PN47D/90 - Didacta Italia

AUTOMAZIONE E CONTROLLO DI PROCESSO
PN47D/90 - Simulatore di Processi Industriali Universale
1. Generalità
Il PN47D/90 della Didacta Italia è un simulatore di processi industriali universale che permette lo studio approfondito delle
tecniche di controllo, di regolazione automatica e delle misure strumentali. L’unità può simulare diverse “catene” di
regolazione permettendo di studiare e visualizzare la risposta statica e dinamica dei processi e del regolatore nei diversi
sistemi di regolazione P - PI - PID. Sono disponibili 2 diverse versioni:
•
PN47D/90 – Simulatore di Processi Industriali Universale (Cod. 971681)
•
PN47D/90/C – Simulatore di Processi Industriali Universale Computerizzato (Cod. 971670)
Il PN47D/90/C richiede, in aggiunta, l’uso di un Personal Computer.
2. Composizione
Il simulatore PN47D/90 è costituito da 2 moduli che riportano sul pannello frontale lo schema serigrafato del circuito:
•
Modulo Simulazione Processo e Generazione Disturbi, Trasmissione Grandezza Controllata e Attuatori
•
Modulo Regolazione e Registrazione
Il simulatore PN47D/90/C comprende, in aggiunta:
•
Espansione per gestione computerizzata composta da:
- P/I convertitore pneumatico/elettrico (3-15 psi/4-20 mA);
- l/P convertitore elettrico/pneumatico (4-20 mA/3-15 psi);
- ALTR alimentatore elettrico per i convertitori P/l e l/P completo di cavi di collegamento;
- scheda di conversione AD/DA.
•
Software didattico di controllo e regolazione.
Opzionali
•
•
•
K - valvola di regolazione pneumatica proporzionale sezionata con relè pneumatico tipo “booster” Bd (Cod. 971640).
Elettrocompressore serbatoio 24 l (Cod. 971227).
CRSS –-Software di Simulazione Controllo e Regolazione (Cod. 914372).
3. Descrizione
Modulo Simulazione Processo e Generazione Disturbi, Trasmissione Grandezza Controllata e Attuatori
Questo modulo permette di simulare il processo, l’organo di regolazione, la misura e trasmissione della grandezza
controllata e di generare disturbi (carichi) a gradino o a “rampa”. La simulazione viene effettuata usando dei circuiti R-C
pneumatici posti in serie tra loro. Il modulo è composto da 3 sezioni:
•
Simulazione processo e generazione disturbi
•
Trasmissione grandezza controllata
•
Attuatori
DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/30 - 10156 Torino - Italy
Tel. +39 011 2731708 - Fax +39 011 2733088 - http://www.didacta.it - E-mail: [email protected]
La sezione “Simulazione processo e generazione disturbi” comprende i seguenti elementi:
• Rb strozzatura variabile per la simulazione dei tempi di risposta del processo;
• Cb accumulatore pneumatico;
• Re strozzatura variabile per la simulazione delle perdite nel processo;
• Bb relè pneumatico tipo booster per disaccoppiare il segnale di uscita del processo;
• Pc riduttore di pressione per predeterminare un disturbo da sommare o sottrarre al segnale di processo;
• S relè calcolatore pneumatico per sommare o sottrarre i segnali di processo e di disturbo inviati al regolatore tramite la
linea di trasmissione;
• Rd strozzatura variabile;
• Cd accumulatore pneumatico;
• V valvola di controllo direzionale 3/2 per inserire il disturbo;
• Mg manometro per visualizzare il disturbo, 0-12 psi;
• Me manometro per visualizzare il valore del disturbo preimpostato dal riduttore Pc, 0-12 psi;
• Pa riduttore di pressione con filtro;
• M manometro, 0-30 psi;
• D collettore di alimentazione;
• Valvola di intercettazione
La sezione “Trasmissione grandezza controllata” comprende i seguenti elementi:
• Rc strozzatura variabile per realizzare tempi diversi di trasmissione della grandezza controllata;
• Cc accumulatore pneumatico;
• Rg strozzatura variabile per simulare errori sulla trasmissione della grandezza controllata;
• Mc manometro per visualizzare il valore della grandezza controllata trasmessa dal processo al regolatore, 3-15 psi;
• Bc relè pneumatico tipo “booster” per disaccoppiare la sezione.
