Festo Didactic 10/2020

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Füllstandsregelstrecke

Level control system

de

1. Aufbau/Funktion

Die Füllstandsregelstrecke bildet einen Flüssigkeitstank mit

Zu- und Ablaufventil nach. Eine blaue LED-Balkenanzeige

visualisiert den aktuellen Füllstand im Tank.

Der Zulauf qin kann über ein Ventil proportional gesteuert

werden. Der Ablauf qout wird über ein Potenziometer

eingestellt.

Durch Anlegen einer Spannung an den Eingang z kann die

Abflussmenge qout zusätzlich erhöht werden. Die Helligkeit

der blauen LED qout zeigt visuell die Abflussmenge an.

Bei geschlossenem Ablauf qout = 0 zeigt die Stecke ein

integrales Verhalten. Solange ein konstanter Zufluss erfolgt

steigt der Füllstand linear.

Wird der Tank mit geöffnetem Ablauf qout > 0 befüllt nimmt

der Füllstand mit einer e-Funktion zu und die

Füllstandsregelstrecke verhält sich wie ein PT1 Glied.

2. Anwendung

Die Füllstandsregelstrecke wurde als Ergänzung zum

TP 1013 konzipiert. Die Anschlüsse und Spannungspegel

entsprechen denen der Elemente des Trainingspakets.

Die Füllstandsregelstrecke ist nur für die

Verwendung mit den Komponenten der

Trainingspaketes TP 1013 vorgesehen.

3. Anschlüsse

1: Stellgröße y; 2: LED-Balkenanzeige (Füllstand);

3: LED Anzeige qout (Abfluss); 4: Störgröße z (extern);

5: Störgröße z (intern Potenziometer); 6: Regelgröße x (Füllstand)

Die Stellgröße y ist ein Spannungssignal im Bereich von

0…+10 V und steuert den Zufluss.

Der Füllstand h in % des Tankinhaltes wird proportional als

Regelgröße x in Volt ausgegeben und beträgt 0…+10 V.

4. Beispielanwendung

Die obige Schaltung zeigt eine Füllstandsregelstrecke deren

Füllstand über einen 2 Punktregler geregelt wird. Es werden

dafür Komponenten aus dem TP1013 verwendet.

Ein Vergleicher bildet die Regeldifferenz aus dem Sollwert w

und der Regelgröße x (e=w-x).

Nachfolgend wird die Regeldifferenz von einem

Hystereseglied mit einem über das Potenziometer des

Hysteresegliedes einstellbaren Schwellwert verglichen.

Das Ausgangssignal des Hysteresegliedes wird durch den

Begrenzer auf ±10 V begrenzt und dient als Stellsignal y der

Füllstandsregelstrecke.

Die Regelgröße x (Füllstand) wird auf den Vergleicher

zurückgeführt und schließt den Regelkreis.

Messung:

Die Messung zeigt die Reaktion der Regelgröße x (Füllstand)

auf eine Sollwertänderung von 0 auf 5 V.

Der Füllstand pendelt zwischen dem unteren (1) und dem

oberen Abschaltpunkt (2), der durch die Hysteresespannung

(3) bestimmt wird, hin und her.

Die Hysteresespannung wurde dabei auf 1 und der Ablauf

der Füllstandsstrecke auf maximal eingestellt.

5. Technische Daten

Parameter Wert

Versorgungsspannung +15 V, -15 V, 0 V

Stellgröße y 0 V…+10 V

Regelgröße x 0 V…+10 V

Störgröße z 0 V…+10 V

Integrierzeit TI

x(t)=1/ TI *y*t

ca. 12,5 s

Anschluss 2 mm Sicherheitsbuchsen

Zulässige

Umgebungstemperatur

+5…+55 °C

Abmessung L x B x H 73 mm x 75 mm x 60 mm

Gewicht 68 g

Änderungen vorbehalten

Die Integrierzeit TI beschreibt die Dauer des

Zeitintervalls, das die Sprungantwort der

Strecke (Regelgröße x) benötigt, um sich um

den Wert der sprungförmigen Änderung der

Eingangsgröße (Stellgröße y) zu verändern.

