Øvelse i Ziegler-Nichols på drøvle processer

Transkript

1 Øvele i Ziegler-Nichol på drøvle proceer Formål: Formålet med øvelen er at finde brugbare parametre til drøvleregulering af vækehøjden i to forbundne tanke ved hjælp af Ziegler-Nichol metode. Der kal finde parametre til en P og PIregulator til et 2. orden ytem hvor der bliver drøvlet på tilgangen til den ene tank, amt til et 1. orden ytem hvor der bliver drøvlet på udløbet fra tanken. Forøgoptilling Opgave 1 Procerør Procerør PT PT PLC Tank Pumpe Strømforyning Motorventil Diplay Figur 1 Forøgoptilling af 2. orden ytem med drøvleregulering. 24V foryning af enheder er ikke vit på diagrammet. Alle forynede enheder (PID-controller og pumpe) forbinde med XLR-kabler til trømforyningen 24V udgange. Side 1 af 7

2 HUSK tillutning af overløblangen (1m lange med gul/grøn markering) imellem det øverte ventre indløb på procerøret og et af indløbene i toppen af tanken OG at ét af indløbene i toppen af tanken kal være åbent imod omgivelerne for at trykket i toppen af procerøret varer til trykket i den omgivende atmofære. Notér erienumrene for de anvendte komponenter: Procerør 1 Procerør 2 Pumpe Drænventil Motorventil PLC Power upply Side 2 af 7

3 Opgave 1 Indregulering af en indløbdrøvling ved hjælp af Ziegler- Nichol metode: Sæt pumpen manuelt til 80 %, amt Kp = 2,5 og SP = 30 % i regulatoren. Sæt drænventilen på 20 % og e på trendkurven hvordan PV- og u-ignalet reagerer. (Det er vigtig at u-ignalet forbliver mellem 0 % og 100 % når PV-ignalet vurdere.) Fremgangmåden til Ziegler-Nichol metode er vit i diagrammet i Figur 2. KP - øge Start KP - mindke Lille SP ændring Tilfældig KP Lille SP ændring PV-ignale vurdere Degreive Stationære Progreive KP notere Tk - finde Figur 2 Flow-chart over fremgangmåden i Ziegler-Nichol metode. Ved tart af forøget, indtille en tilfældig fortærkning og PV-ignalet vurdere ved hjælp af en trendkurve. Afhængig af hvordan kurveforløbet er, degreivt, tationært eller progreivt, følge den pågældende vej rundt i diagrammet. KP øge eller mindke, på bagrund af det optagede kurveforløb. Inden optagelen af den nye trendkurve, kal SP ændre en lille mule (f.ek. 5 %) ålede at ændringen i kurveforløbet kan obervere. Diagrammet følge indtil at der opnå tationære i kurveforløbet, hvorfra den kritike vingningtid og kritike fortærkning notere. Side 3 af 7

4 2.1 Skal der bruge inver eller direkte regulering til denne regulering? 2.2 Find den kritike- fortærkning og vingningtid: Kpk: Tk: Formler til beregning af brugbare parameter ved Ziegler-Nichol metode Regulator Kp Tn Tn P 0,5 K pp - - PI 0,45 K pp 0,83 T k - Tabel 1 Formler til beregning af brugbare parmetre med Ziegler-Nichole metode. Da Ziegler-Nichol metode finder brugbare parametre til den afhængige (Ligning 1) regulatorligning, og den hjemmebyggede regulator bruger den uafhængige regulatorligning (Ligning 2), kal Tn omregne til Ti. Ti beregne ved hjælp af ligning 3. u = K p e + 1 t eee T n 0 + T v dd dd Ligning 1 Den afhængige regulatorligning. u = K p e + 1 t eee T i 0 + T d dd dd Ligning 2 Den uafhængige regulatorligning. T i = T n K p Ligning 3 Formel til beregning af Ti. 2.3 Find brugbare parametre til regulering af 2. orden ytemet med drøvling: Indkriv de beregnede parametre til de to regulatorer. Beregnede parameter Regulator K p T i T d P - - PI - Tabel 2 Til at indkrive de beregnede parametre til 1. orden ytem med lav belatning. Side 4 af 7

5 2.4 Afprøv P og PI parametrene med drænventilen på 20 % og find tigetid, indvingningtid og overving for vækehøjden. Indvingningtid: Indvingningtid: Overving: % Overving: % 2.5 Afprøv P og PI parametrene med drænventilen på 80 % og find tigetid, indvingningtid og overving for vækehøjden. Indvingningtid: Indvingningtid: Overving: % Overving: % Side 5 af 7

6 FLX Lab v Forøgoptilling: (Opgave 2) Procerør PT Strømforyning Motorventil PLC Tank Pumpe Diplay Figur 3 Forøgoptilling af 1. orden ytem med drøvling af udløbet. 24V foryning af enheder er ikke vit på diagrammet. Alle forynede enheder (PID-controller og pumpe) forbinde med XLR-kabler til trømforyningen 24V udgange. Side 6 af 7

7 FLX Lab v Opgave 2 Indregulering af en udløbdrøvling ved hjælp af Ziegler- Nichol metode: I denne øvele kal der regulere med en motorventil, om er placeret i udløbet fra en tank. Der bruge de amme tart-parametre og fremgangmåde om i opgave 1, på nær denne gang ætte pumpen til 30 %. 2.1 Skal der bruge inver eller direkte regulering til denne regulering? 2.2 Find den kritike- fortærkning og vingningtid: Kpk: Tk: 2.3 Find brugbare parametre til regulering af 1. orden ytemet med drøvleregulering af udløbet: Indkriv de beregnede parametre til de to regulatorer. Formler til beregning af brugbare parameter ved Ziegler-Nichol metode Regulator Kp Ti Td P - - PI - Tabel 3 til indkrivning af beregnede parametre til 1. orden ytem med drøvling af udløbet. 2.4 Afprøv P og PI parametrene med pumpen på 30 % og find tigetid, indvingningtid og overving for vækehøjden. Indvingningtid: Indvingningtid: Overving: % Overving: % 2.5 Afprøv P og PI parametrene med pumpen på 60 % og find tigetid, indvingningtid og overving for vækehøjden. Indvingningtid: Indvingningtid: Overving: % Overving: % Side 7 af 7