Регулатори положаја и двоположајна контрола
У контролним објектима који немају самонивелацију, било који ефекат сметњи се не може локализовати без помоћи аутоматског регулатора и равнотежно стање неће бити постигнуто.
Рад аутоматског регулатора је одређен врстом односа између одступања контролисаног параметра и регулационог ефекта регулационог тела, који настаје као резултат његовог кретања. Ова зависност се назива динамичка карактеристика регулатора или регулаторни закон регулатора... Према врсти ове зависности, регулатори се деле на позиционе, статичке или пропорционалне, астатичке и изодромске.
Регулатор у позиционеру може имати два или више фиксних положаја, од којих сваки одговара одређеним вредностима контролисаног параметра.
По броју позиција регулатори могу бити двоположајни, троположајни и вишепозициони.
У пракси највећу примену имају двоположајни регулатори... О њима би требало детаљније говорити.
Код двоположајног регулатора, када контролисани параметар одступа од задате вредности (за износ већи од неосетљивости регулатора), регулационо тело заузима један од екстремних положаја који одговара максималном или минималном могућем протоку регулационе супстанце. . У посебном случају, минимална вредност може бити нула прилива.
Померање регулационог тела из једног крајњег положаја у други са он-офф регулацијом се обично врши великом брзином — теоретски тренутно у временском тренутку једнаком нули.
Једнакост између прилива и одлива се не поштује за дату вредност контролисаног параметра. Ово се може десити само при максималним или минималним оптерећењима. Због тога је код двоположајног управљања систем обично у неравнотежном стању. Као резултат тога, контролисани параметар континуирано осцилује у оба смера од задате вредности.
Амплитуда ових осцилација у одсуству кашњења, како је лако претпоставити, биће извесна неосетљивост регулатора... Зона могућих осцилација контролисаног параметра зависи од мртве зоне регулатора и одређује се под претпоставком да постоји нема одлагања.
Мртво подручје контролера је опсег промене контролисаног параметра потребног да се покрене кретање контролера у смеру напред и назад. Тако, на пример, ако регулатор собне температуре, подешен да одржава 20 ° Ц, почне да затвара регулатор приликом довода топле воде у грејач, када унутрашња температура ваздуха порасте на 21 °, и отвори га на температури од 19 ° , онда је мртва зона овог регулатора једнака 2 °.
Тачност одржавања задатих параметара са он-офф је релативно висока.
Ако је тачност управљања довољно висока, онда се чини да се он-офф контролери могу користити у свим објектима. Применљивост он-офф управљања у већини случајева је одређена не постигнутом тачношћу управљања, већ дозвољеном фреквенцијом укључивања. Треба имати на уму да често пребацивање доводи до брзог хабања делова (веома често контаката) регулатора и, стога, до смањења поузданости његовог рада.
Присуство кашњења погоршава процес регулације, јер повећава амплитуду флуктуација параметара, али са друге стране, кашњење смањује фреквенцију укључивања и тиме проширује обим он-офф регулације.
Шематски дијаграм електричног двоположајног регулатора температуре у сушионици је приказан на сл. 1.
Пиринач. 1. Шематски дијаграм електричног двоположајног термостата у орману за сушење: 1 — биметални сензор; 2 — грејни електрични елемент
Овај регулатор се састоји од сензора 1 и електричног грејног елемента 2. Сензор се састоји од два биметалне контактне плоче, који под утицајем температуре могу, приближавајући се једни другима, затворити или, напротив, отворити електрично коло.
Обично се у орману за сушење одржава температура од 105 ° Ц. Затим, када се постигне подешена температура, контакти се морају затворити и манипулисати делом грејног елемента.Потребна вредност Кпр након маневрисања грејачем може се изабрати тако да у потпуности надокнади топлотне губитке из сушаре Кст.
Али такође се може подесити на такав начин да када се постигне подешена температура, грејач се потпуно искључује. У првој варијанти могуће је постићи да Кпр = Кст, тада се регулатор неће пребацивати.
На сл. 2 је приказана карактеристика процеса управљања у две позиције. Ова слика приказује промене у контролисаном параметру током времена након једне нагле промене оптерећења објекта Кпр или Кст. Овде је такође приказано кретање регулационог тела током времена.
