Wykład nr 1 Podstawowe pojęcia automatyki

Podobne dokumenty
SYSTEMY ENERGETYKI ODNAWIALNEJ

Podstawy Automatyki. Wykład 6 - Miejsce i rola regulatora w układzie regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Automatyka i sterowania

Instrukcja do ćwiczenia 6 REGULACJA TRÓJPOŁOŻENIOWA

Automatyka przemysłowa na wybranych obiektach. mgr inż. Artur Jurneczko PROCOM SYSTEM S.A., ul. Stargardzka 8a, Wrocław

Elementy układu automatycznej regulacji (UAR)

Schemat funkcjonalny układu automatycznej regulacji

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - obiekty regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

II. STEROWANIE I REGULACJA AUTOMATYCZNA

Prowadzący: Prof. PWr Jan Syposz

Obiekt. Obiekt sterowania obiekt, który realizuje proces (zaplanowany).

Automatyka i Regulacja Automatyczna SEIwE- sem.4

Układy sterowania: a) otwarty, b) zamknięty w układzie zamkniętym, czyli w układzie z ujemnym sprzężeniem zwrotnym (układzie regulacji automatycznej)

SYNTEZA UKŁADU AUTOMATYCZNEJ REGULACJI TEMPERATURY

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

PL B1. Sposób i układ sterowania przemiennika częstotliwości z falownikiem prądu zasilającego silnik indukcyjny

3/13/2012. Automatyka i Sterowanie PRz Wprowadzenie. Wprowadzenie. Historia automatyki. dr inż. Tomasz Żabiński. Odśrodkowy regulator prędkości

Zautomatyzowane systemy produkcyjne

Układ regulacji ze sprzężeniem zwrotnym: - układ regulacji kaskadowej - układ regulacji stosunku

Wprowadzenie do współczesnej inżynierii AUTOMATYKA

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

Automatyka w inżynierii środowiska. Wykład 1

Podstawy Automatyki wykład

Modele i metody automatyki

Zawór redukcyjny. Części składowe

Instrukcja obsługi SPEED CONTROL. Electro-pneumatic Speed control system Elektropneumatyczny Regulator Wydajności Pompy

Regulatory wykonywane są z zaworami zamykanymi lub otwieranymi przy wzroście temperatury. Pozycja temperatury może być ukośna, pozioma lub pionowa.

Regulator wydajnoœci RW

Spis treści. Dzień 1. I Elementy układu automatycznej regulacji (wersja 1109) II Rodzaje regulatorów i struktur regulacji (wersja 1109)

Przetwornik temperatury RT-01

Prowadzący(a) Grupa Zespół data ćwiczenia Lp. Nazwisko i imię Ocena LABORATORIUM 4. PODSTAW 5. AUTOMATYKI

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

ASQ systemy sterowania zestawami pomp

Urządzenia nastawcze

Kanał automatyki układy wyjściowe

Czujniki obiektowe Sterowniki przemysłowe

Ćwiczenie 1. Badanie aktuatora elektrohydraulicznego. Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów Przemysłowych - laboratorium. Instrukcja laboratoryjna

Pytania egzaminacyjne dla Kierunku Elektrotechnika. studia II stopnia stacjonarne i niestacjonarne

Lista sygnałów dla kotła parowego OR32 z regulacją klapami wyciągu i podmuchów. IMPACT s.c. AUTOMATYKA PRZEMYSŁOWA

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Budowa i oprogramowanie komputerowych systemów sterowania

Wydział Mechaniczny Katedra Techniki Cieplnej

ASQ systemy sterowania zestawami pomp

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

System pomiarowy kotła wodnego typu WR-10 pracującego w elektrociepłowni Ostrów Wlkp. informacje dodatkowe

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

PL B1. Sposób i układ tłumienia oscylacji filtra wejściowego w napędach z przekształtnikami impulsowymi lub falownikami napięcia

