(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 3) HAVA KÜTLE AKIŞ SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.



Benzer belgeler
(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 2) DENEYSEL KARIŞTIRMA İSTASYONUNUN PID İLE DEBİ KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

KST Lab. Shake Table Deney Föyü

DERSİN ADI DENEY ADI DENEYİN SORUMLUSU DENEYİN YAPILDIĞI LABORATUAR

OTOMATİK KONTROL. Set noktası (Hedef) + Kontrol edici. Son kontrol elemanı PROSES. Dönüştürücü. Ölçüm elemanı

ELE 301L KONTROL SİSTEMLERİ I LABORATUVARI DENEY 4:ORANSAL, TÜREVSEL VE İNTEGRAL (PID) KONTROL ELEMANLARININ İNCELENMESİ 2

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

BÖLÜM-6 BLOK DİYAGRAMLARI

Mekatroniğe Giriş Dersi

Açık Çevrim Kontrol Açık Çevrim Kontrol

Ders İçerik Bilgisi. Dr. Hakan TERZİOĞLU Dr. Hakan TERZİOĞLU 1

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü ESM 413 Enerji Sistemleri Laboratuvarı-I

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK LABORATUVARI 1. BASINÇ, AKIŞ ve SEVİYE KONTROL DENEYLERİ

MAK-LAB007 AKIŞKAN YATAĞINDA AKIŞKANLAŞTIRMA DENEYİ

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELĐŞTĐRME PROJESĐ. 1. Endüstride kullanılan Otomatik Kontrolun temel kavramlarını açıklayabilme.

VANTİLATÖR DENEYİ. Pitot tüpü ile hız ve debi ölçümü; Vantilatör karakteristiklerinin devir sayısına göre değişimlerinin belirlenmesi

U.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi Elektronik Mühendisliği Bölümü ELN3102 OTOMATİK KONTROL Bahar Dönemi Yıliçi Sınavı Cevap Anahtarı

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

ISI POMPASI DENEY FÖYÜ

Deneyin Adı: Isı Geri Kazanımlı, Sıcaklığı Oransal Olarak Kontrol Edilen Sıcak Hava Üretim Sistemi

FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EMÜ-419 OTOMATİK KONTROL LABORATUARI DENEY 8

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İKLİMLENDİRME LABORATUVARI DENEY FÖYLERİ HAZIRLAYAN

HRV-DX Plus. DX Tavan Tipi Isı Geri Kazanım Cihazı

SANTRİFÜJ POMPA DENEYİ

KESİKLİ İŞLETİLEN PİLOT ÖLÇEKLİ DOLGULU DAMITMA KOLONUNDA ÜST ÜRÜN SICAKLIĞININ SET NOKTASI DEĞİŞİMİNDE GERİ BESLEMELİ KONTROLU

DENEY 3 HAVALI KONUM KONTROL SİSTEMİ DENEY FÖYÜ

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB-305 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I

VLT FC-102 Hvac Drive ile Optimize Performans. 1

FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EMÜ-419 OTOMATİK KONTROL LABORATUARI DENEY 8

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

Elektrikle ısıtılan bir fırın

Otomatik Sıcaklık Kontrolü Otomatik Sıcaklık Kontrolü

Kontrol Sistemlerinin Analizi

Otomatik Kontrol. Kontrol Sistemlerin Temel Özellikleri

FRANCİS TÜRBİNİ DENEY SİMÜLASYONU

AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 OPAMP DEVRELERİ-2

ELE 301L KONTROL SİSTEMLERİ I LABORATUVARI DENEY 3: ORANSAL, TÜREVSEL VE İNTEGRAL (PID) KONTROL ELEMANLARININ İNCELENMESİ *

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Process Control EEE

PROSES KONTROL. Şekil B de yük değişkeni (8) nolu okla, yük elemanı ise (7) nolu blok ile gösterilmiştir.

