Разработка лабораторно-исследовательского стенда для изучения алгоритмов управления тепловыми объектами

1.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
(дипломная работа)
На тему:
Разработка лабораторно-исследовательского
стенда для изучения алгоритмов
управления тепловыми объектами
Руководитель ВКР Орехов М.С.
Работу выполнил студент группы АТП-17-1б
Платонов Данил Анатольевич
1

2.

Проблема
Сложность управления тепловыми объектами из-за:
• Различные скорости нагрева и охлаждения
• Высокая инерционность
• Нелинейность объектов
Не очевиден оптимальный алгоритм управления
2

3.

Решение данной проблемы
Лабораторный стенд
Требования к стенду:
• Возможность реализовывать различные
алгоритмы управления
• Компактность
• Удобная обработка и сравнения
полученных данных
3

4.

Цель: Создать стенд с возможность реализации
различных алгоритмов управления и провести анализ
алгоритмов
Задачи:
• Разработать стенд
• Изучить алгоритмы регулирования представленные в
литературе
• Проанализировать объект и протекающие в нем
процессы
• Идентифицировать объект управления
• Реализовать различные алгоритмы регулирования
• Сравнить различные алгоритмы
4

5.

Выбор КТС
• Необходимый функционал
• Есть в наличии на кафедре
5

6.

Эмулятор печи Овен ЭП10
Эмулятор печи ЭП10 представляет
собой миниатюрную печь
Эмулятор печи ЭП10 используется в
качестве объекта управления при
наладке
установок
(систем),
функционирующих с применением
терморегуляторов.
Наименование
Напряжение питания
Потребляемая мощность
Максимальная допустимая уставка
Значение
220 В (±10 В) переменного тока частотой 50 Г
не более 10 Вт
125 ° С
6

7.

Yokogawa UT55A
Цифровой контроллер, способный
реализовывать
классические
алгоритмы регулирования.
Главная его особенность – это
возможность удаленного управления с
помощью Modbus
Наименование
Значение
Измерительный вход
1 универсальный вход (TC, RTD, DCA, DCV)
Погрешность входа
+-0,1% от диапазона
Период управления
50,100,200 мс
Управляющий выход
Релейный, импульс напряжения, ток
Алгоритмы
Дискретные входы/выходы
Связь
Питание
Двухпозиционный, ПИД, нагрев/охлаждение, пропорционально-позиционный
3/3
Ethernet Modbus TCP/IP
100-240В
7

8.

Овен БУСТ2
Блок управления симисторами и тиристорами
Овен БУСТ2 это устройство, которое
позволяет управлять мощность с помощью
симстора или тиристора
Данное решение позволит реализовывать
как непрерывные алгоритмы, так и
позиционные(подавая только сигналы 0% и
100%)
Плюс использования симистора это
отсутствие износа ИМ
Наименование
Значение
Питание
230В±15%
Входы
0-1 В, 0-10 B, 0-20 мА, 4-20 мА
Выход
0,5 или 1,5А
8

9.

Внешний
вид стенда
9

10.

Структурная схема
10

11.

Реализация алгоритмов
• Алгоритмы реализуются и сравниваются в
программе Matlab и ее пакетах
11

12.

Математические модели
Передаточная функция
401,73 ∗