Pozícióvezérlők és kétállású vezérlés

Az önbeállással nem rendelkező vezérlési objektumokban az automata vezérlő segítsége nélkül semmilyen zavaró hatás nem lokalizálható és az egyensúlyi állapot nem érhető el.

Az automata szabályozó működését a szabályozott paraméter eltérései és a szabályozó szerv szabályozó hatása közötti kapcsolat típusa határozza meg, amely annak mozgása következtében jelentkezik. Ezt a függőséget nevezzük a vezérlő dinamikus karakterisztikájának vagy a szabályozó szabályozó törvényének... E függés típusa szerint a szabályozókat helyzeti, statikus vagy arányos, asztatikus és izodróm szabályozókra osztjuk.

A pozicionálóban lévő szabályozónak két vagy több rögzített pozíciója lehet, amelyek mindegyike megfelel a szabályozott paraméter bizonyos értékeinek.

A pozíciók számától függően a szabályozók kétállásúak, háromállásúak és többállásúak lehetnek.

A gyakorlatban a legnagyobb alkalmazási terület a kétállású szabályozók... Ezeket érdemes részletesebben tárgyalni.

Kétállású szabályozóban, ha a szabályozott paraméter eltér a beállított értéktől (a szabályozó érzékenységénél nagyobb mértékben), a szabályozó szerv a szabályozó anyag lehetséges maximális vagy minimális áramlásának megfelelő szélső pozíciók egyikét foglalja el. . Egy adott esetben a minimális érték nulla beáramlás lehet.

A szabályozótest egyik véghelyzetből a másikba való mozgása be-ki szabályozással általában nagy sebességgel történik - elméletileg azonnali, nullával egyenlő időpillanatban.

A be- és kiáramlás közötti egyenlőség nem figyelhető meg a szabályozott paraméter adott értékénél. Ez csak maximális vagy minimális terhelésnél fordulhat elő. Ezért a kétállású szabályozásnál a rendszer általában nem egyensúlyi állapotban van. Ennek eredményeként a szabályozott paraméter mindkét irányba folyamatosan ingadozik a beállított értéktől.

Ezeknek az oszcillációknak az amplitúdója késleltetések hiányában, amint az könnyen feltételezhető, a szabályozó bizonyos érzéketlensége lesz... A szabályozott paraméter lehetséges oszcillációinak zónája a szabályozó holtzónájától függ, és azt feltételezve, hogy ott van nincs késés.

A vezérlő holtsávja a szabályozott paraméter változási tartománya, amely ahhoz szükséges, hogy a vezérlő előre és hátrafelé mozgást indítson. Így például, ha a szobahőmérséklet-szabályozó 20 ° C-ra beállítva elkezdi zárni a szabályozót, amikor meleg vizet szolgáltat a fűtőberendezésbe, amikor a belső levegő hőmérséklete 21 ° -ra emelkedik, és 19 ° C-on kinyitja. , akkor ennek a szabályozónak a holtzónája 2 °.

A beállított paraméterek be- és kikapcsolással történő fenntartásának pontossága viszonylag nagy.

Ha a vezérlési pontosság elég nagy, akkor úgy tűnik, hogy minden létesítményben használhatók a be-ki vezérlők. A ki-be vezérlés alkalmazhatóságát a legtöbb esetben nem az elért szabályozási pontosság, hanem a megengedett kapcsolási gyakoriság határozza meg. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a gyakori kapcsolás a szabályozó alkatrészeinek (nagyon gyakran érintkezői) gyors kopásához vezet, és ezáltal csökken a működése megbízhatósága.

A késleltetés jelenléte rontja a szabályozási folyamatot, mivel megnöveli a paraméter-ingadozások amplitúdóját, másrészt viszont a késleltetés csökkenti a kapcsolási frekvenciát, és így kiterjeszti a ki-be szabályozás körét.

A szárítókemence elektromos kétállású hőmérséklet-szabályozójának vázlatos rajza a 2. ábrán látható. 1.