6. Entsorgung

Elektronische Altgeräte sind Wertstoffe und

gehören nicht in den Hausmüll.

Die Entsorgung erfolgt über die kommunalen

Sammelstellen.

en

1. Design/Function

The level control system simulates a liquid tank with inlet

and outlet valve. A blue LED bar visualizes the current fill

level in the tank.

The inlet flow qin can be proportionally controlled via a valve.

The outlet flow qout is set by a potentiometer.

By applying a voltage to the input z the flow rate qout can be

increased additionally. The brightness of the blue LED qout

displays the outlet flow rate visually.

When the outlet flow is closed (qout = 0), the loop has

integral characteristics. As long as there is a constant inlet

flow the fill level rises linearly.

If the tank is filled with open outlet (qout > 0) the level

increases with an e-function and the level control system

behaves like a PT1 element.

2. Application

The level control system was designed as a supplement to

TP 1013. The connections and voltage levels correspond to

those of the elements of the training package.

The level control system is only intended for

use with the components of the TP 1013

training package.

3. Connections

1: manipulated variable y; 2: LED bar (fill level);

3: LED display qout (outlet flow); 4: Disturbance variable z (external);

5: Disturbance variable z (internal potentiometer); 6: Controlled

variable x (fill level)

The manipulated variable y is a voltage signal in the range of

0…+10 V and controls the inflow.

The fill level h in % of the tank volume is output

proportionally as controlled variable x in volts and is

0…+10 V.

4. Sample application

The circuit above shows a level control system with a 2-point

controller. Components from the TP 1013 are used for this.

A comparator forms the control difference between the

setpoint value w and the controlled variable x (e=w-x).

Afterwards the control difference is compared by a

hysteresis element with a threshold value that can be set

using the potentiometer of the hysteresis element.

The output signal of the hysteresis element is limited to

±10 V by the limiter and serves as a manipulated signal y for

the fill level control loop.

The controlled variable x (fill level) is fed back to the

comparator and closes the control loop.

Measurement:

The measurement shows the reaction of the controlled

variable x (fill level) to a setpoint change from 0 to 5 V.

The fill level switches back and forth between the lower (1)

and the upper deactivation point (2) that is determined by

the hysteresis voltage (3).

The hysteresis voltage was set to 1 and the outflow of the fill

level loop was set to maximum.

5. Technical data

Parameter Value

Supply voltage +15 V, -15 V, 0 V

Manipulated variable y 0 V…+10 V

Controlled variable x 0 V…+10 V

Disturbance variable z 0 V…+10 V

Integration time TI

x(t)=1/ TI *y*t

approx. 12.5 s

Connection 2 mm safety plugs

Approved ambient

temperature

+5…+55° C

Dimensions L x W x H 73 mm x 75 mm x 60 mm

Weight 68 g

Subject to change

The integration time TI stands for the time

interval needed by the step response of the

loop (controlled variable x) in order to be

changed by the value of the jump in the input

variable (manipulated variable y).

6. Disposal

Electronic waste contains reusable materials

and must not be disposed of with the rubbish.

Bring electronic waste to a designated

collection point.

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73770 Denkendorf

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10/2020

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8133444 Tramo de regulación del nivel

Système de régulation du niveau

de remplissage

es

1. Configuración/funcionamiento

El tramo de regulación del nivel se asemeja a un depósito de

líquido con una válvula de alimentación y de vaciado. Un

indicador de barra LED azul representa el nivel de llenado

actual en el depósito.

La alimentación qin se puede controlar de forma proporcional

a través de una válvula. La salida qout se ajusta mediante un

potenciómetro.

