Automatyka i sterowania

Podobne dokumenty
Prowadzący: Prof. PWr Jan Syposz

Instrukcja do ćwiczenia 6 REGULACJA TRÓJPOŁOŻENIOWA

II. STEROWANIE I REGULACJA AUTOMATYCZNA

Rys. 1 Otwarty układ regulacji

Elementy układu automatycznej regulacji (UAR)

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

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Podstawy Automatyki. Wykład 4 - algebra schematów blokowych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Podstawy Automatyki. Wykład 4 - algebra schematów blokowych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

(13)B3 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Politechnika Warszawska Instytut Automatyki i Robotyki. Prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościelny PODSTAWY AUTOMATYKI

Podstawy Automatyki. Wykład 4 - algebra schematów blokowych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

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

Wykład nr 1 Podstawowe pojęcia automatyki

SYSTEMY ENERGETYKI ODNAWIALNEJ

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

Automatyzacja. Ćwiczenie 9. Transformata Laplace a sygnałów w układach automatycznej regulacji

Ćwiczenie nr 3 Układy sterowania w torze otwartym i zamkniętym

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

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

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

Przekształcanie schematów blokowych. Podczas ćwiczenia poruszane będą następujące zagadnienia:

Automatyka i Regulacja Automatyczna SEIwE- sem.4

1. POJĘCIA PODSTAWOWE I RODZAJE UKŁADÓW AUTOMATYKI

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

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

1. Regulatory ciągłe liniowe.

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia VI Dobór nastaw regulatora typu PID metodą Zieglera-Nicholsa.

Modele i metody automatyki. Układy automatycznej regulacji UAR

Ciepłownictwo. Projekt zbiorczego węzła szeregowo-równoległego, dwufunkcyjnego, dwustopniowego

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

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

Regulacja dwupołożeniowa (dwustawna)

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

Laboratorium elementów automatyki i pomiarów w technologii chemicznej

PODSTAWY AUTOMATYKI IV. URZĄDZENIA GRZEJNE W UKŁADACH AUTOMATYCZNEJ REGULACJI

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

SYNTEZA UKŁADU AUTOMATYCZNEJ REGULACJI TEMPERATURY

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

Ogólny schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

Politechnika Warszawska Instytut Automatyki i Robotyki. Prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościelny PODSTAWY AUTOMATYKI

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

P O L I T E C H N I K A G D A Ń S K A W Y D Z I A Ł M E C H A N I C Z N Y

Sterowniki Programowalne (SP)

Wydział Mechaniczny Katedra Techniki Cieplnej

Automatyka w inżynierii środowiska. Wykład 1

Automatyzacja w ogrzewnictwie i klimatyzacji. Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenie 2

Zajęcia laboratoryjne

Dobór parametrów regulatora - symulacja komputerowa. Najprostszy układ automatycznej regulacji można przedstawić za pomocą

W artykule przedstawiono problematykę związaną z pracą urządzeń automatycznej regulacji w systemach klimatyzacyjnych.

Regulacja dwupołożeniowa.

1. Opis teoretyczny regulatora i obiektu z opóźnieniem.

ALGORYTMY. 1. Podstawowe definicje Schemat blokowy

PL B1. INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL BUP 21/08. PAWEŁ LIGĘZA, Kraków, PL

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

INSTYTUT ENERGOELEKTRYKI POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ Raport serii SPRAWOZDANIA Nr LABORATORIUM TEORII I TEHCNIKI STEROWANIA INSTRUKCJA LABORATORYJNA

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

SEMINARIUM Z AUTOMATYKI CHŁODNICZEJ I KLIMATYZACYJNEJ.

Automatyka i Regulacja Automatyczna Laboratorium Zagadnienia Seria II

PL B1. Układ i sposób zabezpieczenia generatora z podwójnym uzwojeniem na fazę od zwarć międzyzwojowych w uzwojeniach stojana

Laboratorium z automatyki

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

PRZYKŁADY AUTOMATYZACJI OBIEKTÓW

Automatyka i robotyka ETP2005L. Laboratorium semestr zimowy

P O L I T E C H N I K A Ł Ó D Z K A INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD ELEKTROWNI LABORATORIUM POMIARÓW I AUTOMATYKI W ELEKTROWNIACH