La sezione “Attuatori” comprende i seguenti elementi:
• Ca accumulatore pneumatico;
• Ra strozzatura variabile per variare il tempo di intervento dell’organo di regolazione;
• Ma manometro per la visualizzazione del segnale regolante, 3-15 psi;
• Ba relè pneumatico tipo “booster” per disaccoppiare la sezione.
Modulo Regolazione e Registrazione
Il modulo comprende:
•
A regolatore indicatore 0-100% ad azione proporzionale, integrale e derivativa.
Le tre funzioni P, PI, PID possono essere studiate indipendentemente nella loro azione o composte tra loro.
Il regolatore è realizzato con coperchio in plexiglas trasparente che porta, sul fronte, lo schema delle connessioni
interne.
Nel regolatore è montato un relè pneumatico amplificatore non equilibrato a fuga continua. Questo tipo di relè evita
qualsiasi isteresi nella risposta che risulta quindi istantanea al minimo variare della pressione di comando.
La grandezza controllata è rilevata da un apposito soffietto che agisce sull’indice di riferimento.
Il gruppo ugello/tegolo del regolatore è connesso a un soffietto doppio predisposto per la regolazione proporzionale più
integrale. L’azione del soffietto di regolazione integrale può essere variata in modo da permettere la regolazione
proporzionale pura.
•
Md manometro per il rilievo della pressione di alimentazione, 0-2,5 bar.
•
Mb manometro per la visualizzazione della pressione all’elemento di regolazione (valvola pneumatica), 3-15 psi.
•
Mf manometro per l’indicazione della pressione di “riassetto manuale” del sistema funzionante con controllo ad azione
proporzionale, 3-15 psi.
•
Pb riduttore di pressione per l’alimentazione del circuito di “riassetto manuale”.
•
Rh strozzatura variabile per la realizzazione del controllo ad azione integrale.
•
FRf strozzatura variabile+accumulatore pneumatico per la realizzazione del controllo ad azione derivativa.
•
R registratore a 2 penne.
4. Esperienze
Numerose esperienze possono essere realizzate sui gruppi PN47D/90 e PN47D/90/C; le più significative sono qui di seguito
elencate.
Controlli e tarature di strumentazione pneumatica
•
Controllo funzionale di:
strozzatura variabile;
riduttore di pressione;
relè pilota (booster);
relè calcolatore pneumatico;
manometro.
•
Controlli sul regolatore:
controllo della banda proporzionale su di un regolatore ad azione proporzionale;
controllo della banda proporzionale e del tempo di riporto di un regolatore proporzionale + integrale.
•
Studio dei principi della regolazione di un processo.
•
Studio dei sistemi di regolazione ad anello.
Page 2
•
Studio delle regolazioni applicate ai processi industriali:
ON-OFF;
proporzionale;
derivativa;
integrale;
mista.
Azione diretta e azione inversa.
Scostamento da variazioni di carico.
Compensazione manuale dello scostamento (riassetto manuale).
Studio del regolatore pneumatico e delle singole parti che lo costituiscono.
Studio di una catena di regolazione pneumatica e delle singole parti che la costituiscono.
•
•
•
•
•
Disposizione topografica dei principali componenti
- Modulo Simulazione Processo e Generazione Disturbi, Trasmissione Grandezza Controllata e Attuatori
- Modulo Regolazione e Registrazione
Esperienze pratiche sui vari sistemi di regolazione
La funzione P permette di verificare:
•
lo scostamento dovuto a una variazione di carico;
•
la compensazione manuale dello scostamento;
•
la validità del riassetto manuale solo per un determinato valore del potenziale di carico;
•
il principio per il quale lo scostamento finale è indipendente dalla legge di variazione del potenziale di carico;
•
il principio per il quale lo scostamento è proporzionale alla variazione del potenziale di carico;
•
il principio secondo il quale lo scostamento è di segno contrario alla variazione di carico;
•
che lo scostamento, a parità di variazione di carico, è funzione della banda proporzionale;
•
come il segnale di regolazione (in un transitorio) inizia a modificarsi prima che la grandezza controllata raggiunga il set
point;
•
come l’inizio della variazione del segnale (in un transitorio) è funzione della banda proporzionale.