La cantidad de vaciado qout se puede aumentar

adicionalmente creando una tensión en la entrada z.

El brillo del LED azul qout indica visualmente la cantidad de

vaciado.

Si la salida qout cerrada = 0, el trayecto muestra un

comportamiento integral. Mientras haya una alimentación

constante, el nivel de llenado aumentará de forma lineal.

Si se llena el depósito con la salida qout abierta > 0, el nivel de

llenado aumentará con una función e y el tramo de

regulación del nivel se comporta como un elemento PT1.

2. Aplicación

El tramo de regulación del nivel ha sido concebido como un

complemento del TP 1013. Las conexiones y niveles de

tensión corresponden a los de los elementos del equipo

didáctico. 

El tramo de regulación del nivel solo está

previsto para usarse con los componentes del

equipo didáctico TP 1013.

3. Conexiones

1: magnitud de ajuste y; 2: indicador de barra LED (nivel de llenado);

3: indicador LED qout (vaciado); 4: magnitud perturbadora z (externa);

5: magnitud perturbadora z (potenciómetro interno);

6: magnitud regulada x (nivel de llenado)

La magnitud de ajuste es una señal de tensión en el rango

de 0 a +10 V y controla la alimentación.

El nivel de llenado h en % del contenido del depósito se

emite de forma proporcional como magnitud regulada x en

voltios y tiene un valor de 0 a +10 V.

4. Ejemplo de aplicación

El circuito de arriba muestra un tramo de regulación del nivel

cuyo nivel de llenado se regula a través de un regulador de

2 puntos. Para ello se utilizan componentes del TP 1013.

Un comparador genera la diferencia de regulación a partir

del valor de consigna w y la magnitud regulada x (e=w-x).

A continuación se compara la diferencia de regulación de un

elemento de histéresis con un valor umbral ajustable

mediante el potenciómetro del elemento de histéresis.

El limitador limita la señal de salida del elemento de

histéresis a ±10 V y sirve como señal de ajuste y del tramo

de regulación del nivel.

La magnitud regulada x (nivel de llenado) se transmite al

comparador y cierra el circuito de regulación.

Medición:

La medición muestra la reacción de la magnitud regulada x

(nivel de llenado) ante un cambio del valor de consigna de

0 a 5 V.

El nivel de llenado oscila entre el punto de desconexión

inferior (1) y superior (2) que está determinado por la

tensión de histéresis (3).

La tensión de histéresis se ha ajustado a 1 y el desarrollo del

tramo de nivel se ha ajustado al máximo.

5. Especificaciones técnicas

Parámetro Valor

Tensión de alimentación +15 V, -15 V, 0 V

Magnitud de ajuste y De 0 V a +10 V

Magnitud regulada x De 0 V a +10 V

Magnitud perturbadora z De 0 V a +10 V

Tiempo integral TI

x(t)=1/ TI *y*t

aprox. 12,5 s

Conexión Zócalos de seguridad de 2 mm

Temperatura ambiente

permitida

De +5 a +55 °C

Dimensiones L x An. x Al. 73 mm x 75 mm x 60 mm

Peso 68 g

Reservado el derecho de modificación

El tiempo integral TI describe la duración del

intervalo de tiempo que requiere la respuesta

al escalón del tramo (magnitud regulada x)

para cambiar por el valor de la modificación

en forma de escalón de la magnitud de

entrada (magnitud de ajuste y).

6. Eliminación

Los aparatos electrónicos usados son

reciclables y no son residuos domésticos.

Se eliminan en puntos de recogida

municipales.

fr

1. Conception/Fonction

Le système de régulation du niveau de remplissage

reproduit un réservoir de liquide avec vanne d'arrivée et

d'évacuation. Un affichage à diodes sous forme de barres

visualise le niveau de remplissage actuel dans le réservoir.

L'arrivée qin est commandée de manière proportionnelle

grâce à un distributeur. La sortie qout est réglée grâce à un

potentiomètre.