Kocioł TEKLA DRACO VERSA 24kW

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

(12)OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

INSTRUKCJA OBSŁUGI UMP-2 UNIWERSALNY MODUŁ POGODOWY. Ochrona patentowa nr PL Wersja 8623

(Wszystkie wyniki zapisywać na dysku Dane E:)

Sreszczenie. Słowa kluczowe: sterowanie, poziom cieczy, regulator rozmyty

Wykład 1. Standardowe algorytmy regulacji i sterowania

ALGORYTMY. 1. Podstawowe definicje Schemat blokowy

1. Rejestracja odpowiedzi skokowej obiektu rzeczywistego i wyznaczenie podstawowych parametrów dynamicznych obiektu

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

INSTRUKCJA OBSŁUGI UMS-1 UNIWERSALNY MODUŁ STERUJĄCY. Wersja 9227

LICZNIKI PODZIAŁ I PARAMETRY

Automatyka chłodnicza

RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Podstawy Automatyki. wykład 1 ( ) mgr inż. Łukasz Dworzak. Politechnika Wrocławska. Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji (I-24)

Centrala będzie utrzymywać w pomieszczeniu wymaganą temperaturę i stężenie CO 2 przez cały rok.

Ćwiczenia audytoryjne

Ćwiczenia audytoryjne

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Badanie wpływu parametrów korektora na własności dynamiczne układu regulacji automatycznej Ćwiczenia Laboratoryjne Podstawy Automatyki i Automatyzacji

Podstawy Automatyki. Wykład 8 - Wprowadzenie do automatyki procesów dyskretnych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki


4. Właściwości eksploatacyjne układów regulacji Wprowadzenie. Hs () Ys () Ws () Es () Go () s. Vs ()

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12

REGULACJA DWUPOŁOŻENIOWA

PAiTM. materiały uzupełniające do ćwiczeń Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych studia inżynierskie prowadzący: mgr inż.

Eliminacja drgań w układach o słabym tłumieniu przy zastosowaniu filtru wejściowego (Input Shaping Filter)

UKŁADY AUTOMATYKI NOWOCZESNYCH CENTRAL KLIMATYZACYJNYCH Z ODZYSKIEM I BEZ ODZYSKU CIEPŁA (część 1) Pawe ł Tymiński

f we DZIELNIKI I PODZIELNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI Dzielnik częstotliwości: układ dający impuls na wyjściu co P impulsów na wejściu

INSTRUKCJA OBSŁUGI UMS-1 / UMS-1P UNIWERSALNY MODUŁ STERUJĄCY. Ochrona patentowa nr PL Wersja C907

Rys Schemat parametrycznego stabilizatora napięcia

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Sterowanie ciągłe. Teoria sterowania układów jednowymiarowych

Transkrypt:

Automatyka i sterowania Układy regulacji Regulacja i sterowanie Przykłady regulacji i sterowania

Funkcje realizowane przez automatykę: regulacja sterowanie zabezpieczenie optymalizacja Automatyka i sterowanie 2

Układ regulacji jest połączeniem elementów automatyki, które współpracują ze sobą realizują wyznaczone zadanie. Schemat blokowy układu regulacji: Automatyka i sterowanie 3

Wyznaczone zadanie: Automatyka i sterowanie 4

Element automatyki Element automatyki, jest to urządzenie posiadające sygnał wejściowy i sygnał wyjściowy. Elementy automatyki możemy podzielić na: elementy liniowe elementy nieliniowe Automatyka i sterowanie 5

Element automatyki; c.d. Elementy liniowe są to elementy, których matematyczny opis ma postać zależności liniowych. Elementy nieliniowe są opisywane za pomocą nieliniowych równań algebraicznych, różnicowych lub różniczkowych. Automatyka i sterowanie 6

Obiekt regulacji Obiekt regulacji, w wyniku zewnętrznych oddziaływań, realizuje pożądany algorytm działania. Obiektem regulacji może być: urządzenie, zespół urządzeń lub proces technologiczny. Automatyka i sterowanie 7

Obiekt regulacji; c.d. Na obiekt regulacji oddziałują: zmienne wejściowe u (sygnały nastawiające), oraz sygnały zakłócające z (tzw. zmienne szkodliwe ). Sygnały wejściowe wpływają na sygnały wyjściowe, nazywane zmiennymi regulowanymi y. Automatyka i sterowanie 8

