Modernizacja układu regulacji temperatury (Pt100 + regulator PID + Ziegler-Nichols)

Zadanie egzaminacyjne — przegląd czujników [RTD]{Resistance Temperature Detector — rezystancyjny czujnik temperatury, zmienia rezystancję w funkcji temperatury (Pt100, Pt1000, Ni100)} i modernizacja układu regulacji temperatury.

Przeanalizuj wyniki przeglądu trzech czujników [Pt100]{Platynowy czujnik temperatury o rezystancji 100 Ω przy 0°C. Współczynnik zmiany ~0,385 Ω/°C — bardzo liniowy i dokładny, standard przemysłowy} oraz dokumentację techniczną podzespołów automatyki (regulator RE, przekaźnik [SSR]{Solid State Relay — przekaźnik półprzewodnikowy bezstykowy. Sterowany sygnałem 3÷32 V DC, przełącza obciążenie AC bez iskrzenia, bez zużycia mechanicznego}, wyłączniki [RCD]{Residual Current Device — wyłącznik różnicowoprądowy. Wyłącza obwód gdy prąd wpływu ≠ prądu wypływu (np. upływ przez ciało człowieka). Próg 30 mA — ochrona przeciwporażeniowa}, moduł grzewczy).

Co masz zrobić — 5 rezultatów: - R.1 (8 pkt) — obliczyć graniczne wartości rezystancji R_Tmin i R_Tmax dla 11 temperatur w klasach A i B (Tabela 2) - R.2 (6 pkt) — określić klasę 3 badanych czujników (1, 2, 3) i ocenić ich przydatność do dalszej eksploatacji (Tabela 3) - R.3 (9 pkt) — uzupełnić Rysunek 7 (schemat połączeń podzespołów po modernizacji): zasilanie 3-faz przez RCD 3F, regulator zasilany przez RCD 1F, [trójprzewodowy]{Schemat podłączenia RTD z 3 przewodami — eliminuje wpływ rezystancji przewodów pomiarowych na pomiar. Standard w automatyce przemysłowej} czujnik Pt100, moduł grzewczy w [gwiazdę]{Połączenie 3 elementów w "Y" — każdy między fazą L a punktem neutralnym N. Napięcie na elemencie U_f = U_L/√3 = 230V, mniejsza moc niż w trójkącie} - R.4 (6 pkt) — obliczyć optymalne nastawy regulatora [PID]{Regulator Proporcjonalno-Całkująco-Różniczkujący — łączy trzy człony: P (reakcja proporcjonalna do błędu), I (eliminacja błędu stałego), D (przewidywanie zmian). Najbardziej uniwersalny regulator} według reguł [Zieglera-Nicholsa]{Reguła doboru nastaw regulatora PID na podstawie krytycznego wzmocnienia (K_KR) i okresu krytycznych oscylacji (T_KR) zmierzonych na granicy stabilności układu z regulatorem P-only} - R.5 (7 pkt) — sporządź wykaz 7 czynności przeglądu regulatora z częstotliwością (miesięcznie / kwartalnie / rocznie)

Czas: 150 min · Próg zaliczenia: 75% (27 z 36 pkt) · Dane pomocnicze: K_KR = 4 V/V, T_KR = 60 s (wartości zmierzone na granicy stabilności).