MAK-LAB009 DOĞAL VE ZORLANMIġ TAġINIM YOLUYLA ISI TRANSFERĠ DENEYĠ

H04 Mekatronik Sistemler. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ DENETİM SİSTEMLERİ LABORATUVARI DENEY RAPORU. Deney No: 3 PID KONTROLÜ

Ders İçerik Bilgisi. Sistem Davranışlarının Analizi. Dr. Hakan TERZİOĞLU. 1. Geçici durum analizi. 2. Kalıcı durum analizi. MATLAB da örnek çözümü

İzolasyon Yalıtım Direnç Ölçer Marka/Model METREL/ 3201

MUSTAFA KEMAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

Derste Neler Anlatılacak? Temel Mekatronik Birimler,temel birim dönüşümü Güncel konular(hes,termik Santral,Rüzgar Enerjisi,Güneş

HRV-DX Plus. DX Tavan Tipi Isı Geri Kazanım Cihazı

SonoMeter 31 Isıtma ve soğutma uygulamaları için ultrasonik kalorimetre

CELAL BAYAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KONTROL VE OTOMASYON LABORATUVARI

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

ĠKLĠMLENDĠRME DENEYĠ

UME 800 MPa DİNAMİK BASINÇ DÖNÜŞTÜRÜCÜLERİ ÖLÇÜM SİSTEMİ

OKG-240 TÜNEL TİPİ TEPSİLİ KURUTUCU EĞİTİM SETİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 5 PSİKROMETRİK İŞLEMLERDE ENERJİ VE KÜTLE DENGESİ

DENEY 2A: MOTOR ve TAKOJENERATÖR ÖZELLİKLERİ *

Oransal Kontrol Cihazı RWF 40

Basınç farkı=çalışma basıncı (PA,B)-Şarj basıncı (PSp)+Güvenlik payı Ayar Diyagramı

90 kw kw YENİ SERİ EKO PLUS

TEKNİK ARIZA TABLOSU

MM 409 MatLAB-Simulink e GİRİŞ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

H1 - Otomatik Kontrol Kavramı ve Örnek Devreler. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı II. Isı Pompası Deneyi. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

2. Teori Hesaplamalarla ilgili prensipler ve kanunlar Isı Transfer ve Termodinamik derslerinde verilmiştir. İlgili konular gözden geçirilmelidir.

FRANCK HERTZ DENEYİ (CIVA TÜPLÜ 1. BİLGİSAYAR ORTAMINDA SONUÇ ALMAK İÇİN; DENEYİN YAPILIŞI:

gereken zonlar desteklenebilmektedir.

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR LABORATUVARI BUHAR TÜRBİNİ DENEYİ FÖYÜ

ISI POMPASI DENEY FÖYÜ

OİS 01 TEMEL İKLİMLENDİRME EĞİTİM SETİ

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI LABORATUVARI DOĞAL VE ZORLANMIŞ TAŞINIM DENEY FÖYÜ

AirMidi Serisi Isı Pompaları

Deney 21 PID Denetleyici (I)

RWF50 ORANSAL KONTROL CİHAZI

KONTROL PANELİ. Kontrol panelinden kontrol menüsüne giriniz

Genişletme modülleri EM-AUTOZERO. EASYLAB için otomatik sıfır noktası kalibrasyonu. 08/2012 DE/tr K

Dış ortamlarda, soğuk depolar ve seralarda, üretim atölyeleri ve ambarlarda sıcaklık ölçümü için kullanılır.

TEKNİK ARIZA TABLOSU

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL ELEKTRİK DEVRE LABORATUVARI

BİR SOĞUTMA GRUBUNDA KOMPRESÖR HIZININ BULANIK MANTIK ALGORİTMA İLE KONTROLÜ

GAZİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİGİ BÖLÜMÜ KM 482 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI III. DENEY 1b.

ELE 301L KONTROL SİSTEMLERİ I LABORATUVARI DENEY 4B: DC MOTOR TRANSFER FONKSİYONU VE PARAMETRELERİNİN ELDE EDİLMESİ

STATİK BALANS VANASI / DİŞLİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MOTORLAR LABORATUARI

Hazırlayan Serdar HIZIROĞLU Elk.Yük.Müh. MMO-KOCAELİ ŞUBESİ 12 Kasım 2009

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

IGK ISI GERİ KAZANIM CİHAZI. Doğu İklimlendirme A.Ş. Markasıdır

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

ETHK-20 MEYVE SEBZE KURUTUCU ISI POMPASI PLC KULLANIM KLAVUZU

HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVAR CİHAZLARI ALIM İŞİ TEKNİK ŞARTNAME. Genel Çalışma Koşulları: 0-40 C. Sıcaklık

OKG-100 SÜREKLİ KARIŞTIRMALI ve TÜBÜLER TANK REAKTÖR EĞİTİM SETİ

Transkript:

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK LABORATUVARI 1 (Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 3) HAVA KÜTLE AKIŞ SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ Eylül 2012 KAYSERİ

