Создание лабораторного комплекса по исследованию цифрового ПИД-регулятора

1. Создание лабораторного комплекса по исследованию цифрового ПИД-регулятора

Подготовил:
Студент гр. 511-М
Пронин Виктор
Руководитель:
Доцент каф. КСУП
Карпов А.Г.
ТУСУР
Томск 2023
1

2. Цель работы

Создание лабораторного комплекса по исследованию
цифрового ПИД-регулятора и его дальнейшей интеграции в
учебный курс «Цифровых систем автоматического
управления»
2

3. Задачи

Для достижения поставленной цели необходимо
выполнить ряд задач, а именно:
• Изучение предметной области и учебного курса ЦСАУ;
• Выбор оборудования;
• Анализ и расчёт параметров разрабатываемой системы;
• Моделирование системы;
• Настройка ПЛК и написание программы регулирования;
• Написание методического пособия.
3

4. Предметная область

Система автоматического управления представляет
собой комплекс аппаратных и программных средств,
предназначенный для обеспечения управления неким
технологическим процессом или оборудованием без участия
человека.
Цифровой же считается система, которая в своём
составе
имеет
какой-либо
цифровой
элемент:
микропроцессор, ЭВМ.
4

5. Структурная схема

Основными элементами системы являются регулятор
и объект управления, связанные обратной связью.
5

6. Объект управления

6

7. Расчётные формулы

Передаточные фикции:
Объект управления
ПИ-регулятор
Общая
R2 Ki
s
W ( s)общ
R1 R2 R1R2Cs
R2 K p
Добротность по скорости:
K v lim s *Wобщ
s 0
Формулы расчёта коэффициентов регулятора:
Пропорциональный
Интегральный
Ki
K v *(R 1 R 2 )
R2
7

8. Модель системы

МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ
ПЕРЕХОДНОЙ ПРОЦЕСС
8

9. ПЛК SIEMENS S7-1200

Характеристики:
◦ Модульная структура с возможностью расширения;
◦ IP20;
◦ Industrial Ethernet/PROFINET;
◦ Дискретные входы 6 DI = 24В;
◦ Дискретные выходы 4 DO = 24В;
◦ Аналоговые входы 2 AI = 0-10В;
◦ Блок питания 20.4 – 28.8В
9

10. Программный блок

10

11. ПИ-регулятор

НАСТРОЙКА
РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ
11

12. ПИД-регулятор

НАСТРОЙКА
РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ
12

13. Методическое пособие

Разработанное методическое пособие содержит:
◦ Набор вариантов для выполнения работы;
◦ Задания по расчёту параметров регулятора по заданному
критерию точности;
◦ Инструкция по настройке ПЛК и программированию регуляторов;
◦ Ряд вопросов направленных на изучение переходного процесса
системы, а также на сравнение двух видов регуляторов.
13

14. Заключение

В ходе работы были выполнены все поставленные
задачи. Итогом работы является разработанный
лабораторный комплекс и написанное методическое пособие
для выполнения лабораторной работы.
14

15. Спасибо за внимание!

15