Материал: Д5328П Стегаличев Ю. Г. и др. Рабочая программа дисциплины т

Выберите по каталогам [911, 1622] и справочнику [15] приборы, устройства и модули, преобразующие информацию (первичный преобразователь, УСО, блоки питания и т. п.). Согласуйте входные и выходные характеристики приборов.

Разработайте алгоритм, математическое обеспечение и программный модуль, обеспечивающие пересчет информации, поступающей от первичного преобразователя, в числовое значение количества продукта, находящегося в баке (в кг).

4. Реализуйте на контроллере программно-логического типа (на-пример, МКП-1) контур автоматического управления переключением продукта на резервный сепаратор-очиститель, если работающий сепаратор требует разгрузки от шлама.

Переключение необходимо производить, когда разность давлений перед сепаратором (Р₁) и за сепаратором (Р₂) превысит 0,02 МПа. Переключаются два клапана, направляющих поток продукта через резервный сепаратор, необходимо также включить электродвигатель резервного и выключить электродвигатель работающего сепаратора, мощность электродвигателей – по 3 кВт. Предусмотрите сигнализацию о переключении сепараторов.

Выберите по каталогам [911, 1622] и справочнику [15] приборы и устройства, необходимые для реализации схемы (первичные преобразователи, усилители мощности, сигнальные табло, блоки питания и т. п.).

Разработайте алгоритм, таблицу информационного обеспечения и программный модуль, реализующие эту задачу на МКП-1.

5. Реализуйте на микроЭВМ СМ-1800 программный модуль пропорционального регулирования температуры в помещении хранения молочной продукции.

Температуру необходимо поддерживать в пределах 4...8С. Первичный преобразователь – функциональный (диапазон изменения входного сигнала 0...100С, выходного  5…+5В). Управляющее воздействие реализуется через клапан, управляющий расходом хладоносителя через рассольные батареи, установленные в помещении. Диапазон перемещения регулирующего клапана  10…90% ХРО (ход регулирующего органа). Исполнительный механизм, осуществляющий перемещение клапана, – МЭО-100 [15], время полного перемещения клапана механизмом – 250 с.

Разработайте алгоритм, математическое обеспечение и программный модуль, обеспечивающие пропорциональное регулирование температуры. Инерционность объекта учесть (Т_об = 250 с).

6. Реализуйте для ЭВМ типа СМ-1800 контур измерения и ввода в УВК относительной влажности энергоносителя (дымовоздушной смеси) в термокамере для термообработки колбас.

Выберите по каталогам [911, 1622] и справочнику [15] приборы, устройства и модули, преобразующие информацию (первичный преобразователь, УСО, арифметический модуль, блоки питания и согласования и т. п.). В качестве первичного преобразователя рекомендуется использовать психрометрическую схему, позволяющую оценить относительную влажность по разности температур “мокрого” и “сухого” термометров.

Согласуйте все входные и выходные характеристики приборов, при необходимости введите дополнительные элементы согласования (делители, блоки питания и т. п.).

Разработайте алгоритм, математическое обеспечение и програм-мный модуль, обеспечивающие пересчет информации, поступающей от первичного преобразователя, в числовое значение измеряемого параметра (% относительной влажности).

7. Реализуйте на контроллере программно-логического типа (на-пример, МКП-1) контур автоматического управления мешалкой, перемешивающей кисломолочный продукт в баке созревания. Перемешивание периодическое.

Включение электродвигателя мешалки осуществлять по истечении времени паузы (20…30 мин), выключение – по истечении времени перемешивания (5…15 мин). Мощность электродвигателя  1,3 кВт.

Предусмотрите сигнализацию о работе мешалки и возможность аварийного операторного ее отключения.

Выберите по каталогам [911, 1622] и справочнику [15] приборы, устройства, необходимые для реализации схемы (усилители мощности, тумблеры, сигнальные табло, блоки питания и т. п.).

Разработайте алгоритм, таблицу информационного обеспечения и программный модуль, реализующие эту задачу на МКП-1.

8. Реализуйте на микроЭВМ СМ-1800 программный модуль интегрального закона регулирования температуры продукта на выходе из пастеризационной установки. Температуру необходимо поддерживать в пределах 84…87С. Первичный преобразователь – функциональный (диапазон изменения входного сигнала – 50…100С, выходного  5…+5 В). Управляющее воздействие реализуется через клапан, управляющий расходом пара через бойлер, в котором подогревается энергоноситель (горячая вода), нагревающий продукт. Диапазон перемещения регулирующего клапана – 10…90% ХРО (ход рабочего органа). Исполнительный механизм, осуществляющий перемещение регулирующего клапана, – МЭП-100 [15], время полного перемещения клапана исполнительным механизмом – 150 с.

Разработайте алгоритм, математическое обеспечение и программный модуль, обеспечивающие интегральный закон регулирования температуры. Инерционность объекта учесть (Т_об = 150 с).

9. Реализуйте для ЭВМ типа СМ-1800 или МС-1103 контур измерения и ввода в УВК уровня продукта, находящегося в баке-накопителе.

Диапазон изменения уровня 0…2 м, погрешность измерения   0,025 м. Предусмотреть контроль и внеочередной вывод информации при достижении предельного значения верхнего уровня 1,86 м и предельного значения нижнего уровня – 0,03 м.

