Modelová úloha „Teplo

Modelová úloha „Teplo-vzdušný model“
Zadání
1. Seznamte se s teplo-vzdušným modelem (TVM) a mikropočítačovou jednotkou
CTRL.
2. Seznamte se s programovým modulem WinGap-CTRL.
3. Proveďte identifikaci systému a sledujte vliv změny parametrů.
4. Ověřte vlastnosti dvoupolohové regulace změnou parametrů.
5. Vypracujte protokol s popisem teplo-vzdušného modelu a s popisem postupu při
syntéze regulačního obvodu.
Technické vybavení
•
Teplo-vzdušný model
•
Mikropočítačová jednotka CTRL
•
Počítač se sériovým portem
•
Programový modul WinGap-CTRL
•
Napájecí zdroje pro model a jednotku CTRL
•
Propojovací a napájecí kabely
Schéma zapojení
Elektronické obvody
Napájecí
zdroj
Mikropočítačová jednotka CTRL
RS23
2
Obrázek 1 – Blokové schéma zapojení teplo-vzdušného modelu
PC
Popis modelu a zapojení
Teplo-vzdušný model (TVM) na obrázku – je tvořen tunelem, ve kterém je žárovka,
ventilátory a několik snímačů (Obrázek 2).
Obrázek 2 – Teplo-vzdušný model
Žárovka vytváří zdroj světla a tepla, a je napájená z řiditelného zdroje napětí.
Ventilátor způsobuje proudění vzduchu v tunelu a je také napájen z řiditelného zdroje napětí.
Jednotlivé členy (Obrázek 3) jsou přes obvody převodníků připojeny k mikropočítačové
jednotce CTRL, a ta je připojena k počítači prostřednictvím rozhraní RS 232.
VP
V
1
F
T3
T2
T1
Ž
T
a
Obrázek 3 – Vstupy a výstupy teplo-vzdušného modelu
Vstupy a výstupy teplo-vzdušného modelu
Vstup 1
Vstup 2
Vstup 3
Vstup 4
Vstup 6
Vstup 7
Výstup 1
Výstup 2
F
T2
T3
T1
Ta
VP
Ž
V
Fotodetektor – fotorezistor snímající jas žárovky
Snímač teploty – termistor měřící teplotu v blízkosti baňky žárovky
Snímač teploty – termistor měřící teplotu baňky žárovky
Snímač teploty – termistor měřící teplotu na výstupu z tunelu
Snímač rychlosti proudění vzduchu – termoanemometr
Snímač rychlosti proudění vzduchu – vrtulkový průtokoměr
Ovládání napětí na žárovce
Ovládání otáček ventilátoru vytvářejícího proud vzduchu do tunelu
Postup práce
A.
Měření teplo-vzdušného modelu
B.
Řízení teplo-vzdušného modelu
A.
Měření teplovzdušného modelu
1. Zapojíme teplo-vzdušný model dle obrázku 1.
2. Zapneme počítač, mikropočítačovou jednotku CTRL a teplo-vzdušný model.
3. Spustíme program WinGap-CTRL pro ovládání mikropočítačové jednotky CTRL.
4. V menu Komunikace / Volba způsobu komunikace nastavíme komunikační port
COM 1 nebo COM 2 (Obrázek 4).
5. V menu Komunikace / Inicializace CTRL provedeme inicializaci jednotky CTRL.
6. V menu Měření / Nastavení vstupů zvolíme požadovaný vstup jednotky CTRL
(Obrázek 5).
7. V menu Měření / Start zahájíme měření požadovaných vstupů (Obrázek 6).
8. Po ukončení měření můžete uložit tabulku naměřených vstupních hodnot (Obrázek
7) pro další zpracování.
Obrázek 4 – Volba způsobu komunikace
Obrázek 5 – Nastavení vstupů pro měření
Obrázek 6 – Měření požadovaných vstupů
Obrázek 7 – Tabulka naměřených vstupních hodnot
B.
Řízení teplovzdušného modelu
1. Zapojíme teplo-vzdušný model dle obrázku 1.
2. Zapneme počítač, mikropočítačovou jednotku CTRL a teplovzdušný model.
3. Spustíme program WinGap-CTRL pro ovládání mikropočítačové jednotky CTRL.
4. V menu Komunikace / Volba způsobu komunikace nastavíme komunikační port COM 1
nebo COM 2 (Obrázek 4).
5. V menu Komunikace / Inicializace CTRL provedeme inicializaci jednotky CTRL.
6. V menu Řízení / Nastavení / Vstupní kanály nastavíme požadovaný vstup jednotky CTRL
(Obrázek 8).
Obrázek 8 – Nastavení vstupů pro řízení
7. V menu Řízení / Nastavení / Výstupní kanály nastavíme požadovaný výstup jednotky
CTRL. Zde také můžeme nastavit typ regulace a její parametry (Obrázek 9 a obrázek 10).
Obrázek 9 – Nastavení výstupů pro řízení
Obrázek 10 – Nastavení výstupů pro řízení
8. V menu Řízení / Start zahájíme řízení požadovaných výstupů (Obrázek 11).
Obrázek 11 – Řízení požadovaných výstupů
9. Po ukončení měření můžete uložit tabulku naměřených vstupních hodnot a řízených
výstupních hodnot (Obrázek 12) pro další zpracování.
Obrázek 12 – Tabulka vstupních hodnot a výstupních hodnot
Kontrolní otázky
1. Co je to syntéza regulačního obvodu?
2. Co znamená identifikace systému?
3. Popište výhody a nevýhody dvoupolohové regulace.
4. K čemu slouží experimentální identifikace systému?