Suite à l'application d'une tension au niveau de l'entrée z, le

débit qout peut encore augmenter.

La luminosité de la diode bleue qout indique visuellement le

débit.

Lorsque la sortie est fermée qout = 0, le système indique un

comportement intégral. Le niveau de remplissage augmente

de manière linéaire en présence d'un afflux constant.

Si le réservoir est rempli avec une sortie ouverte qout > 0, le

niveau de remplissage augmente avec une fonction e et le

système de régulation se comporte comme un membre PT1.

2. Application

Le système de régulation du niveau de remplissage a été

conçu pour compléter TP 013. Les branchements et niveaux

de tension correspondent à ceux des éléments de

l'ensemble de formation.

Le système de régulation du niveau de

remplissage n'est prévu que pour l'utilisation

avec les composants de l'ensemble de

formation TP 1013.

3. Raccords

1 : Grandeur de réglage y ; 2 : Affichage à diodes en barres (niveau de

remplissage) ; 3 : Affichage à diodes électroluminescentes qout

(écoulement) ; 4 : Grandeur perturbatrice z (externe) ; 5 : Grandeur

perturbatrice z (potentiomètre interne) ; 6 : Grandeur de régulation x

(niveau de remplissage)

La grandeur de réglage y est un signal de tension dans la

plage comprise entre 0 et +10 V et commande l'afflux.

Le niveau de remplissage h en % de sa capacité est indiqué

proportionnellement sous forme de grandeur de régulation x

en V et est compris entre 0 et +10 V.

4. Exemple d'application

Le circuit ci-dessus montre un système de régulation du

niveau de remplissage dont le niveau est régulé par un

régulateur 2 points. Des composants du TP 1013 sont

utilisés pour cela.

Le comparateur établit la variable de différence de

régulation à partir de la valeur de consigne w et de la

grandeur de régulation x (e=w-x).

La différence de régulation d'un membre d'hystérésis est

comparée par la suite avec une valeur de seuil réglable à

l'aide du potentiomètre du membre d'hystérésis.

Le signal de sortie du membre d'hystérésis est limité par le

limiteur à ±10 V et sert de signal de réglage y du système de

régulation du niveau de remplissage.

La grandeur de régulation x (niveau de remplissage) est

renvoyée au comparateur et ferme la boucle de régulation.

Mesure :

La mesure indique la réaction de la grandeur de régulation x

(niveau de remplissage) à une modification de la valeur de

consigne de 0 à 5 V.

Le niveau de remplissage oscille entre le point de

désactivation inférieur (1) et supérieur (2), déterminé par la

tension d'hystérésis (3).

La tension d'hystérésis a été réglée sur 1 et la sortie du

système de régulation du niveau de remplissage a été réglée

sur la valeur maximale.

5. Caractéristiques techniques

Paramètres Valeur

Tension d'alimentation +15 V, -15 V, 0 V

Grandeur de réglage y 0 V…+10 V

Grandeur de régulation x 0 V…+10 V

Grandeur perturbatrice z 0 V…+10 V

Temps d'intégration TI

x(t)=1/ TI *y*t

env. 12,5 s

Raccordement Fiches de sécurité de 2 mm

Température ambiante

autorisée

+5…+55 °C

Dimensions L x l x H 73 mm x 75 mm x 60 mm

Poids 68 g

Sous réserve de modifications

Le temps d'intégration TI décrit la durée de

l'intervalle de temps, dont a besoin la réponse

indicielle du système (grandeur de

régulation x), afin de modifier la valeur de la

modification sous forme d'échelon de la

grandeur d'entrée (grandeur de réglage y).

6. Mise au rebut

Les appareils électroniques usagés sont des

biens valorisables et ne doivent pas être jetés

aux ordures ménagères.

Ils doivent être déposés dans les centres de

collecte communaux.

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