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

Automatyka i robotyka ETP2005L. Laboratorium semestr zimowy

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

1. Logika połączeń energetycznych.

Wykład nr 3 Budowa i działanie komputerowego systemu sterowania

Dr hab. inż. Jan Duda. Wykład dla studentów kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

Wprowadzenie do technik regulacji automatycznej. prof nzw. dr hab. inż. Krzysztof Patan

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

(P ) Pierwszeństwo CZYTELNIA. Zgłoszenie ogłoszono: Opis patentowy opublikowano:

1. Regulatory ciągłe liniowe.

Warstwowa struktura układów sterowania ciągłymi procesami przemysłowymi

Podstawy automatyki. Energetyka Sem. V Wykład 1. Sem /17 Hossein Ghaemi

AP Automatyka: Sonda do pomiaru wilgotności i temperatury HygroClip2-S

5 05: OBWODY ELEKTRYCZNE UKŁADÓW ROZRUCHU I ZASILANIA SILNIKA SPALINOWEGO, WYKONYWANIE POMIARÓW I OCENA STANU TECHNICZNEGO.

SIMATIC S Regulator PID w sterowaniu procesami. dr inż. Damian Cetnarowicz. Plan wykładu. I n t e l i g e n t n e s y s t e m y z e

AUTOMATYZACJA PROCESÓW CIĄGŁYCH I WSADOWYCH

Opis typoszeregu: Wilo-Stratos GIGA

DATA OPRACOWANIA : styczeń Ogółem wartość kosztorysowa robót : Słownie: WYKONAWCA : INWESTOR : Data zatwierdzenia. Data opracowania styczeń 2011

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Paweł Pełczyński ppelczynski@swspiz.pl

Zarządzanie systemem rozproszonych źródeł i magazynów energii na przykładzie Centrum Energii Odnawialnej w Sulechowie

(54) (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1 C23F 13/04 C23F 13/22 H02M 7/155

REGULATORY NAPIĘCIA TRANSFORMATORÓW Z PODOBCIĄŻEIOWYM PRZEŁĄCZNIKIEM ZACZEPÓW - REG SYS

Regulacja dwupołożeniowa.

Komputerowe systemy pomiarowe. Podstawowe elementy sprzętowe elektronicznych układów pomiarowych

Regulacja prędkości posuwu belki na prowadnicach pionowych przy wykorzystaniu sterownika Versa Max

Ćwiczenie 3 Falownik

Sterowanie pracą reaktora chemicznego

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

Silnik AFB AKN. Jałowy bieg (ciepły silnik, temperatura płynu chłodzącego nie niższa niż 80 C. Numer 0 (dziesiętne wartości wskazań)

Pneumatyczne, elektryczne i elektrohydrauliczne siłowniki do zaworów regulacyjnych i klap

1. POJĘCIA PODSTAWOWE I RODZAJE UKŁADÓW AUTOMATYKI

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

USTAWNIK TOLERUJĄCY USZKODZENIA TORU SPRZĘśENIA ZWROTNEGO

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

PL B1. Sposób regulacji prądu silnika asynchronicznego w układzie bez czujnika prędkości obrotowej. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

Automatyka i Regulacja Automatyczna Laboratorium Zagadnienia Seria II

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

Różnicowy przetwornik ciśnienia EL-PS-xxx

M-1TI. PRECYZYJNY PRZETWORNIK RTD, TC, R, U NA SYGNAŁ ANALOGOWY 4-20mA Z SEPARACJĄ GALWANICZNĄ. 2

IV Zarządzanie przedsiębiorstwem ERP 1. III Zarządzanie produkcją MES 2

TRÓJFAZOWY ELEKTRONICZNY PRZEMIENNIK CZĘSTOTLIWOŚCI

PRZETWORNIKI POMIAROWE

PODSTAWY AUTOMATYKI IV. URZĄDZENIA GRZEJNE W UKŁADACH AUTOMATYCZNEJ REGULACJI

Serwomechanizm - zamknięty układ sterowania przemieszczeniem, o strukturze typowego układu regulacji. Wartość wzorcowa porównywana jest z

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 20/10. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL WUP 05/15. rzecz. pat.

