Как было сказано выше, об окончании загрузки установки свидетельствует загрузка стартового экрана «Процесс» SCADA-пакета и принятие всеми параметрами на нѐм численных значений вместо «решѐток».
Значение уставки уровня в верхнем баке задаѐтся равным 150 мм в поле ввода уставки 22 (ввести число и нажать Enter) в верхней правой части экрана «Процессы». Устанавливаем способ регулирования с помощью регулирующего клапана нажатием кнопки 17 «Автоматическое регулирование клапаном» справа от мнемосхемы. Открываем вентиль слива воды из верхнего бака 22 на 30° и включаем насос нажатием кнопки 11
«Включить насос» на экране рабочей станции. Вода начнѐт поступать в верхний бак. Далее нужно подождать пока система заполнит верхний бак водой до заданного уровня и дать ей поработать на этом уровне 2-3 мин,
после чего отключить насос нажатием кнопки 11 «Выключить насос» и
полностью открыть вентиль слива воды из верхнего бака. Воспользовавшись экраном «Тренды», заполнить таблицу 1 с интервалом времени 30 с.
Таблица 1
Результаты эксперимента
Уровень, |
Расход на Расход на |
Время, с
ммподаче, л/ч сливе, л/ч
Кроме того, требуется зафиксировать время, за которое уровень достиг заданного значения.
Дождаться, пока вода из верхнего бака полностью сольѐтся (уровень в поле 5 на экране рабочей станции будет ~46 мм). Выставить значение открытия сливного вентиля на 30°. Выбрать способ регулирования с помощью изменения частоты работы насоса нажатием кнопки 20 «Автоматическое регулирование насосом» справа от мнемосхемы. Включить
16
насос нажатием кнопки 11 «Включить насос» на экране рабочей станции.
Вода начнѐт поступать в верхний бак. Далее нужно подождать пока система заполнит верхний бак водой до заданного уровня и дать ей поработать на этом уровне 2-3 минуты, после чего отключить насос нажатием кнопки 11 «Выключить насос» и полностью открыть вентиль слива воды из верхнего бака. Воспользовавшись экраном «Тренды», вновь заполнить таблицу 1,
имеющую те же поля, с тем же интервалом.
Построить графики изменения уровня во времени при обоих способах регулирования (клапаном и насосом). Сделать вывод, какой способ наиболее оптимален и почему.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основная литература
1. Глухов Д. А. Технические измерения и приборы: доп. УМО по образованию в обл. автоматизир. машиностроения в качестве учеб. пособия для студентов высших учебных заведений.- Воронеж: ВГЛТА, 2009.- 251с.
Дополнительная литература
1. Раннев Г. Г. Методы и средства измерений [Текст]: / Г. Г. Раннев, А.П.
Тарасенко. - Изд. 2-е, стереотипное. - М.: Издательский центр «Академия»,
2004. - 336 с.: ил.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПОНЯТИЕ О МЕТОДЕ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ
Наилучшей шкалой измерительного устройства является равномерная шкала, что соответствует уравнению регрессий первой степени, то есть
yi a bxi .
Необходимо найти значения коэффициентов а, b.
17
Для решения этой задачи применяем метод наименьших квадратов.
Смысл его заключается в том, что ищется градуировочная прямая, для которой сумма квадратов погрешностей будет наименьшей. Это условие имеет вид
u |
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
ˆ |
2 |
|
y a b x |
|
2 |
F ab min . |
||
y y |
|
|
||||||||
i |
|
|
|
|
i |
i |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
Функция F(ab) двух переменных имеет минимум, если
F 0 ; F 0 .
a b
Составляем систему нормальных уравнений:
Fa
Fb
|
u |
|
|
|
|
2 |
y a b x |
0; |
|||
|
|
i |
i |
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
u |
|
|
x 0. |
|
2 |
y a b x |
||||
|
|
i |
i |
|
i |
i 1
Упрощая, получаем
u |
|
u |
yi |
n a b xi ; |
|
i 1 |
i 1 |
|
u |
u |
u |
yi xi a xi |
b xi2 . |
|
i 1 |
i 1 |
i 1 |
Численные значения членов системы уравнений наиболее удобно нахо-
дить с помощью таблицы, заполняя столбцы 1 – 4.
Подставляя результирующие значения столбцов 1 – 4 в систему урав-
нений (1) и решая ее относительно а и b, получаем искомое уравнение
yi a bxi
Подставляя в искомое уравнение текущие значения xi, находим оценки выравненных значений ˆyi (столбец 5). Оценка остаточной среднеквадратической погрешности
u
yi ˆyi 2
|
|
|
|
|
|
S |
D |
|
|
. |
|
|
1 |
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
18
Результаты обработки данных по уравнению линейной регрессии
x |
|
y |
x y |
|
x2 |
|
ˆy |
y ˆy |
ˆ |
2 |
|
|
i |
|
i |
i i |
|
i |
|
i |
i i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yi yi |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
u |
u |
|
u |
|
u |
u |
u |
|
2 |
|
xi |
|
y i |
xi yi |
|
2 |
|
ˆ |
ˆ |
ˆ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
xi |
|
yi |
yi yi |
yi yi |
|
|
||||
i 1 |
|
i 1 |
i 1 |
|
i 1 |
|
i 1 |
i 1 |
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
|
|
|||
ВВЕДЕНИЕ |
................................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
1 ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ .................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||||
2 ЗАПУСК И ОТКЛЮЧЕНИЕ УСТАНОВКИ........................................................ |
|
|
|
|
8 |
|||||||
3 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ............................................................... |
|
|
|
|
15 |
|||||||
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................... |
|
|
|
|
17 |
|||||||
ПРИЛОЖЕНИЕ ........................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|||
Поляков Сергей Иванович
ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ
Методические указания |
к выполнению практических работ для |
||||
студентов по направлению |
подготовки 15.03.04 |
- Автоматизация |
|||
технологических процессов и производств (уровень бакалавриата) |
|
||||
Подписано в печать |
|
. Формат 60х84/16. Объем |
п. л. |
||
Усл. печ. л. |
. Уч.-изд. л. |
. Тираж 100 |
экз. Заказ № |
||
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8
19