Obiekt regulacji; c.d. Zakłócenie z jest sygnałem wywierającym niekorzystny wpływ na wartość wielkości regulowanej y. Wartość zadana w wielkości regulowanej jest określana przez wielkość wiodącą w procesie regulacji. Automatyka i sterowanie 9

Regulator Regulator jest elementem układu regulacji, który wytwarza sygnał sterujący wpływający na przebieg wielkości regulowanej. Sygnałem wejściowym regulatora jest uchyb regulacji e, a wyjściowym jest wielkość sterująca u. Uchyb regulacji e otrzymuje się w regulatorze przez porównania wielkości zadanej w oraz wielkości regulowanej y. Automatyka i sterowanie 10

Regulator; c.d. Regulator, w zależności od uchybu regulacji e, odpowiednio zmienia sygnał sterujący u, tak żeby spełnić warunek równości wielkości regulowanej i wartości zadanej: Automatyka i sterowanie 11

Urządzenie wykonawcze Urządzenie wykonawcze składa się z elementu napędowego i elementu wykonawczego. Element wykonawczy wymusza zmiany wielkości regulowanej y. Automatyka i sterowanie 12

Urządzenie wykonawcze; c.d. Element napędowy służy jako napęd elementu wykonawczego: silnik, siłownik. Elementy wykonawcze: w systemach grzewczych: pompa, zawór regulacyjny wentylacja: wentylator, przepustnica urządzenia transportowe: podajnik, przenośnik Automatyka i sterowanie 13

Element pomiarowy Element pomiarowy jest to część układu regulacji, którego zadaniem jest pomiar wielkości regulowanej y oraz wytworzenie sygnału ym, odpowiedniego do wprowadzenia do regulatora. Automatyka i sterowanie 14

Schematy blokowe W technice regulacji elementy i działanie układu automatyki przedstawia się często w formie graficznej w postaci schematu blokowego. Pojedyncze bloki są elementami obwodu regulacyjnego, a każdy z nich ma wielkość wejściową i wyjściową. Bloki rysowane są w postaci prostokątów z umieszczonymi wewnątrz informacjami opisującymi ich właściwości. Automatyka i sterowanie 15

Węzły informacyjne Węzły informacyjne umożliwiają przekazanie tej samej informacji do kilku różnych punktów schematu blokowego 1 wejście i co najmniej 2 wyjścia. Rys. Schemat węzła informacyjnego. Automatyka i sterowanie 16

Węzły sumujące Węzły sumujące (porównujące) umożliwiają algebraiczne sumowanie kilku sygnałów co najmniej 2 wejścia i 1 wyjście. węzeł sumujący Rys. Schemat węzła sumującego. Automatyka i sterowanie 17

Łączenie bloków Bloki mogą być łączone: szeregowo równolegle w układzie ze sprzężeniem zwrotnym W każdym z wymienionych połączeń można wyznaczyć wypadkową zależność między sygnałem wejściowym a sygnałem wyjściowym. Zależność między tymi sygnałami nazywana jest transmitancją. Automatyka i sterowanie 18

Łączenie bloków; c.d. Połączenie szeregowe (nazywane również połączeniem kaskadowym), gdzie sygnał wyjściowy jednego bloku jest sygnałem wejściowym bloku następnego. Transmitancja wypadkowa Gw - jest iloczynem transmitancji poszczególnych bloków: Automatyka i sterowanie 19

Łączenie bloków; c.d. Połączenie równoległe, ten sam sygnał jest wprowadzany do kilku bloków, a sygnały wyjściowe tych bloków są algebraicznie sumowane. Transmitancja wypadkowa Gw dowolnej liczby bloków - jest sumą algebraiczna poszczególnych transmitancji: węzeł sumujący węzeł informacyjny Automatyka i sterowanie 20

Łączenie bloków; c.d. Połączenie ze sprzężeniem zwrotnym, sygnał wyjściowy układu, bezpośrednio lub za pomocą innego bloku, zostaje wprowadzony na wejście tego układu. Jeśli sygnał wejściowy odejmujemy od sygnału wejściowego do układu u, wówczas sprzężenie nazywamy ujemnym ( - ), jeśli sygnał ten dodajemy wówczas sprzężenie nazywamy dodatnim ( + ). Transmitancję wypadkową Gw obliczamy ze wzoru: + przy sprzężeniu dodatnim, - przy sprzężeniu ujemnym Automatyka i sterowanie 21