Пиринач. 2. Карактеристике процеса двопозицијске контроле
Треба напоменути да код двоположајне регулације промена оптерећења изазива промену просечне вредности контролисане вредности, тј. карактеришу одређене неправилности. Одступање од просечне вредности контролисаног параметра може се израчунати по формули
ΔПцм = (ΔТзап /В) (Кпр/2 — Кцт),
где је ΔПцм — максимално померање контролисаног параметра од просечне задате вредности; ΔТзап — време кашњења преноса; В је фактор капацитета објекта.
У нормалним случајевима, Кпр = Кцт и ΔТзап — вредност је безначајна. Дакле, померање не може бити веома значајно и не прелази мртву зону регулатора.
Области примене контролера за укључивање и искључивање
Двопозицијски контролер се може користити у случају да је степен самонивелације контролисаног објекта близу јединице и осетљивост објекта на сметње не прелази 0,0005 1/с, ако не постоје други разлози који вас присиљавају. да напусти овај контролор. Ови разлози укључују:
1. Често, мање од 4 — 5 минута, укључивање и искључивање регулатора, што се обично ради на локацијама са ниским факторима капацитета и са честим променама оптерећења локације.
Треба имати на уму да је дозвољена фреквенција укључивања одређена техничком софистицираношћу регулатора на овом нивоу. Ове бројке су утврђене праксом система аутоматског управљања. Можда се у будућности могу рафинисати, углавном наниже. Поред тога, треба имати у виду да је могуће одредити дозвољену фреквенцију укључивања подешавањем потребног века трајања регулатора, уз познавање минималног стандардизованог броја операција (циклуса) једног од регулаторних елемената.
2. Недопустивост заустављања довода топлотног носача, на пример на грејаче ваздуха доводне вентилационе јединице или на грејаче ваздуха првог загревања јединице за климатизацију. Треба имати на уму да ако је током зимске сезоне довод расхладне течности до грејача потпуно или чак делимично заустављен, онда када ради вентилатор, који усисава хладни ваздух великом брзином, може се врло брзо замрзнути.
3.Недопустивост великих одступања нерегулисаних параметара животне средине Овде се подразумева да је у једном броју случајева један од параметара ваздуха регулисан, док други није регулисан, али мора бити у одређеним границама.
На пример, можете назвати одржавање одређене температуре у продавницама текстилне индустрије. Овде је задатак да се регулише таква температура на којој ће се одржавати услови за одржавање релативне влажности у одређеним границама. Међутим, ако се температура одржава у одређеним границама, флуктуације релативне влажности прелазе дозвољену зону.
Последња околност се може објаснити чињеницом да су коефицијенти капацитета контролисаног објекта у односу на температуру релативно већи од истих коефицијената у односу на релативну влажност. Врло често је у пракси потребно напустити он-офф контролу температуре у таквим радионицама.
4. Недопустивост оштрог и значајног одступања параметара контролног окружења у складу са захтевима за флуктуације контролисаних параметара.
На пример, температура доводног ваздуха током укључења-искључења подешавања грејног капацитета грејача ваздуха доводне коморе може имати тако значајна одступања да изазове непријатне сензације дувања на радном месту. Генерално, флуктуације унутрашње температуре неће прелазити утврђене границе.
Ова околност се може објаснити и различитим вредностима коефицијената капацитета грејача ваздуха као објекта контроле температуре доводног ваздуха и производне просторије као објекта контроле унутрашње температуре.
Дакле, ако постоји одговарајућа карактеристика објекта и нема разлога да се напусти он-офф контролер, увек треба да тежите да инсталирате овај други. Овај тип регулатора се испоставља најједноставнијим и најјефтинијим, најпоузданијим у раду и не захтева квалификовано одржавање. Поред тога, такви регулатори обезбеђују стабилан квалитет регулације.
Важна чињеница је да активирање двоположајног регулатора врло често захтева минималну потрошњу енергије, јер се користи само у моментима затварања или отварања.
Врло често се користе двопозицијски контролери за аутоматску контролу температуре у електричним пећницама.