HSN

IA3112 Automatiseringsteknikk

EK3114 Automatisering og vannkraftregulering

Laboppgave 1:

Styring og monitorering av varmluftprosess

Målet med oppgaven

Å lage et LabVIEW-program for (manuell) styring og monitorering av en fysisk prosess.

Utstyr

  • PC med LabVIEW
  • I/O-enhet (input/ouput (spenningssignaler))
  • Varmluftprosess

Organisering

Oppgaven gjennomføres i studentgrupper (i utgangspunktet 3 deltakere).

Tid for gjennomføring er angitt på emnets hjemmeside. Varighet: 4 timer, kl 1215-1600 (men en kan jobbe med utstyret fram til kl 1700 dersom det er behov for det).

Ansvarlig for oppgaven: F. Haugen (finn.haugen@usn.no).

Veiledere: Studentassistent og lærer.

Vurdering (godkjenning)

Oppgaven er obligatorisk. Hver gruppe skal laste opp en labjournal i emnets Canvas-rom innen kl. 18 labdagen. 

Om labjournalen

Her er standard journalforside og veiledning i skriving av labjournal. Labarbeidet vurderes som godkjent/ikke godkjent ut fra deltakelse på laben og innlevert journal.

Krav til journalen (som må skrives under selve labarbeidet):

  • Pdf
  • Kortfattet
  • Norsk eller engelsk.
  • Innhold: Skjermbilder med en kort tekst til hva bildene viser. Samme overskrifter som i oppgaveteksten.
  • Pdf-dokumentet skal ha filnavn ihht denne malen: "IA3112_Laboppgave1_Haugen_Åsen_Dalen.pdf" eller EK3114_Laboppgave1_Haugen_Åsen_Dalen.pdf.

Oppgaver

  1. Denne deloppgaven skal utføres med IO-enheten (ledningene) frakoplet varmluftprosessen.
    Lag et LabVIEW-program (eller VI - virtuelt instrument) for analog IO. Test at IO-funksjonene fungerer korrekt vha. "loopback-testen".
  2. Denne og etterfølgende deloppgaver skal utføres med IO-enheten (ledningene for styring av varmeelementet og måling av temperatur) tilkoplet varmluftprosessen.
    Lag et program (VI) for styring og monitorering av varmluftprosessen ihht. spesifikasjonerne nedenfor. Legg inn skjermbilder av både frontpanelet og blokkdiagrammet i journalen, men det er ikke nødvendig å sende inn selve LabVIEW-programmet.
    • Programmet kjører med syklustid eller tidsskritt, Ts, 0,05 s.
    • Varmluftprosessens varmeelement kan styres manuelt med et spenningssignal som kan manipuleres på frontpanelet. Styresignalet (pådragssignalet) plottes kontinuerlig (chart).
    • Temperaturmålingen fra sensor Temp1 (som er plassert i utgangen av varmluftrøret) i enhet grader C plottes kontinuerlig (i egen chart). Sammenhengen mellom spenning fra sensoren og grader C er angitt på luftrøret. Omregningen fra volt til grader C skal implementeres i en Formula node. Studentassistent Om (Prakash) har laget en video om skalering som kan være nyttig.
    • Et målefilter for temperaturmålingen (i enhet grader C) av typen tidskonstantfilter der tidskonstanten Tf [s] er justerbar fra frontpanelet. Som filter kan dere bruke subVI'et tilgjengelig herfra. (I en senere laboppgave skal dere implementere filteret fra scratch selv). Tidskonstanten Tf kan i utgangspunktet settes til 1 sek. Både det filtrerte og det ufiltrerte (rå) målesignalet skal plottes i samme chart.
    • Vifta kan kjøre fast på maksimal hastighet (justeres for hånd på blå skrue (som egentlig justerer et potensiometer)).
  3. Eksperimenter:
    1. Juster styresignalet til varmeelementet etter eget ønske, og observer hvordan lampa som indikerer pulsbreddemodulatorens tilstand (av/på), blinker tilsvarende. 
    2. Øk Ts til 1 sek. Hvordan påvirker denne økningen plottenes oppdatering? Sett deretter Ts tilbake til 0.05.
    3. Observer målefilterets støyfiltrering (legg inn plott i journalen). Tips: Autoskalering av Y-aksen vil vise signalenes variasjoner tydeligere.
    4. Juster Tf til en meget stor verdi, f.eks. 20 sek. Varier styresignalet til varmeelementet slik at utløpstemperaturen påvirkes. Nevn en fordel og en ulempe med stor Tf.
Oppdatert 4.9 2018 av Finn Aakre Haugen. E-mail: Finn.Haugen@usn.no