Разработка блока нормирующих преобразователей ОС

РАЗРАБОТКА БЛОКА НОРМИРУЮЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ОС

• 1.1    Лабораторный стенд систем управления.

В ходе учебного процесса было получено задание, разработать на дипломное     проектирование следующие исполнительные преобразователи, которые в дальнейшем будут использоваться в лабораторном стенде системы автоматического управления.

• 1)    Фильтра низкой частоты (ФНЧ) f _ср =1КГц.

• 2)    Нормирующий усилитель 0,5

• 3)    Датчик тока 2В/1А.

• 4)    Частота/напряжение 0…10В/0…10КГц.

• 5)    Выпрямитель напряжения <50КГц

• 6)    Дифференциальный усилитель Ku=200.

Лабораторный стенд САУ состоит из отдельных блоков и собран в единый корпус. Общая панель лабораторного стенда находится в приложении А.

В лабораторный стенд входят следующие составные части.

• 1)    Блок питания.

• 2)    Задающие устройство.

• 3)    Плата ПИД-регулятора.

• 4)    Дифференциатор.

• 5)    Управляемый источник тока.

• 6)    Усилитель мощности.

• 7)    Импульсный преобразователь.

• 8)    Плата объектов управления 1 и 2 го порядка.

• 9)    Устройство индикации САУ.

• 10)    Плата нормирующих преобразователей обратной связи.

Блок питания предназначен для питания всего лабораторного стенда САУ путем преобразования сетевого переменного напряжения 220 В, 50 Гц в двухполярное постоянное напряжение +12 В, -12 В 1.5 А.

На панели лабораторного стенда (смотри приложение А) имеется 2 светодиода, для индикации включения блока питания +12 В/ 1.5 А и -12 В /1.5 А.

Рисунок 1. Индикация включения блока питания.

На панели стенда «задающее устройство» есть 2 тумблера с выбором режима управления. Так же для каждого тумблера имеется индикация включения в виде светодиодов. Имеется 2 ручки изменения периода. Так же имеется ручка для возможности управления амплитудой. С помощью этих ручек можно с легкостью подобрать нужный период, так как одна ручка отвечает за грубую настройку периода, а вторая за точную настройку. Имеется сигнальный светодиод красного цвета при превышении допустимой температуры внутри корпуса лабораторного стенда.

Рисунок 2. Панель управления «Задающее устройство».

Плата ПИД-регулятора включает в себя звенья: Дифференциатор, интегратор и усилитель с возможностями регулирования K u и Т.

В лабораторном стенде ПИД-регуляторе имеется возможность отключить дифференциальное и интегральное звено, оставив только пропорциональное (усилительное) звено. Для этого на панели управления имеется два тумблера для включения и отключения звеньев ПИД-регулятора.

Рисунок 3. Панель управления «Включения/отключения звеньев

ПИД».

В блоке ПИД-регулятор на каждое звено находится по две ручки для точной и грубой регулировки.

Рисунок 4. Панель управления «Измеритель рассогласования и

ПИД-регулятора».

Блок исполнительных устройств включает в себя:

• •    Источник тока управляемый напряжением (0,2А/В).

• •    Усилитель мощности по току (ивх<10В/1вых<3А).

• •    Усилитель мощности с ШИМ (-10В...10В / 0...98% / 10КГц).

Рисунок 5. Панель управления «Исполнительные устройства».

В лабораторный стенд встроены два объекта управления I и II порядка, ФНЧ-I и ФНЧ-II. Подключив эти объекты последовательно можно получить объект управления третьего порядка, тем самым увеличив количество объектов управления в лабораторном стенде. На блоке «модели объектов управления» имеются ручки для настройки параметров Т ₁ и К ₁ . Но главной особенность данного стенда является подключение внешних объектов управления.

Рисунок 6. Панель управления «Модели объектов управления».

Блок нормирующих преобразователей обратной связки (ОС) который включает в себя:

Фильтра низкой частоты (ФНЧ) f _ср =1КГц.

Нормирующий усилитель 0,5

Датчик тока 2В/1А.

Частота/напряжение 0…10В/0…10КГц.

Выпрямитель напряжения <50КГц

Дифференциальный усилитель Ku=200.

На панели имеется ручка K_uдля изменения коэффициента усиления нормирующего усилителя в пределах от 0,5 до 10.

Рисунок 7. Панель управления

«блока нормирующих преобразователей обратной связки».\

На панели устройств находится дисплей LCD 1602 на который выводится общая информация о четырех контрольных точках. Имеется кнопка, при нажатии на которую выводится на экран подробная информация о каждой контрольной точке.

1(К4) -выход задающего устройства.

2(К14) -выход ПИД-регулятора

3(К9) -сигнал обратной связи.

4(К8) -выход измерителя рассогласования.

Рисунок 9. Отображение информации на дисплеи.