HAVA KÜTLE AKIŞ Ş SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ 1. GİRİŞ Kontrol sistemlerinin statik ve dinamik özelliklerini belirlemek için modellerin teorik ve deneysel formasyonları kullanılır. Bu amaçla yapılmış olan birçok deney düzeneği olduğu gibi sistemlerin simule edilebildiği i MATLAB gibi yazılımlarda bulunmaktadır. Günümüzde birçok kontrol uygulamasında basit yapılarından dolayı PID kontrol birimlerinin kullanımı devam etmektedir. Basınç, sıcaklık, debi kontrolü gibi alanlarda da PID kontrol elemanı kullanılmakta ve kontrol parametrelerinin ayarlanmasında birçok yeni yöntem uygulanmaktadır.* *A. Göçer, Borularda Farklı Akış Hızlarının n Deneysel Olarak PID ile Kontrolü, Erciyes Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Kayseri, 2011. 2. DENEYİN AMACI Deneyde; günümüz endüstriyel sektörlerde uygulanan, ısıtma ve soğutma sistemlerinin prototipi üzerinde, LTR 701 kontrollü hava akımı ve sıcaklık sisteminin sıcaklık kontrolü, standart geri beslemeli P, PI, PD ve PID denetim organları ile kontrol edilmiştir. Diğer taraftan enerji tasarrufu ve en optimum ısıtma soğutma yapılabilmesi için besleme borusu hattı içinde bulunan, açısal olarak konumu değişen kelebeğin açısal konumları değiştirilerek kontrol edilecektir. 3. DENEYSEL LTR 701 KONTROLLÜ HAVA AKIMI VE SICAKLIK SİSTEMİ LTR 701 Kontrollü Hava Akımı ve Sıcaklık Sistemi; 5 analog çıkış değişkeni (debi, 2xsıcaklık, basınç ve kısma pozisyonu) ve 2 giriş değişkeni (vantilatör hızı ve ısıtıcı çıkışı) ile sıcaklık, debi ve basıncın kontrollü olarak değiştirilmesiyle kontrol sistemlerinin özelliklerinin belirlenmesini ve çeşitli i kontrol elemanlarının performansının incelenmesini sağlayan bir deney düzeneğidir. Şekil 1. Hava akımı ve sıcaklık kontrol deney düzeneğinin ön panelinin görünümü. 1

Sistem; vantilatör, ısıtıcı, debi ölçer, ölçüm borusu, hava giriş supabı, supap sensörü, 2 adet sıcaklık sensörü, 1 adet basınç sensörü, analog veri kartı, 1 adet PC ve 1 adet thermocouple dan oluşmaktadır. Manuel olarak ayarlanabilen hava giriş açısı, sisteme bir bozucu etki olarak uygulanabilmektedir. Şekil 2. Hava akımı ve sıcaklık kontrol deney düzeneğinin katı model görünümü. Tablo 1. Hava akımı ve sıcaklık kontrol deney düzeneğinin donanımı ve fonksiyonları. Donanım 1 LC Grafik Ekranı 2 Ayarlayıcı 3 Ayarlayıcı 4 Sensor 1 5 Aktivatör 1 6 Aktivatör 2 7 Sensor 2 8 Sensor 3 9 Sensor 4 10 Sensor 5 11 Buton 12 Thermocouple 13 Vantilatör Fonksiyon İşlem parametrelerini ve değerleri görüntüler Ekran kontrastını ayarlar Menü öğelerini seçer Kısma supap pozisyonunu gösterir Vantilatör hızını ayarlar Isıtıcı çıkış değerini ayarlar Sıcaklık Sıcaklık Basınç Hava kütlesi Giriş Sıcaklık ölçüm sensörü Ölçüm tüpüne hava akışı sağlar 2

14 Hava girişi Vantilatörün hava aldığı kısım 15 Döner ayarlayıcı Kısma supap pozisyonunu ayarlar 16 Ölçüm tüpü Kontrol sistemi 17 Hava debi ölçer Ölçüm tüpünden geçen hava miktarını ölçer Deney düzeneğinde Humusoft MF 624 çok fonksiyonlu I/O kartı kullanılmaktadır. Bilgisayar ve deney düzeneğinin bağlantısı RS232 ara bağlantı elemanı ile sağlanmaktadır. Şekil 3. Sıcaklık ve basınç kontrol deney düzeneğinin blok diyagramı. Blok diyagramındaki değerler şu şekildedir; U M = Fan motorunun kontrollü değişkeni U H = Isıtıcının kontrollü değişkeni φ = Parazit sinyal olarak manüel ayarlanabilen kısma valfi açısı δ= Hava sıcaklığı P = Basınç VZ1 = Birinci dereceden zaman gecikme elemanı Ölçülen basınç ek olarak birinci dereceden zaman gecikme elemanı tarafından (VZ1) tarafından filtrelenir. Transfer fonksiyonları yerlerine yerleştirildiği zaman sistemin modeli Şekil 4 te gösterildiği gibi olur; 3

