Aplicații Festo

Capitolul 1.Introducere

1.1. Instalatia Festo Compact Workstation

Această staţie a fost dezvoltată şi produsă in scopul formarii profesionale şi a instruirii în domeniul de automatizare şi de comunicare.

Manualul Festo Didactic al sistemului de automatizare este destinat pentru a raspunde la un numar de diferite aplicatii si cerinte de formare profesionala.

Sistemele şi staţiile Compact Workstation faciliteaza industria orientată spre formarea şi perfecţionarea profesională, iar partea hardware este formata din componente industriale de manieră didactică. Compact Workstation oferă un sistem adecvat pentru practică, orientată spre invatatura de următoarele obiective cheie :

• Competenta sociala

• Competenta tehnica

• Competenta metodologica

Mai mult decât atât, instruirea poate fi facuta pentru a introduce spiritul de echipă, dorinţa de cooperare şi aptitudini organizatorice.

Instalatia Festo Compact Workstation poate fi folosita pentru reglarea a 4 parametrii:

• Nivel

• Temperatura

• Debit

• Presiune

1.2. Software-ul Fluid Lab-PA

Acest software ne ofera posibilitatea de a ne alege modul de lucru:

• Modul simulare (off-line) – in care nu se stabilesc comunicatii cu instalatia;

• Modul Easy Port (on-line) – in care se stabileste legatura dintre calculator si instalatie prin intermediul unei interfete seriale RS 232

Modul Easy Port are 3 functii:

1) Masurare - verifica starea de functionare a senzorilor

2) Reglarea intre 2 puncte

3) Reglarea in bucla inchisa

1.3. Alegerea si acordarea regulatoarelor

Problema reglarii presupune alegerea tipului legii de reglare si a parametrilor acesteia pentru indeplinirea anumitor performante in circuit inchis.

Elementele care caracterizează un regulator automat şi pe baza cărora se pot

compara între ele diferitele regulatoare, în scopul alegerii celui mai adecvat tip, sunt următoarele:

• natura fizică a mărimii de intrare şi ieşire;

• mediul în care vor lucra regulatoarele;

• gradul de complexitate al procesului şi performanţele ce se impun mărimii reglate.

În general, pentru majoritatea proceselor, legile de reglare P, PI, PD sau PID sunt satisfăcătoare, dar există procese la care se impun, datorită strategiilor complexe de conducere, regulatoare cu structuri speciale, cum ar fi cele de tip extremal,adaptiv etc. Astfel de structuri se realizează, însă, de cele mai multe ori, cu structuri numerice;

• posibilităţile de integrare în sisteme numerice complexe de conducere

(calculatoare de proces);

• parametrii legii de reglare : constanta de timp de integrare TI, constante de timp

de derivare TD, banda de proporţionalitate BP ;

• transferul funcţionării « automat-manual » şi invers, fără şoc şi fără echilibrare

prealabilă;

• viteza de răspuns a procesului automatizat;

• numărul de elemente de execuţie ce pot fi comandate simultan, în paralel, de către un regulator.

Pentru proiectarea regulatoarelor automate specializate, calculul funcţiei de reglare este analitic. În plus se urmăreşte şi o proiectare constructivă (de dimensionare şi de alegere a valorilor specifice blocurilor componente). În cadrul proiectării trebuie verificate şi condiţii suplimentare privind stabilitatea, controlabilitatea şi observabilitatea sistemului sau sensibilitatea acestuia.

Proiectarea regulatorului automat se face atât pe baza datelor iniţiale, furnizate de caracteristicile elementului de execuţie şi ale instalaţiei tehnologice, ce alcătuiesc partea fixată (procesul) dintr-un sistem de reglare automată, cât şi pe baza performanţelor de regim staţionar şi tranzitoriu ce se urmăresc a fi realizate în cadrul sistemului.

Referitor la regimul staţionar, se impune, de obicei, valoarea erorii staţionare εst ,pentru un anumit tip de mărime de intrare yref (treaptă, rampă) şi/sau de perturbaţie.

Pentru regimul tranzitoriu, se impun, prin datele iniţiale de proiectare, valorile maxime pentru: suprareglajul la intrare σ şi la perturbaţie μ , durata regimului tranzitoriu tr, în special la procesele rapide, gradul de amortizare pentru răspunsul la intrare δ şi/sau la perturbaţie v, timpul de crestere t, ş.a.

Deoarece parametrii regulatorului automat (RA) se pot afla în intervale mult mai largi de valori decât cele necesare la reglarea procesului respectiv, este necesară operaţia de acordare a regulatorului ales. Aceasta constă în ajustarea parametrilor regulatorului (tipizat) Kr, TI, TD. Dacă aceasta ajustare are ca scop optimizarea procesului reglat conform unui anumit criteriu, de exemplu minimizarea erorii, ea devine o acordare optimă a RA.

În practică, de multe ori, aceste caracteristici sunt ridicate experimental. În acest scop se consideră elementul de execuţie, instalaţia tehnologică şi traductorul de reacţie ca formând partea fixata (PF) a SRA (Figura 1) şi i se aplică un semnal de comandă de tip treaptă, urmându-se evoluţia în timp a mărimii de ieşire.

Prin această metodă de identificare experimentală se apreciază parametrii de baza ai părţii fixate: factorul de amplificare KPF, constanta de timp TPF şi timpul mort τ

Pentru un răspuns real y(t) precum cel reprezentat în Figura 2, KPF este egal cu valoarea staţionară yst a mărimii de ieşire a părţii fixate (deoarece treapta de comanda u(t) era unitară). Pentru obţinerea parametrilor TPF şi τ se procedează astfel: se duce în punctul de inflexiune I tangenta la y(t) obţinându-se punctele A şi B.Din B se duce perpendiculara pe axa absciselor, rezultând punctul C. Timpul mortτ este dat de mărimea segmentului OA iar constanta de timp TPF a părţii fixate este dată de mărimea segmentului AC.