- Regulatory bezpośredniego działania charakteryzują się tym, że energię niezbędną do działania pobierają za pomocą czujnika z obiektu regulacji.

SEMINARIUM Z AUTOMATYKI CHŁODNICZEJ I KLIMATYZACYJNEJ.

I. DANE TECHNICZNE II. INSTRUKCJA UśYTKOWANIA... 4

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Transkrypt:

Wykład nr 1 Podstawowe pojęcia automatyki Podstawowe definicje i określenia wykorzystywane w automatyce Omówienie podstawowych elementów w układzie automatycznej regulacji Omówienie podstawowych działów automatyki Klasyfikacja układów automatycznej regulacji

Układ regulacji temperatury

Uogólniony schemat blokowy systemu automatyki... PROCES TECHNOLOGICZNY (OBIEKT STEROWANY)... URZĄDZENIA POMIAROWE URZĄDZENIA ZADAJĄCE...... UKŁAD STERUJĄCY...... URZĄDZENIA WYKONAWCZO- NASTAWCZE URZĄDZENIA WSKAZUJĄCE I REJESTRUJĄCE URZĄDZENIA WEJŚCIOWE URZĄDZENIA WYJŚCIOWE

Schemat struktury sterowania i zarządzania URZĄDZENIA WYKONAWCZO- NASTAW CZE INSTALACJA TECHNOLOGICZNA (OBIEKT STEROWANY) URZĄDZENIA POMIAROW E OPERATORZY PROCESU NADZÓR I STEROWANIE PROTOKOŁY RUCHOWE PLANY PRODUKCJI KIEROWNICTWO I ADMINISTRACJA PLANOWANIE I ZARZĄDZANIE ZLECENIA I ZAMÓWIENIA FAKTURY I PODZLECENIA SPRAWOZDANIA I BILANSE AKTA KADROWE I LISTA PŁAC

System sterowania hierarchiczny i rozproszony GŁÓWNA MAGISTRALA DYREKTOR Komputer do zarządzania zakładem Planowanie długoterminowe (powyŝej tygodnia) INśYNIER Komputer do zarządzania operatywnego Planowanie krótkoterminowe (zmiana produkcyjna - doba) S Y S T E M S T E R O W A N I A OPERATOR Komputer do sterowania nadrzędnego (ang. supervisory control), wizualizacja i optymalizacja, sterowanie adaptacyjne itd. Komputery do sterowania bezpośredniego (ang. direct control), sterowanie binarne, układy regulacji i kompensacji. Komputery do zbierania i przetwarzania zmiennych procesowych i koncentratory danych (ang. remote I/O slave units) Czujniki i przetworniki pomiarowe (ang. sensors and transducers) PROCES PRZEMYSŁOWY Z M I E N N Y M I P R O C E S O W Y M I Elementy wykonawcze (ang. actuators) SYSTEM HIERARCHICZNY I ROZPROSZONY

Uogólniony schemat układu automatycznej regulacji y 0 (t) - sygnał zadany (wejściowy), określany jako tzw. zadanie sterowania, u(t) - sygnał sterujący, zwany sygnałem nastawiającym y(t) - sygnał wyjściowy, zwany takŝe sygnałem regulowanym, Urządzenie wykonawczo-nastawcze URZĄDZENIE ZADAJĄCE (ZADAJNIK) + - URZĄDZENIE REGULUJĄCE (REGULATOR) URZĄDZENIE WYKONAWCZE URZĄDZENIE NASTAWCZE OBIEKT ε(t) - sygnał uchybu regulacji (w idealnym regulatorze uchyb powinien przyjmować wartość 0) PRZETWORNIK POMIAROWY CZUJNIK POMIAROWY Urządzenie pomiarowe SprzęŜenie zwrotne (feedback loop)

