Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Uniwersytet Zielonogórski
Diagnostyka procesów i systemów
Prowadzący: Marcel Luzar1
Laboratorium nr 6
Diagnostyka laboratoryjnego układu 3 zbiorników 1 Cel ćwiczenia
Celem podstawowym jest zapoznanie się z laboratoryjnym układem trzech zbiorników oraz doko- nanie diagnostyki uszkodzeń z jego wykorzystaniem.
2 Opis systemu
Układ wielu zbiorników składa się z trzech zbiorników umieszczonych nad sobą (Rys. 1). Każdy z nich ma inny kształt. Ciecz jest pompowana do górnego zbiornika dzięki pompie zasilanej silnikiem DC. Ciecz spływa pod wpływem grawitacji. Odpływ z każdego zbiornika może być kontrolowa- ny, poprzez regulację otwarcia zaworów wylotowych. Poziomy cieczy w każdym ze zbiorników są mierzone przy pomocy czujników ciśnieniowych. Sygnał z czujników jest dostarczany do płytki RT-DAC/USB podłączonej do PC. Są 4 sygnały, które płytka wysyła do układu: są to wartości 3 zaworów oraz wartość pracy pompy. W drugą stronę, od systemu do płytki przekazywana jest informacja o stanie 3 czujników poziomu cieczy.
Poziomy cieczy w zbiornikach określane są stanami systemu. Głównym zadaniem sterowania systemem wielu zbiorników jest ustabilizowanie u utrzymywanie zadanych poziomów cieczy w zbiornikach poprzez regulację pracy pompy oraz zaworów.
3 Procedura startowa
1. Program do obsługi trzech zbiorników uruchamia się poprzez wpisanie w linii komend Ma- tlaba polecenia Tank3
2. Matlab uruchomi okno Multitank Control View (Rys. 2), które zawiera opcję podstawowych testów systemu, modele i przykładowe aplikacje sterujące
3. Kliknij dwukrotnie na czerwony przycisk Valve 1 ON. Zaobserwuj, czy zawór nr 1 się otworzy.
Analogiczny test wykonaj dla pozostałych zaworów oraz pompy
1Marcel Luzar, Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych, Uniwersytet Zielonogórski , ul. Podgórna 50, 65-246 Zielona Góra, Poland. Email: m.luzar@issi.uz.zgora.pl
1
Rysunek 1: Układ wielu zbiorników
Rysunek 2: Okno startowe w Matlabie
2
4. Otwórz okno Manual Setup
5. Przetestuj działanie urządzeń wykonawczych w trybie ciągłym. Sprawdź poprawność odczy- tów czujników pomiarowych porównując je z rzeczywistym poziomem cieczy w zbiornikach 6. Przetestuj przykład sterowania w otwartej pętli (Open-Loop) (Rys. 3)
Rysunek 3: Przykład realizacji sterowania w otwartej pętli
4 Diagnostyka uszkodzeń
1. Do modelu obiektu (Rys. 4) dodaj bloki do eksportu danych do przestrzeni roboczej Matlaba
2. Korzystając z doświadczeń z poprzednich laboratoriów, zidentyfikuj model zbiorników przy pomocy sieci neuronowych (narzędzie ntstool )
3. Po poprawnej identyfikacji zasymuluj uszkodzenie otwierając zawór ręczny na krótki okres w trakcie zbierania danych
4. Wygeneruj sygnał residuum i określ na podstawie progów decyzyjnych (reguła 3 sigm) czy wystąpiło uszkodzenie
5 Sprawozdanie
Sprawozdanie należy przygotować w postaci pliku .pdf oraz dołączyć model Simulinka (rozszerzenie
*.mdl) oraz niezbędne zmienne potrzebne do jego wykonania. Wszystkie pliki, skompresowane w archiwum WinRar, należy wysłać drogą mailową na adres prowadzącego zajęcia.
3
Rysunek 4: Model obiektu do sterowania rzeczywistym obiektem
4
