Norges landbrukshøgskole, institutt for tekniske fag


TEL230 REGULERINGSTEKNIKK og
TML300 REGULERINGSTEKNIKK

Temperaturregulering med enkeltsløyferegulatoren ECA400

Oppgavens hensikt

Øvingen skal gi erfaring i programmering av en kommersiell enkeltsløyfe-PID-regulator (ECA400 fra SattControl (senere ABB)).

Praktiske opplysninger:

Oppgaven kjøres på ITFs elektrolab. Her er lab-planen som viser gruppeinndelingen og tid for gjennomføringen av laboppgaven.

Oppgaven antas å innebære 1 times lab-arbeid. Faglærer eller veileder godkjenner øvingsarbeidet ved slutten av den tildelte lab-tiden. Det er ingen rapportinnlevering.

Oppgaver

Vifteåpningen skal stå i posisjon 100 med mindre annet oppgis i oppgaveteksten.

  1. Bli kjent med prosessboksen:

    Veilederen hjelper dere med disse punktene:
    1. Identifiser pådragsorganet/pådragssignalet.

    2. Identifiser måleelementet/målesignalet. Hvor blir målesignalet vist? Hva er målemetoden/-prinsippet?

    3. Identifiser en viktig forstyrrelse som virker på prosessen (rettere: som virker på prosessutgangen som er lufttemperaturen i røret).

  2. Prosessboksens innebygde P-regulator:

    Veilederen forklarer dere hvordan dere tar i bruk prosessboksens innebygde regulator.

    Dere skal i hele denne deloppgaven benytte boksens innebygde P-regulator. Merk at regulatorforsterkningen Kp er lik 100/PB der PB er det innstilte proporsjonalbånd.

    1. Kople opp reguleringssystemet basert på den interne P-regulatoren. Hvor innstilles temperaturreferansen?

    2. Finn en brukbar verdi av Kp for P-regulatoren. (Tips: Ziegler-Nichols' lukket-sløyfe metode.)

    3. Finn regulatorparametrene for en PID-regulator (dere skal benytte disse parameterverdiene kun for en sammenlikning med verdiene som den kommersielle regulatorens autotuner gir, jf. en senere deloppgave).

    4. Hva skjer med reguleringssystemets stabilitet dersom dere øker/minker Kp?

    5. Hva skjer med det stasjonære reguleringsavviket dersom dere øker/minker Kp?

    6. Hva skjer med reguleringssystemets stabilitet dersom massestrømmen gjennom prosessen reduseres?

  3. Bruk av kommersiell enkeltsløyferegulator (ECA400):

    Veilederen forklarer dere hvordan dere kopler en ekstern regulator til boksen.

     

    1. Se side 6:1 i manualen. Hvilken funksjon har de forskjellige knappene på frontpanelet? Hva representerer indikatorene?

    2. Konfigurer ECA400 (ikke kople regulatoren til prosessboksen ennå) ihht. følgende spesifikasjoner. Konfigureringen foregår ved å legge inn verdier i de forskjellige funksjonskoder eller FKODer. På side 2:8 i manualen er det forklart hvordan FKOD-verdier (funksjonskodeverdier) settes og avleses. Merk at konfigurering av FKOD over 100 forutsetter at regulatoren står i manuell modus.
      Veilederen vil demonstrere hvordan regulatoren programmeres, dvs. at dere får hjelp på de første punktene nedenfor.
      • Måleområdet (temperatur) skal være 0 - 100%, og prosessmålingen skal angis med én desimal på displayet (FKODene 1, 2, 3), svarende til 0 - 5 V på AI1 (analog inngang 1) (FKOD 119).
      • Det skal være høy alarm (indikeres med blinkende H på displayet) for måleverdi over 80% (FKODene 6 og 105).
      • Det initielle nominelle pådrag (dette kan endres senere vha. M-knappen som setter regulatoren i manuell modus) settes lik 50% (sett 50 i FKOD 28, 29, 30).
      • Styresignalet fra ECA400 er alltid et strømsignal. Sørg for at dette signalet blir i området 0 (Imin) – 20 mA (Imaks) (FKOD 60). (Det er Imin dere skal angi. Imaks er 20 mA, og dere skal ikke - og kan ikke heller - endre denne verdien.)
      • Prosessboksen krever at styresignalet er et spenningssignal i området 0 - 10 V. Hvordan kan denne signalomsettingen realiseres (tips: hvordan få spenning fra strøm)? Sjekk på baksiden av ECA400 om dette allerede er gjort!
      • Temperatursettpunktet (referansen) skal være 70% (stilles på frontpanelet).
      • Auto-tuneren skal gjøres aktiv (FKOD 133). (Auto-tuneren er en algoritme for automatisk beregning av passende regulatorparametre som startes ved å trykke på Adapt-knappen. Auto-tuneren kopler inn en av/på-funksjon eller relefunksjon på PID-regulatorens plass. Det oppstår da stående svinginger i reguleringssløyfen, og regulatorparametrene beregnes ut fra amplituden og perioden av disse svingningene vha. Ziegler-Nichols' svingemetode eller lukket-sløyfe-metode.) Den innebygdeadaptive regulatoren skal ikke være aktiv.


    3. Se side 2:3 i manualen. Kople ECA400 til prosessboksen (koplingene gjelder pådraget og målingen).

    4. Styr pådraget manuelt (trykk først på M-knappen) slik at temperaturen er lik (nær) settpunktet. (Dere har nå stilt inn en rimelig verdi av det nominelle pådrag u0.)

    5. Utfør autotuning (trykk på adapt-knappen). Observer at prosessutgangen svinger under autotuningen. Hva blir verdien av regulatorparametrene (avleses vha. FKOD 48, 49 og 50). Er de svært forskjellige fra verdiene dere fant i deloppgave 2.3?

    6. Hvor stort blir det stasjonære reguleringsavviket etter at dere har endret referansen (f.eks. til 80 grader C). Hvor stort blir avviket etter at dere har endret forstyrrelsen (oppnås ved å endre spjeldåpningen)?

    7. Virker alarmfunksjonen?

[Fagets hjemmeside] [Fagets framdriftsplan]

Oppdatert 16.11.00 av Finn Haugen, faglærer (e-postadresse: finn@techteach.no).