Tipo 5120

PID BOARD tipo 5120

El PID BOARD tipo 5120 es un equipo de prácticas universal para la regulación automática. Contiene los grupos funcionales esenciales para prácticas básicas y avanzadas, dispone de una alimentación integrada con control de pre-trigger y puede utilizarse sobre la mesa, en un bastidor o en el maletín.

Equipo de prácticas universal para la regulación automática
Alimentación integrada, resistente a cortocircuitos
Todas las prácticas básicas pueden realizarse sin osciloscopio de memoria
Circuito de pre-trigger para la representación completa de la señal
Medición con osciloscopio, osciloscopio de memoria o registrador Y-t
Control secuencial con frecuencias de repetición de hasta aprox. 100 Hz

Ficha técnica (PDF, en inglés) Manual de prácticas / índice (PDF, en inglés)

Aplicación y principio de medida

hps SystemTechnik ha desarrollado el PID BOARD especialmente para prácticas básicas y avanzadas de regulación automática. Además, puede utilizarse como regulador para el POWER BOARD tipo 5125, el MOTOR BOARD tipo 5130, el sistema regulado de temperatura e iluminación tipo 5125.5 y el SERVO BOARD tipo 5131.

Salvo pocas excepciones, todos los elementos del lazo de regulación con comportamiento dependiente del tiempo están diseñados de modo que su respuesta al escalón pueda medirse tanto con un osciloscopio normal y un osciloscopio de memoria como con un registrador Y-t. Para el funcionamiento con osciloscopio son posibles frecuencias de repetición de hasta unos 100 Hz; las mediciones con registrador pueden realizarse como proceso único en el rango de los segundos.

El control secuencial desarrollado especialmente por hps SystemTechnik es determinante para la reproducibilidad y la comodidad de las mediciones. Antes de cada ciclo se descargan los condensadores implicados, un circuito de pre-trigger garantiza la representación completa de la señal y, mediante una entrada RESET adicional, el control secuencial puede gobernarse también desde un ordenador o un autómata programable.

Grupos funcionales y rangos de ajuste

Los parámetros de cada regulador pueden ajustarse en un amplio rango mediante clavijas y potenciómetros. La polaridad de las señales puede adaptarse, mediante distintos elementos sumadores, comparadores e inversores, a las necesidades del circuito completo o a los deseos del responsable de la práctica.

Los detectores de valor límite situados a la salida de los reguladores señalizan de forma clara, mediante LED, cuándo se rebasa el rango. Para reproducir electrónicamente sistemas regulados se dispone de un elemento I, varios elementos de retardo y elementos P.

Generador de consigna: 0 ... +10 V, 0 ... -10 V y 0 ... +5 V
Integrador de consigna con constante de tiempo de ajuste continuo
Control secuencial: 0 ... +10 V, aprox. 0 ... 100 Hz, modo único seleccionable
Relé con 2 contactos conmutados para consigna, escalones de carga y control del registrador
Comparadores 1 y 2 para formar el error de regulación e = w - x
Reguladores P, I, D y PI, sumador, regulador todo-nada y limitador
Elemento de retardo de 1.er orden, elemento de retardo de 3.er orden y elemento I

Instalación, transporte y accesorios

Para realizar las prácticas, el PID BOARD puede colocarse sobre la mesa o colgarse en un bastidor de sobremesa para demostraciones. Como alternativa, puede atornillarse en un maletín (Box), que sirve para el transporte seguro y el almacenamiento; todas las prácticas pueden realizarse también directamente en el maletín.

Como accesorios se recomiendan el manual de prácticas «Einführung in die Regelungstechnik» (Introducción a la regulación automática) tipo V 0120 y el juego de accesorios tipo 5120.1, compuesto por cables y puentes de conexión.

Entrada RESET para el control mediante ordenador o autómata programable
Parámetros de los reguladores ajustables en un amplio rango mediante clavijas y potenciómetros
Utilizable como regulador para POWER BOARD, MOTOR BOARD, SERVO BOARD y para el sistema regulado de temperatura e iluminación
Descripciones detalladas de las prácticas en el manual tipo V 0120

Alimentación de red: 230 V AC / 115 V AC (110 V AC); 50 ... 60 Hz; 8 VA
Ejecución mecánica: Placa frontal de material estratificado de 5 mm, azul mate con símbolos blancos; parte posterior cubierta con carcasa de plástico gris
Dimensiones del panel: 532 x 297 x 110 mm (An x Al x P)
Peso del panel: aprox. 3,35 kg
Versión en maletín: PID BOARD (tipo 5120) y Box (tipo 5120.20)
Generador de consigna: Tensiones 0 ... +10 V; 0 ... -10 V; 0 ... +5 V
Integrador de consigna: Constante de tiempo de ajuste continuo
Control secuencial: Tensión 0 ... +10 V; frecuencia aprox. 0 ... 100 Hz; modo único seleccionable
Relé: 2 contactos conmutados para consigna, escalones de carga y control del registrador
Comparador 1: Forma el error de regulación e = w - x
Regulador P: Coeficiente proporcional KP aprox. 0,1 ... 100
Regulador I: Tiempo de acción integral TI aprox. 1 ms ... 10 s
Regulador D: Tiempo de acción derivativa TD aprox. 1 ms ... 10 s
Regulador PI: Regulador para montar una regulación en cascada
Sumador: Suma las tensiones de salida de los reguladores seleccionados
Comparador 2: Para montar una regulación en cascada; forma el error de regulación e = w - x
Regulador todo-nada: Interruptor de umbral con diferencial de conmutación ajustable y realimentación conectable adicionalmente
Limitador: Umbrales de respuesta superior e inferior ajustables por separado
Elemento de retardo de 1.er orden: Dos elementos VZ1; constante de tiempo y coeficiente de transferencia ajustables
Elemento de retardo de 3.er orden: Simulación de un sistema regulado con tiempo de retardo; ampliable hasta VZ5 mediante conexión en serie
Elemento I: Simulación de un sistema regulado con comportamiento I
Accesorios recomendados: Manual de prácticas tipo V 0120; juego de accesorios tipo 5120.1 con cables y puentes de conexión