Выберите по каталогам [911, 1622] и справочнику [15] приборы, устройства и модули, преобразующие информацию (первичный преобразователь, УСО, блоки питания и согласования и т. п.).

Согласуйте все входные и выходные характеристики приборов, при необходимости введите дополнительные элементы согласования (делители, блоки питания и т. п.).

Разработайте алгоритм, математическое обеспечение и программный модуль, обеспечивающие пересчет информации, поступающей от первичного преобразователя, в числовое значение измеряемого параметра (м).

Курсовая работа

При выполнении курсовой работы разрабатываются отдельные фрагменты технической реализации системы управления технологическим процессом (операцией) производства пищевых продуктов.

Рекомендуется определить конкретный технологический процесс (операцию) из перечня, приведенного в прил. 3, в качестве единой темы для курсовых работ по группе дисциплин, связанных с автоматизацией объектов управления.

Выбранный технологический процесс, а также объем разработок по данному курсовому проекту согласовывается с преподавателем.

Необходимые для выполнения курсовой работы исходные данные (числовые значения, диапазоны изменения и настройки параметров, метрологические требования, требования по динамике и надежности, требования по условиям эксплуатации приборов и т. п.) определяются при анализе технологической и технической документации на процесс, например, при выполнении курсовой работы по дисциплине “Аппаратурно-технологический анализ объектов управления”.

В объем данной курсовой работы входят:

1. Разработка структурной схемы контура управления.

2. Разработка алгоритма реализации операций контроля и управления с привязкой к реальному времени.

3. Выбор элементов, приборов и устройств, реализующих структурную схему (используя каталоги, справочники по ТСА).

4. Определение всех входных и выходных характеристик для каждого выбранного прибора, устройства или элемента.

5. Разработка принципиальных электрических схем, элементов программного обеспечения, схем внешних соединений (по указанию преподавателя).

6. Расчет метрологических характеристик, статических и динамических характеристик, нагрузочных характеристик, характеристик надежности для элементов разрабатываемой схемы (по указанию преподавателя).

Объем работы должен составлять 15–20 страниц рукописного текста и 12 листа 11 формата графической части.

П р и л о ж е н и е 1

Контрольные примеры решения задач

В данном приложении приведены примеры решения наиболее сложных задач методических указаний. Примеры составлены и решены для дополнительного, контрольного варианта задания. Целесообразно до начала работы над задачей просмотреть пример для того, чтобы наметить последовательность решения задачи Вашего варианта и способ оформления ее результатов.

Для задач, примеры решения которых не вошли в приложение, по тексту задания даются ссылки на методические пособия.

Контрольный пример решения задачи 1.2

Операционный преобразователь, построенный по схеме рис. 4, основного текста, реализует функциональные зависимости:

 при положении переключателя П = 1

Р_вых = ;

 при положении переключателя П = 2

Р_вых = .

На графике контрольного примера рис. 6 (вар. К1) основного текста представлена зависимость:

Р_вых = К₁ Р_вх + Р_0.

По графику определяем

К₁ = = = 0,375,

Р₀ = Р_вых + К₁Р_вх = 10 + 0,375  2 = 10,75 МПа.

Для настройки преобразователя принимаем

Р_1вх = Р_вх,

Р_3вх = Р₀ = 10,75 МПа.

Переключатель П должен находиться в положении 2. Так как необходимо обеспечить настройку К < 1, то используем для настройки пневмосопротивление D2. Изменение проводимости (₂) пневмосопротивления D2 обеспечивает:

для ₂ = 0% значение К₁ = 1, для ₂ = 100% значение К₁ = 0 .

При линейной характеристике пневмосопротивления для наст-ройки значения К₁ = 0,375 необходимо установить ₂ = (10,375)100 = = 62,5%. Пневмосопротивление D4 должно быть закрыто, _ Результаты расчёта параметров настройки удобно оформить в виде табл. 1

Таблица 1

Контрольный пример решения задачи 1. 4

Потенциометрический задатчик R, нагруженный сопротивлением R_н, имеет следующую схему

Рис. 1. Потенциометрический задатчик

На рис. 1 : R  общее сопротивление задатчика, имеющего намотку длиной l, по которой перемещается движок задатчика r(X); r(X)  текущее значение сопротивления между точками ВС, изменяющееся пропорционально измерению положения указателя относительно шкалы задатчика Х = 0 … 100%.

Пусть U_п = 10 В, R(l) = 270 Ом = 0,27 кОм, R_н = 540 Ом = 0,54 кОм В режиме “холостого хода”, что соответствует R_н = , рассчитаем значения U_вых0 в 11 точках положения задатчика X = 0; 10… 100 % с шагом через 10%. Расчетные значения r(X) получаем пропорциональным делением диапазона r(X) = 0… R(l); расчетные значения напряжения определяем по формуле

U_вых0 = .

Результаты расчета сведем в табл. 2.

По результатам вычислений строим график статической характеристики задатчика в режиме “холостого хода” (кривая 1 на рис. 2 ).

Рассчитаем статическую характеристику задатчика в режиме “под нагрузкой”, когда выход задатчика нагружен конкретным сопротивлением нагрузки R_н, значение которого дано в табл. 1 для Вашего варианта.

Расчетное значение напряжения на выходе определяем по формуле

U_вых = ,

где ток I c учетом внутреннего сопротивления задатчика определяется выражением

I = .

Таблица 2