Переходная характеристика объекта при нагревании и остывании.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Цель работы:

Целью работы является проверка лабораторного стенда, настройка регулятора и снятие переходной характеристики объекта (кривой нагрева и остывания).

1. Структура лабораторного стенда приведена на рис. 3

Рисунок 3 – Технологическая схема стенда

Стенд включает в себя:

Объект термопластификатор (ТП) с нагревателем и датчиком температуры (термопарой), вентилятор для охлаждения объекта, регулятор Термодат 10К2, лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), вольтметр и ваттметр.

На панели стенда размещены два переключателя «Сеть» (Вк./Вык.) и «Режим» (Р - ручной/А - автоматический).

Принципиальная электрическая схема приведена на стенде.

2. Проверка рабочего места:

1) Ознакомиться с лабораторным стендом, приборами, входящими в его состав;

2) Убедиться, что тумблер «Сеть» (Левый) и тумблер «Режим» (правый) находятся в нижнем положении (выкл. и Р), а рукоятку ЛАТР повернуть до упора против часовой стрелки;

3) На ваттметре выбрать диапазон измерения 75 Вт, для чего нажать соответствующую кнопку;

4) После разрешения преподавателя включить вилку в розетку, соблюдая фазировку при соединении.

5) Приступить к выполнению работы.

3. Проверка регулятора и установка заданных параметров:

Назначение кнопок:

- вход в режим настройки и перелистывание страниц,

- вход в страницу из заголовка и перебор параметров на странице,

и - изменение параметра,

и одновременно - выход из режима настройки.

· Включить питание стенда, тумблер «Сеть» перевести в положение (Вкл.).

· После подключения к сети регулятор выполняет короткую процедуру тестирования и приступает к работе. На верхнем индикаторе дисплея Термодата 10К2 отображается измеряемое (текущее) значение температуры, на нижнем индикаторе – заданная температура, (в ручном режиме может не высвечиваться). Загорается индикаторная лампочка «нагрев» (вначале мигает). В случае, если датчик не подключен, на дисплее выводится обозначение «_ _ _ _». На вольтметре отражается напряжение 180 В.

· Приступить к настройке прибора. Войти в режим настройки. Это осуществляется кнопкой . Параметры настройки разделены на страницы. Каждая строка посвящена одной теме, имеет название и заголовок. В закладке страницы на верхнем индикаторе отображается сокращенное название страницы, а на нижнем индикаторе – слово L.St. При первом нажатии кнопки появится заголовок первой страницы SET _L_._St. Войти в страницу двойным нажатием кнопки (страница основных установок) и кнопкой перелистывать до параметра CtrL_off (выкл. регулирование) и с помощью кнопки выйти из страницы.

· Последующие нажатия кнопки на дисплее вызывают надпись . Для входа в мастер настройки нажать кнопку . На верхнем индикаторе появится обозначение первого параметра - input – вход, а на нижнем индикаторе – обозначение одного из типов датчиков. Если потребуется, нажатием выбрать (термопара) и нажать . Надпись теперь появится на верхнем индикаторе, а на нижнем – тип термопары . Нажать кнопку .

· Последующие нажатия кнопки на дисплее вызывают заголовок HEAT (управление нагревателем). Зайти () на страницу, первый параметр Н.Сtr на верхнем индикаторе определяет закон регулирования, на нижнем индикаторе три возможности (PId; onof; off). Установить () параметр H.Ctr_off с выключенным регулированием и с помощью кнопки выйти из страницы.

· Листов в режиме настройки сначала появляется немного, только самые нужные. Остальные листы закрыты. Пролистать до последнего по порядку открытого листа Add _L_,_st - лист доступа к дополнительным настройкам. Чтобы открыть доступ к следующим листам, нажатием кнопки () присвойте () параметру FULL (полный) значение YES (да). После этого, перебирая по указанию преподавателя листы кнопкой , можно найти заголовки новых листов.

· Последующие нажатия кнопки на дисплее вызывают заголовок t.SЕt _L_,_st (Настройка параметра). Зайти () на страницу, первый параметр t.tYP. Присвоить () параметру t.tYP значение off (таймер выключен) и выйти из страницы ().

· Последующие нажатия кнопки на дисплее вызывают заголовок I.tYP _L_,_st. Зайти () на страницу и высветится параметр Ind (выбор величины, отображаемой дисплеем). Присвоить () параметру значение t_SP. Выйти из страницы ().

· После последней страницы – два пустых листа, третье нажатие приводит к возвращению в основной режим работы.

· После выполненных проверок тумблер «Сеть» перевести в нижнее положение (Выкл.) переходим к пункту 4.

4. Порядок выполнения работы:

1. Тумблер «Сеть» перевести в верхнее положение (Вкл.).

2. На ваттметре установить W = 28 Вт плавным поворотом рукоятки ЛАТР (с учетом диапазона шкалы стрелочный указатель на шкале 56 Вт). Одновременно с началом установки W = 28 Вт включить секундомер, зафиксировать температуру окружающей среды Ɵ_о.с..

3. Снять переходную характеристику объекта при нагреве Ɵ₁(t) с интервалом 30 с. в течение 30 минут.

4. Результаты измерений занести в таблицу 1.

5. После того, как объект выйдет в установившийся режим температуры, плавным поворотом рукоятки ЛАТР довести выходное напряжение до нулевой отметки и одновременно включить секундомер.

6. Снять переходную характеристику объекта при остывании с интервалом 30 с. до значения Ɵ = Ɵуст. – 0,63×(Ɵуст. – Ɵо.с.).

7. Результаты измерений занести в таблицу 2.

8. Построить графики кривых нагрева и остывания. Ожидаемый характер кривой нагрева и остывания приведен на рис. 4 и рис. 5.

9. Кривая нагрева позволяет определить параметры объекта вместе с датчиком. Передаточные функции объекта и датчика предполагаются в виде:

где – коэффициент передачи, – постоянная времени объекта,

– постоянная времени датчика.

Постоянная времени объекта (Т_о) оценивается временем, в течение которого изменение температуры объекта составляет 0,63 от установившегося перепада температуры. Коэффициент передачи .

10. Определить параметры объекта с датчиком при нагреве . Постоянная времени датчика () предполагается равной запаздыванию τ, которое определяется графически.