Introducción
1. 1. Objetivos y contenidos de cada práctica1
2. 2. Algunos conceptos y símbolos importantes4
3. 3. Indicaciones sobre la técnica de medida7
4. 4. Evaluación de sistemas regulados7
5. 5. Evaluación de reguladores8
6. 6. Evaluación de lazos de regulación9
Prácticas: sistemas regulados
1. 1. Sistema regulado con comportamiento P y retardo de 1.er orden11
  1. 1.1 Introducción11
  2. 1.2 Coeficiente proporcional y constante de tiempo de un sistema regulado con comportamiento P y retardo de 1.er orden13
2. 2. Sistemas regulados con comportamiento P y retardo de 3.er orden17
  1. 2.1 Introducción17
  2. 2.2 Coeficiente proporcional, tiempo de retardo y tiempo de compensación de un sistema regulado con comportamiento P y retardo de 3.er orden19
3. 3. Sistemas regulados con comportamiento I23
  1. 3.1 Introducción23
  2. 3.2 Velocidad de subida y coeficiente integral de un sistema regulado con comportamiento I25
Prácticas: reguladores
1. 4. Regulador P29
  1. 4.1 Introducción29
  2. 4.2 Coeficiente proporcional del regulador P30
2. 5. Regulador PI33
  1. 5.1 Introducción33
  2. 5.2 Tiempo de acción integral, coeficiente integral y coeficiente proporcional del regulador PI35
3. 6. Regulador PD39
  1. 6.1 Introducción39
  2. 6.2 Respuesta al escalón y respuesta a la rampa del regulador PD41
4. 7. Regulador PID45
  1. 7.1 Introducción45
  2. 7.2 Respuesta al escalón y respuesta a la rampa del regulador PID46
5. 8. Regulador todo-nada49
  1. 8.1 Introducción49
  2. 8.2 Comportamiento de conmutación del regulador todo-nada50
Prácticas: lazos de regulación
1. 9. Sistema regulado P-T1 regulado por un regulador P y PI53
  1. 9.1 Introducción53
  2. 9.2 Comportamiento estático de un sistema P-T1 regulado por un regulador P y PI53
  3. 9.3 Comportamiento dinámico de un sistema P-T1 regulado por un regulador P y PI55
2. 10. Sistema regulado P-T1 regulado por un regulador todo-nada59
  1. 10.1 Introducción59
  2. 10.2 Influencia de la consigna en el comportamiento de regulación de un sistema P-T1 regulado por un regulador todo-nada59
  3. 10.3 Influencia del diferencial de conmutación en el comportamiento de regulación de un sistema P-T1 regulado por un regulador todo-nada61
3. 11. Sistema regulado P-T3 regulado por un regulador P y PD63
  1. 11.1 Introducción63
  2. 11.2 Vista general de las magnitudes al utilizar un regulador P en un sistema P-T363
  3. 11.3 Comportamiento de regulación con distintos coeficientes proporcionales y tiempos de acción al utilizar reguladores P y PD en un sistema P-T365
4. 12. Sistema regulado P-T3 regulado por un regulador PID69
  1. 12.1 Introducción69
  2. 12.2 Influencia de los parámetros del regulador en la calidad de regulación de un sistema P-T369
5. 13. Sistema regulado P-T3 regulado por un regulador todo-nada73
  1. 13.1 Introducción73
  2. 13.2 Influencia de la magnitud de referencia y del diferencial de conmutación del regulador todo-nada en la calidad de regulación de un sistema P-T373
6. 14. Sistema regulado P-T3 regulado por un regulador todo-nada con realimentación77
  1. 14.1 Introducción77
  2. 14.2 Regulador todo-nada con realimentación como oscilador77
  3. 14.3 Comparación de la calidad de regulación de un sistema P-T3 regulado por un regulador todo-nada con y sin realimentación80
7. 15. Sistema regulado I sin y con retardo adicional, regulado por un regulador P83
  1. 15.1 Introducción83
  2. 15.2 Vista general de las relaciones en el lazo de regulación con un sistema I sin retardo, regulado por un regulador P83
  3. 15.3 Comportamiento de regulación del sistema regulado I sin y con retardo para distintos coeficientes proporcionales del regulador P85
8. 16. Reproducción de un lazo de regulación de posición en una máquina herramienta89
  1. 16.1 Introducción89
  2. 16.2 Comportamiento de seguimiento del sistema regulado I con un regulador P91
9. 17. Optimización del regulador a partir de la respuesta al escalón según Chien, Hrones y Reswick95
  1. 17.1 Introducción95
  2. 17.2 Mediciones para la optimización96
10. 18. Optimización del regulador a partir del ajuste crítico según Ziegler y Nichols101
  1. 18.1 Introducción101
  2. 18.2 Mediciones para la optimización103
Partes adicionales
1. SolucionesL 1 ... L 48
2. AnexoA 1 ... A 4
3. TransparenciaF 1

Los datos proceden de los índices de los manuales de prácticas de hps (títulos, números y páginas). Todos los manuales están en alemán; los títulos están traducidos y el título original en alemán aparece al pasar el cursor por encima. Todos los manuales y prácticas