Regulacja i sterowanie REGULACJA jest to proces, w tkacie którego mierzy się jakąś wielkość fizyczną, nazywaną wielkością regulowaną y, porównuje z inną wielkością, nazywaną zadaną w i wpływa na przebieg tego procesu w celu minimalizacji różnicy tych wielkości e. W procesie regulacji obieg sygnałów odbywa się w obwodzie zamkniętym, nazywanym układem automatycznej regulacji. Automatyka i sterowanie 22

Regulacja i sterowanie REGULACJA; c.d. Inna definicja Układ regulacji jest to zamknięty układ sterowania, lub układ sterowania ze sprzężeniem zwrotnym. Żeby otrzymać zamknięty układ sterowania należy zamknąć pętlę oddziaływań, uzależniając sterowanie od skutków jakie to sterowanie wywołuje. Automatyka i sterowanie 23

Regulacja i sterowanie REGULACJA; c.d. Przykład układu regulacji Schemat układu regulacji temperatury powietrza w ogrzewanym pomieszczeniu: 1 regulator, 2 czujnik temperatury powietrza w pomieszczeniu, 3 człon wykonawczy, 4 obiekt regulacji pomieszczenie z grzejnikiem, u wielkość nastawna, w wartość zadana, y wielkość regulowana, z1, z2,,z5 wielkości zakłócające. Automatyka i sterowanie 24

Regulacja i sterowanie REGULACJA; c.d. Przykład układu regulacji; c.d. Schemat blokowy układu regulacji: 1 regulator, 2 czujnik temperatury, 3 siłownik z zaworem, 4 pomieszczenie z grzejnikiem, z wielkości zakłócające. y wielkość regulowana, w wartość zadana, u wielkość nastawna, e odchyłka regulacji, Automatyka i sterowanie 25

Regulacja i sterowanie STEROWANIE jest to proces w układzie, w którym jedna wielkość lub ich większa ilość, jako wielkości wejściowe, wpływają na wielkości wyjściowe, według prawidłowości właściwej układowi. Układ sterowania jest układem otwartym, w którym sygnał wyjściowy nie jest mierzony ani porównywany z sygnałem wejściowym i nie wpływa na akcję sterowania brak sprzężenia zwrotnego. Otwarte układy sterowania stosowane są wówczas, gdy związek pomiędzy sygnałem wejściowym i wyjściowym jest znany. Automatyka i sterowanie 26

Regulacja i sterowanie REGULACJA i STEROWANIE - różnice Układ REGULACJI Układ STEROWANIA Automatyka i sterowanie 27

Przykłady regulacji i sterowania Schemat układu automatycznej regulacji i sterowania: Sterowanie temperaturą powietrza w pomieszczeniu ti i regulacja temperatury wody zasilającej grzejnik: 1 - regulator, 2 czujnik temperatury wody, 3 zawór regulacyjny z siłownikiem, 4 - wymiennik ciepła, 5 - pompa obiegowa, 6 grzejnik w ogrzewanym pomieszczeniu; w wartość zadana, u sygnał nastawiający, y- wielkość regulowana, ym zmierzona wartość wielkości regulowanej, y wielkość sterowana, z1, z2 zakłócenia Automatyka i sterowanie 28

Przykłady regulacji i sterowania Schemat układu automatycznej regulacji i sterowania; c.d. Schemat blokowy układu regulacji i sterowania: 1 - regulator, 2 czujnik temperatury wody, 3 zawór regulacyjny z siłownikiem, 4 - wymiennik ciepła, 5 - pompa obiegowa, 6 grzejnik w ogrzewanym pomieszczeniu; w wartość zadana, u sygnał nastawiający, y- wielkość regulowana, ym zmierzona wartość wielkości regulowanej, y wielkość sterowana, z1, z2 zakłócenia Automatyka i sterowanie 29

Przykłady regulacji i sterowania Regulacja pogodowa jako przykład regulacji i sterowania: Automatyka i sterowanie 30

Przykłady regulacji i sterowania Sterowanie czasowe (programowe) przełączaniem równolegle połączonych pomp: Automatyka i sterowanie 31

Dziękuję za uwagę Automatyka i sterowanie 12.10.2017r. mgr inż. Krzysztof Gnyra tel. 602 231 407 e-mail: kgnyra@gmail.com www.viessmann.edu.pl