабораторной работы:

отключить нагревательный элемент, повернув ручку ЛАТРа на «0» и переключить тумблер на панели вентилятора в положение «отключено». В уставке А71 ― установить «00» ― ПИД регулятор отключен. Затем выключить преобразователь частоты, нажав кнопку «STOP» на передней панели. Выключить амперметр и отключить ЛАТР от сети.

 

Контрольные вопросы:

1. Объясните принцип работы П-, И-, Д-регуляторов на основе полученных в ходе лабораторной работы данных.

2. Объясните работу датчика обратной связи и усилителя.

3. По результатам работы объясните, каким образом нужно настроить ПИД-регулятор, чтобы достичь оптимальных режимов работы данной системы.

4. Сравните качество поддержания заданного параметра в ручном и автоматическом режиме.

5. Составьте алгоритм (последовательность) действий при настройке системы управления с ПИД-регулятором, управляющей произвольным объектом.

6. Объяснить влияние каждого параметра ПИД- регулятора на характеристики системы.

 

Содержание отчета:

1. Цель работы.

2. Схема установки.

3. Результаты опыта (таблицы и графики).

4. Обязательный сравнительный анализ работы системы с различными параметрами.

5.Выводы.

 

Литература

1. Техническая документация к преобразователю частоты Hitachi L100.