Układ sterowania o strukturze otwartej z( t) SYGNAŁ ZAKŁÓCAJĄCY y0 ( t) SYGNAŁ WEJŚCIOWY (ZADANY) UKŁAD STERUJĄCY u( t) SYGNAŁ STERUJĄCY (AKCJA STERUJĄCA) INSTALACJA TECHNOLOGICZNA (OBIEKT STEROWANY) y( t) SYGNAŁ WYJŚCIOWY (SYGNAŁ STEROWANY) Cechy Sygnał wyjściowy y(t) nie ma wpływu na akcję sterującą u(t) Brak pomiaru wartości sygnału wyjściowego y(t) dla porównania z wartością zadaną y 0 (t) Wymagają starannej kalibracji przy zmieniających się warunkach pracy Mała odporność na zakłócenia zewnętrzne i wewnętrzne Zwykle sygnał zadany stanowi program oparty o podstawę czasu Przykłady układów otwartych Sterowanie dawkowaniem insuliny Sterowanie prędkością obrotową napędu elektrycznego

Układ sterowania o strukturze zamkniętej z( t) SYGNAŁ ZAKŁÓCAJĄCY y0 ( t) SYGNAŁ WEJŚCIOWY (ZADANY) + - ε( t) e( t) UKŁAD STERUJĄCY SYGNAŁ BŁĘDU UCHYB REGULACJI u( t) SYGNAŁ STERUJĄCY (AKCJA STERUJĄCA) INSTALACJA TECHNOLOGICZNA (OBIEKT STEROWANY) y( t) SYGNAŁ WYJŚCIOWY (SYGNAŁ STEROWANY) Cechy UJEMNE SPRZĘśENIE ZWROTNE Sygnał wyjściowy y(t) powoduje bezpośredni efekt w akcji sterującej u(t) konieczność prowadzenia sprzęŝ ęŝenia zwrotnego Zaktualizowany sygnał błę łędu regulacji e(t) jest doprowadzany do regulatora, który redukuje wartość błę łędu, doprowadzając sygnał wyjściowy do Ŝądanej wartości y 0 (t) Pomiar wartości sygnału wyjściowego y(t) dla porównania z wartością zadaną y 0 (t) Stosunkowo duŝa odporność na zakłócenia zewnętrzne i wewnętrzne oraz zmiany w dynamice obiektu sterowania Przykłady układów rzeczywistych Sterowanie dawkowaniem insuliny Sterowanie prędkością obrotową napędu elektrycznego

Otwarty układ sterowania dawkowaniem insuliny SPOśYCIE POZIOM GLUKOZY WE KRWI INSULINA ŚNIADANIE OBIAD KOLACJA z( t) CZAS POSIŁKI PROGRAMOWALNY GENERATOR SYGNAŁÓW u( t) [ V] NAPIĘCIE ZASILANIA SILNIKA POMPY SILNIK + POMPA + ZAWÓR i( t) DAWKA INSULINY

Otwarty układ sterowania prędkością obrotową ZASILANIE PRĘDKOŚĆ OBROTOWA OBCIĄśENIE MASA WIRUJĄCA ZADAWANIE PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ WZMACNIACZ PRĄDU STAŁEGO SILNIK PRĄDU STAŁEGO WARTOŚĆ ZADANA PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ (NAPIĘCIE) REGULATOR WZMACNIACZ PRĄDU STAŁEGO U.W.N. SILNIK PRĄDU STAŁEGO OBIEKT OBCIĄśENIE MASA WIRUJĄCA BIEśĄCA PRĘDKOŚĆ OBROTOWA

