UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURETI

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURETI

FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE

Programul de studii: INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARESisteme de reglare automat n industria alimentar

R1

Coordonator tiinific: Student:

.l.dr.ing. DUU Iulian Cristache Roxana DenisaAn universitar 2014 - 2015

Cuprins1. Scopul lucrrii de laborator

2. Consideraii teoretice

3. Mediu de simulare in programul Matlab 4. Aplicaia de laborator 5. Grafice rezultate / Interpretare6. Concluzii finale

Scopul lucrrii de laboratorLucrarea are c principal obiectiv cunoaterea structurii de baza a unui SRA i identificarea elementelor componente.Procesul condus, supus automatizrii, mpreun cu echipamentul de automatizare (de conducere), care asigura desfurarea procesului dup anumite legi, poart denumirea de sistem automat.Prin automatizarea proceselor de producie, se elimima intervenia direct a omului asupra acestora, omului revenindu-i n acest caz rolul de conducere general.

Ansamblul de obiecte naturale care asigura conducerea unui proces tehnic sau de alt natur, fr intervenia direct a omului reprezint un echipament (sau dispozitv) de automatizare.Consideratii teoretice

SISTEM: este un ansamblu de elemente ce interacioneaz ntre ele i cu exteriorul, n vederea atingerii unei finaliti (sens, obiectiv, scop)

SISTEM AUTOMAT: sistem tehnic ce realizeaz controlul i comanda proceselor i instalaiilor tehnologice, fr intervenia direct a omului

Un sistem este caracterizat de:

mrimi de intrare, independente de sistem i influeneaz din exterior starea i evoluia sistemului;

mrimile de stare sunt dependente de mrimile de intrare i au rolul de a caracteriza starea intern curent a sistemului;

Mrimile de ieire sunt dependente de mrimile de stare, uneori i direct de mrimile de intrare, i au rolul de-a transmite n exterior (sistemelor nvecinate) informaie referitoare la starea curent a sistemului.

Mrimi de intrare: comenzi i perturbaii

Comenzi: se poate interveni asupra procesului astfel nct acesta s evolueze dup o traiectorie impus

Perturbaiile acioneaz arbitrar asupra procesului avnd drept consecin devierea evoluiei procesului de la traiectoria dorit

REGLARE: meninerea mrimii de ieire a procesului la o valoare ct mai apropiat de mrimea de referin, atunci cnd mrimea de referin i perturbaiile se modific n timp

REGLARE: elaborarea unei comenzi asupra procesului reglat, astfel nct mrimea de ieire a procesului s urmreasc ct mai aproape o mrime de referin dat, n condiiile aciunii perturbaiilor asupra procesului. Comanda este elaborat de ctre un element decizional, numit regulator, dup un algoritm adecvat (lege de reglare), pe baza valorii curente a mrimii reglate (ieirea procesului), a referinei i a perturbaiilor msurate

SISTEM DE REGLARE AUTOMAT (SRA): sistem tehnic cu ajutorul cruia se urmrete aducerea sau meninerea valorii mrimii de ieire dintr-un proces la o valoare de referin n mod automat, fr intervenia omului, folosind o lege de reglare dat.

SRA este format din: dispozitiv de automatizare (DA) i procesul automatizat (P)

DA are rolul de a primi informaii referitoare la starea curent a procesului reglat i de a genera comenzi convenabile n vederea meninerii sau aducerii strii acestuia ntr-o anumit stare dorit (de referin)

Structura DA cuprinde:

traductorul (T) furnizeaz informaie cu privire la starea curent a procesului, prin msurare;

regulatorul (R) genereaz comenzii astfel nct s se ndeplineasc obiectivul reglrii;

elementul de execuie (EE) aplic comanda regulatorului n proces

Fig 1.1 Schema bloc detaliat a unui SRA cu reglare dup efect R Regulator , EE Element de execuie, T Traductor, P Proces , r referin , c comand, u mrime de execuie, m msur, y ieire , v1, v2 perturbaii. Mediu de simulare

Deschidem biblioteca SIMULINK prin comanda:

>> simulink la prompterul mediului de programare MATLAB. Aceast comand va deschide o fereastr care reprezint biblioteca principala (Fig.1). Ea conine o serie de "blocuri-subsistem" dintre care: Sources, Sinks, Discrete, Math Operations, Continuous, Signal Routing.

Prin dublu clic pe fiecare din aceste subsisteme, se deschide o biblioteca corespunztoare din care se extrag elementele necesare construirii modelului.Spre exemplu, n subsistemul Sources exist blocurile cu ajutorul crora se pot simula diferite tipuri de semnale de intrare .

Pornim simularea (din meniul Simulation - comanda Start) si urmrim rezultatul pe ecran printr-un dublu clic pe blocul Scope.

Fig.2. Configurarea parametrilor de simulareAplicaia de laborator

Modul de umplere a unei cazi n funcie de temperatur i debit.

Fig 3. Schema de simulare in Matlab

n figura 3. este reprezentat rspunsul sistemului pentru nivelul debitului , aplicat la nivelul momentului t=0 sec.Interpretare grafic

Fig. 4. Interpretare grafic: flux rapid i tranzitoriu ntre valoarea 0-5, dup care staionar. Concluzii finaleSistemele de reglare automat a temperaturii sunt printre cele mai utilizate att n economie ct i n aplicaii casnice.n urma celor studiate observm din reprezentarea grafic c avem o umplere constant de lichid ncepnd din momentul 0 (t=0 sec), de asemenea n regimul staionar parametrii sunt constani. Nu se observ abateri de la proces;

Dac presiunea va crete brusc, debitul va tinde s creasc.Atunci , regulatorul de debit reacioneaz imediat, dnd comanda de micorare a debitului de evacuare, nainte ca nivelul s varieze n mod substanial. Dac perturbaia const ntr-o cretere a debitului de intrare, regulatorul de nivel R1 impune o mrime de intrare mai mare la regulatorul de debit R2. n acest fel, bucla de reglare a debitului realizeaz creterea impus a debitului de evacuare, astfel nct nivelul s se stabileasc la valoarea prescris. Un asemenea sistem de reglare automat, n care o bucl principal subordoneaz o bucl de reglare interioar, se numete sistem de reglare n cascad.