ДПА линии по выпуску коротко-резанных макарон

   2.6.2.   Выбор типа регулятора    

   Задано

         Выбрать тип  промышленного  автоматического регулятора и определить  оптимальные  значения его настроечных параметров, если кривая разгона объекта и требуемые показатели качества процесса регулирования температуры заданы таблицей.                                                                                                                           

         Таблица

 

   Расчет

1. По данным таблицы строим кривую разгона объекта
2. Проведя касательную к кривой разгона находим временные параметры объекта:

   t_о = 9,16 с – время полного запаздывания в объекте;

     Т_о = 57,17 с – постоянная времени объекта.

3. Определяем коэффициент передачи объекта

   

4. Для выбора характера  действия регулятора вычисляем величину отношения времени запаздывания к постоянной времени объекта

   

   Так как  0,15  < = 0,16 < 1,  то выбираем регулятор непрерывного действия

   5.   Зная  динамические  параметры   объекта  (t_о,  Т_о,  К_о)  и допустимое перерегулирование (s = 20 %),  в качестве оптимального принимаем типовой переходной процесс  с  20%  перерегулированием. 

   

6. Определяем  максимально допустимое значение динамического  коэффициента регулирования  Rд, обеспечивающее в объекте переходной процесс  с  20%  перерегулированием

 

   

   7.  По графикам   R_д = f(t₀ / T₀)  для типового переходного процесса  с 20%  перерегулированием находим,  что  ближайшее  меньшее  значение  динамического  коэффициента  регулирования  имеет

        П-регулятор, применение которого обеспечит динамическую ошибку меньше допустимой величины но при обязательном присутствии статической ошибки.  А так как по технологическим условиям статическая ошибка в объекте недопустима  (d = 0),  то выбираем более сложный  ПИ-регулятор, который работает без статической ошибки. 

   8. Предварительно  выбранный   ПИ-регулятор  проверяем  на время  регулирования.  Для  этого  по графикам   t_р /t₀ = f(t₀ /T₀) = А   для типового переходного  процесса  с  20%  перерегулированием  находим вспомогательную величину   А. 

   А _пи = 12

               и вычисляем  время регулирования   ПИ-регулятора

   t_{р =} t₀ × А _пи = 9,16 × 12 = 109,9 с 

   9.  Сравнивая рассчитанное время  регулирования ПИ-регулятора с  допустимым (t_р =180с), видим, что   ПИ-регулятор может обеспечить время регулирования меньше допустимого, и, следовательно, может быть применен. 

   

10.  Окончательно выбираем промышленный электронный ПИ-регулятор типа  Р 25, имеющий два параметра настройки на процесс:

 

   К_{п 63} – коэффициент передачи регулятора;

   Т_и – время интегрирования.

   .

11. Оптимальные значения параметров настройки   ПИ-регулятора определяем по формулам:

   

   Т_и =  t₀ +0,3× Т₀ = 9,16 + 0,3 × 57,17 = 26,3 с 
 

 

   

 
2.6.3   Расчет  однофазного трансформатора 

   Рассчитать  однофазный трансформатор на броневом магнитопроводе для питания автоматических  устройств при следующих исходных данных: 

                     U₂ = 12 В – напряжение вторичной обмотки;

                     I₂  =  4 А – сила тока в нагрузке;

                     U₁ = 220 В – напряжение питающей сети 

   Расчет

1. Определяем полную мощность нагрузки трансформатора

   S₂ = U₂ × I₂ = 12 × 4 = 48 ВА

   2.   По графикам  h = f (S₂)  для трансформаторов с магнитопроводом из стали 3412 (Э320) при   f = 50 Гц находим к.п.д. трансформатора

   h = 0,85

3.   Определяем мощность, потребляемую трансформатором из сети

   S₁ =

ВА

4. По каталогу на броневые магнитопроводы из стали 3412  (Э320)  выбираем магнитопровод типоразмера  ШЛ 20´25, имеющий следующие расчетные данные:
• а  =  20 мм  - ширина сердечника магнитопровода;
• b  =  25 мм - толщина сердечника магнитопроаода;
• с  =  20 мм  - ширина окна магнитопровода;
• h  =  50 мм  - высота окна магнитопровода;
• B_m =  1,6 Т - магнитная индукция в магнитопроводе;
• j = 2,7 A/мм² - допустимая плотность тока в обмотках трансформатора;
• u_к  = 10,5 %  - напряжение короткого замыкания трансформатора;
• S_г = 75 ВА  - габаритная мощность трансформатора.

 
   

5. Определяем  число витков на вольт ЭДС, индуктируемой  в обмотках трансформатора

   W₀ =

6. Находим число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора

   

 витка

   

 витка

7. Определяем минимально необходимые сечения проводов обмоток трансформатора

   

 мм²

   

 мм²

   8. По каталогу на обмоточные  провода круглого сечения выбираем ближайшие большие стандартные сечения проводов и находим их диаметра в изоляции  ПЭВ – 2 

   q _{c 1} = 0,09621 мм²;          d ₁ = 0,41 мм

    q _{c 2} = 1,7672 мм²;          d ₂ = 1,61 мм

   9.   Определяем площади окна магнитопровода, которые будут занимать обмотки трансформатора 

   

 мм²

   

 мм²

   

 мм²

10. Находим площадь окна магнитопровода

   

 мм²

11. Так как площадь окна магнитопровода  F₀ больше площади окна, занимаемой обмотками трансформатора, то по рассчитанным данным можно изготовить реальный трансформатор.

 
 

 

    2.6.4.   Расчет  измерительной схемы  потенциометра      

   Задано

         Рассчитать сопротивления  резисторов измерительной схемы автоматического потенциометра  КСП 4  при следующих исходных данных: 

         Нижний предел измерений t_мин = -(50)°С

         Верхний предел измерений t_макс = 50°С

         Градуировка термопары -           ХК₆₈

         Напряжение питания  U   =   5 В

         Потребляемый ток   i    =   5 мА

     Силы токов в  ветвях:   i₁   =   2 мА

                                 i₂   =   3 мА 

Принципиальная  схема автоматического потенциометра  КСП 4 
 

   Расчет

1. По градуировочным таблицам находим минимальную  (Е_мин)  и максимальную  (Е_макс)  э.д.с.    термопары при температуре свободных спаев, равной  0°С.

 

   Е_мин = -3,11 мВ

     Е_макс = 3,350 мВ 

   

2. Задаемся интервалом компенсации изменения температуры  свободных спаев термопары (Dt_к= 0 ¸50°С)  и находим по градуировочным таблицам  т.э.д.с. при  t_к = 50°С

 

   Е_к = 3,35 мВ

3. Определяем сопротивление резистора  , предназначенного для компенсации изменения температуры свободных спаев термопары,  при 0°С

 

   

= Ом

   где a - температурный коэффициент сопротивления медного провода компенсационной катушки  R_к 

   

4. Находим сопротивление  резистора  R_к при температуре t = 20°С

   

 Ом

5. Определяем общее сопротивление узла реохорда

   R_об =

Ом