Zamknięty układ sterowania dawkowaniem insuliny SPOśYCIE POZIOM GLUKOZY WE KRWI INSULINA ŚNIADANIE OBIAD KOLACJA z( t) CZAS POSIŁKI WZMACNIACZ u( t) [ V] NAPIĘCIE ZASILANIA SILNIKA POMPY SILNIK + POMPA + ZAWÓR i( t) DAWKA INSULINY CIAŁO LUDZKIE, KREW, NACZYNIA KRWIONOŚNE BIEśĄCY POZIOM GLUKOZY _ POMIERZONY POZIOM GLUKOZY + ZADANY POZIOM GLUKOZY CZUJNIK

Zamknięty układ sterowania prędkością obrotową PRĘDKOŚĆ OBROTOWA ZASILANIE OBCIĄśENIE MASA WIRUJĄCA ZADAWANIE PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ WZM ACNIACZ PRĄDU STAŁEGO SILNIK PRĄDU STAŁEGO PRĄDNICA TACHOMETRYCZNA WARTOŚĆ ZADANA PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ (NAPIĘCIE) BŁĄD REGULATOR WZMACNIACZ PRĄDU STAŁEGO U.W.N. SILNIK PRĄDU STAŁEGO OBIEKT OBCIĄśENIE MASA WIRUJĄCA BIEśĄCA PRĘDKOŚĆ OBROTOWA POMIERZONA PRĘDKOŚĆ OBROTOWA (NAPIĘCIE) U.P. PRĄDNICA

Układ ciągłej regulacji poziomu w zbiorniku Konieczność zastosowania : droŝszych urządzeń pomiarowych, zapewniających generowanie sygnału analogowego (w tym przypadku analogowy pomiar poziomu) droŝszych urządzeń wykonawczo-nastawczych (w tym przypadku pompa o regulowanej wydajności)

Układ dyskretnej regulacji poziomu w zbiorniku Konieczność zastosowania : wyłą łączników ciśnieniowych (tzw. hydrostatów), zapewniających utrzymanie poziomu cieczy w zbiorniku w przedziale określonym przez miejsca zamontowania pompy o stałej wydajności sterowanej w najprostszy sposób, tzn. metodą włą łączwyłą łącz

Wielowymiarowy układ regulacji STRUMIEŃ WODY STRUMIEŃ PALIWA STRUMIEŃ POWIETRZA ZAWÓR ZAWÓR ZAWÓR KOCIOŁ PAROWY TURBINA WAŁ GENERATOR REGULATOR PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ BIEśĄCA WARTOŚĆ NAPIĘCIA I NATĘśENIA PRĄDU POMIAR POZIOMU TLENU POMIAR TEMPERATURY POMIAR CIŚNIENIA KOMPUTER (REGULATOR) WARTOŚĆ ZADANA : - TEMPERATURY - CIŚNIENIA - POZIOMU 0 2 - NAPIĘCIA I PRĄDU GENEROWANEGO

Struktura sterowania dla kontroli i sygnalizacji WEKTOR SYGNAŁÓW ZAKŁÓCAJĄCYCH WEKTOR SYGNAŁÓW WEJŚCIOWYCH U(t) Z(t) INSTALACJA TECHNOLOGICZNA (OBIEKT STEROWANY) WEKTOR SYGNAŁÓW WYJŚCIOWYCH Y(t) OBIEKT URZĄDZENIA REJESTRUJĄCE STANY WEJŚĆ I WYJŚĆ : - CZUJNIKI POMIAROWE - REJESTRATORY (W TYM KOMPUTERY) -URZĄDZENIA POMIAROWE URZĄDZENIA WIZUALIZACJI STANU WEJŚĆ I WYJŚĆ : - WSKAŹNIKI - WYŚWIETLACZE - ELEMENTY I TABLICE ŚWIETLNE - MONITORY KOMPUTER WARSTWY DDC OPERATOR OPERATOR

Zabezpieczenie automatyczne i blokada automatyczna