La funzione PI permette di verificare inoltre:
•
lo scostamento nullo per qualsiasi condizione di carico;
•
che, in un transitorio di salita a regime, il segnale di regolazione inizia a modificarsi dopo che la grandezza controllata ha
raggiunto il set point;
•
che lo scostamento transitorio è funzione della velocità di variazione del potenziale di carico;
•
che lo scostamento transitorio è funzione della banda proporzionale e del tempo di riporto;
•
che la variazione di carico influenza solo lo scostamento transitorio;
•
lo studio dei fenomeni di pendolazione della grandezza controllata;
•
l’equivalenza tra la variazione di carico e la variazione delle perdite;
•
lo studio delle disfunzioni riscontrabili nella trasmissione del segnale della grandezza controllata;
•
lo studio della differenza tra perdite e ritardo nella linea di trasmissione;
•
le anomalie riscontrabili sull’elemento finale della regolazione:
forte attrito nel movimento dell’otturatore;
studio di processi con tempi di risposta diversi.
La funzione PID permette di verificare inoltre:
•
la funzione derivata, la sua utilità d’impiego e la oscillazione della grandezza controllata.
5. Servizi richiesti
•
•
•
Alimentazione elettrica: 220/240V, 50/60 Hz, monofase, 0,2 kW.
Aria compressa: pressione minima 6 bar, portata minima
100 l/h.
6. Peso e dimensioni
•
•
Dimensioni: 2200x1500x1800 h mm
Peso netto: 140 kg
OPZIONALE
CRSS – Software di Simulazione Controllo e Regolazione (Cod. 914372)
1. Generalità
Il CRSS (Software di Simulazione Controllo e Regolazione) permette lo studio delle tecniche di controllo dei processi
industriali mediante la simulazione di installazioni reali e sistemi di controllo.
Il software costituisce pertanto una soluzione economica per prendere confidenza con le tecniche di controllo dei processi,
senza dovere affrontare l’investimento necessario per acquistare un sistema che riproduce i processi reali.
La soluzione proposta è molto efficace da un punto di vista didattico poiché permette la simulazione di una ampia gamma di
processi e sistemi di controllo. Inoltre la simulazione richiede un tempo sensibilmente inferiore al tempo necessario per
svolgere una prova su un sistema reale.
Il CRSS viene fornito assieme ai gruppi prodotti dalla Didacta Italia che riguardano il campo delle tecniche di regolazione
automatica dei processi. In particolare esso viene fornito insieme all’unità PN47D/90/C “Simulatore di processi industriali
computerizzato” e ai gruppi di controllo e regolazione.
Il CRSS opera in ambiente Windows e può essere usato in una rete locale. Il software viene fornito assieme a un manuale
di uso, comprendente numerosi esercizi che lo studente può svolgere.
2. Esperienze
Il software CRSS permette di simulare i seguenti scenari:
•
regolatore simulato, processo simulato;
•
regolatore simulato, processo reale;
•
regolatore reale, processo simulato;
•
regolatore reale, processo reale.
In particolare, è possibile simulare un regolatore PID e con questo regolare la prova di processo del PN47D/90/C.
Il software consente all’utente di scegliere tra cinque diversi processi predefiniti o, in alternativa, di impostare mediante un
modello matematico, un differente processo. Esso consente di effettuare un controllo PID, on/off o impostato dallo studente.
È inoltre possibile inserire un disturbo e un valore di set-point; il valore di set-point viene definito scegliendo tra una serie di
funzioni predefinite.
3. Configurazione richiesta Personal Computer
•
•
•
PC IBM o compatibile, minimo Pentium con Hard Disk, CD Rom, scheda grafica SVGA o superiore, mouse, RAM min
32 MB.
Stampante grafica.
Software: MS Windows 95 o successive, oppure NT 4.0.
Cod. R00343/I 1000 Ed. 01 Rev. 01
In qualsiasi momento e senza preavviso, la Didacta Italia potrà apportare ai propri prodotti, ferme restando le caratteristiche
essenziali descritte, le modifiche che riterrà opportune secondo le esigenze di carattere costruttivo o didattico.
Page 4