Şekil 4. Hava akımı ve sıcaklık kontrol sisteminin model yapısı. Sistemin modelinde gösterilen transfer fonksiyonları şu şekildedir; G1(s) = Fanın basınca etkisinin transfer fonksiyonu G2(s) = Basıncın sıcaklığa etkisinin transfer fonksiyonu G32(s) = Isıtmanın sıcaklığa sensör 2 de etkisinin transfer fonksiyonu G3(s) = Isıtmanın sıcaklığa a sensör 3 de etkisinin transfer fonksiyonu G4(s) = Valf ayarının basınca etkisinin transfer fonksiyonu Sıcaklık Kontrol Döngüsü Bu döngüde hava debisi kontrolsüz olup kontrolör sadece sıcaklık kontrolü yapmaktadır. Sistemde bu sıcaklık döngüsünün kontrolü PID kontrol elemanı ile sağlanabilmektedir. GR1 = Kontrol elemanıdır. Şekil 5. Sıcaklık kontrol metodunun blok diyagramı görünümü. 4

4. DENEYİN YAPILIŞI Şekil 6. PID sıcaklık kontrolünün SIMULINK teki modeli. LTR 701 kontrollü hava akımı ve sıcaklık sisteminde, hava giriş açısının 90º ve 45º olduğu iki ayrı kategoride farklı kontrol elemanlarıyla sıcaklık kontrol deneyleri yapılacaktır. Sıcaklık kontrolünde sıcaklık, 30±5 C değerinde sinüs sinyali olarak girilmiştir. Şekil 7 de görüldüğü gibi P kontrolde sistem çok kısa sürede istenilen cevabı yakalamakta ancak tepe noktalarında salınımlar görülmektedir. PI kontrolde integral etkinin, cevabın yerleşme zamanını, salınımları ve maksimum aşma miktarını arttırdığı Şekil 8 de görülmektedir. PID kontrolde ise türevsel etki maksimum aşma miktarını ve salınımları azaltmakta ancak yerleşme zamanını artırmaktadır. Sistemin PID sıcaklık kontrolüne cevabı da Şekil 9 da gösterilmiştir. Şekil 7. Hava akımı ve sıcaklık sisteminin P denetim organı ile sıcaklık kontrolünde sinüs giriş sinyaline verdiği cevabın değişimi (Kp =60.000). 5

Şekil 8. Hava akımı ve sıcaklık sisteminin PI denetim organı ile sıcaklık kontrolünde sinüs giriş sinyaline cevabın değişimi (Kp =60.000, Ki = 45.880). Şekil 9. Hava akımı ve sıcaklık sisteminin PID denetim organı ile sıcaklık kontrolünde sinüs giriş sinyaline cevabın değişimi (Kp =60.000 Ki = 45.880 Kd = 25.940). 6

Şekil 10. Hava akımı ve sıcaklık sisteminin PID denetim organı ile sıcaklık kontrolünde sinüs giriş sinyaline verdiği cevabın değişimi (Kp =80.000, Ki = 60.000, Kd = 55.000). Şekil 11. Hava akımı ve sıcaklık sisteminin PID denetim organı ile sıcaklık kontrolünde sinüs giriş sinyaline verdiği cevabın değişimi (Kp =60.000, Ki = 50.880, Kd = 25.940, φ = 90 ). 7

Şekil 12. Hava akımı ve sıcaklık sisteminin PID denetim organı ile sıcaklık kontrolünde sinüs giriş sinyaline verdiği cevabın değişimi (Kp =60.000 Ki = 50.880 Kd = 25.940 φ = 45 ). 5. DENEY RAPORUNDA İSTENENLER 1. Hava kütle akış sistemleri hakkında bilgi veriniz. 2. İkili kontrol, PID kontrol organı ve P, I, D kontrol etkilerinin karakteristiği hakkında bilgi veriniz. 3. Deney tesisatı hakkında bilgi veriniz. 4. Şekil 9 ve 10 ile Şekil 11 ve 12 deki grafikleri; P, I ve D etkilerinin katkılarını göz önünde bulundurarak yorumlayınız. 5. PID kontrol organının başka hangi sistemlerde kullanılabileceğine örnekler verip, birinin kontrol sürecini blok diyagram üzerinden anlatınız. 8