Rizs. 1. Elektromos kétállású termosztát vázlata szárítószekrényben: 1 — bimetál érzékelő; 2 — elektromos fűtőelem

Ez a szabályozó egy 1 érzékelőből és egy elektromos fűtőelemből 2 áll. Az érzékelő kettőből áll bimetál érintkezőlemezek, amelyek a hőmérséklet hatására egymáshoz közeledve lezárhatnak, vagy éppen ellenkezőleg, kinyithatnak egy elektromos áramkört.

A szárítószekrényben általában 105 °C hőmérsékletet tartanak fenn, majd a beállított hőmérséklet elérésekor az érintkezőket le kell zárni, és a fűtőelem egy részét manipulálni kell.A Qpr szükséges értéke a fűtőtest manőverezése után úgy választható meg, hogy az teljes mértékben kompenzálja a Qst szárítókemence hőveszteségét.

De beállítható úgy is, hogy a beállított hőmérséklet elérésekor a fűtés teljesen kikapcsol. Az első változatnál el lehet érni, hogy Qpr = Qst, akkor a szabályozó nem kapcsol.

ábrán. A 2. ábra a kétállású szabályozási folyamat jellemzőit mutatja. Ez az ábra a vezérelt paraméter időbeli változásait mutatja a Qpr vagy Qst objektumterhelés egyetlen hirtelen változása után. Itt is látható a szabályozó test időbeli mozgása.

Rizs. 2. A kétállású vezérlési folyamat jellemzői

Megjegyzendő, hogy a kétállású szabályozásnál a terhelés változása a szabályozott érték átlagértékének változását okozza, pl. bizonyos szabálytalanságok jellemzik. A szabályozott paraméter átlagértékétől való eltérés a képlettel számítható ki

ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 – Qct),

ahol ΔPcm – a szabályozott paraméter maximális eltolása az átlagos beállított értéktől; ΔTzap – átviteli késleltetési idő; W az objektum kapacitástényezője.

Normál esetekben Qpr = Qct és ΔTzap – az érték jelentéktelen. Ezért az elmozdulás nem lehet túl jelentős, és nem haladja meg a szabályozó holtzónáját.

Be- és kikapcsoló vezérlők alkalmazási területei

Kétállású vezérlő használható abban az esetben, ha a vezérelt objektum önszintezési foka közel van az egységhez, és az objektum zavarérzékenysége nem haladja meg a 0,0005 1 / s értéket, ha más okok nem kényszerítik Önt hogy elhagyja ezt a vezérlőt. Ezek az okok a következők:

1. A szabályozó gyakori, 4-5 percnél rövidebb be- és kikapcsolása, amely általában alacsony kapacitástényezővel és a telephelyi terhelés gyakori változásával járó telephelyeken történik.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a megengedett kapcsolási frekvenciát az ezen a szinten lévő szabályozók műszaki fejlettsége határozza meg. Ezeket a számokat az automatikus vezérlőrendszer gyakorlata határozza meg. Talán a jövőben finomítani lehet, főleg lefelé. Ezenkívül szem előtt kell tartani, hogy a megengedett kapcsolási frekvencia meghatározása a szabályozó előírt élettartamának beállításával lehetséges, miközben ismeri az egyik szabályozási elem minimális szabványosított működési számát (ciklusait).

2. A hőhordozó betáplálásának megengedhetetlensége, például a befúvó szellőztető egység légfűtőinek vagy a légkondicionáló egység első fűtésének légfűtőinek. Figyelembe kell venni, hogy ha a téli szezonban a fűtőtestek hűtőfolyadék-ellátása teljesen vagy akár részben leáll, akkor a ventilátor működése közben, amely nagy sebességgel szívja be a hideg levegőt, nagyon gyorsan megfagyhat.

3.Szabályozatlan környezeti paraméterek nagy eltérésének megengedhetetlensége Itt azt értjük, hogy számos esetben az egyik levegőparaméter szabályozott, míg a másik nem szabályozott, de bizonyos határokon belül kell lennie.

Például hívhatja egy bizonyos hőmérséklet fenntartását a textilipar üzleteiben. Itt olyan hőmérséklet szabályozása a feladat, amelynél a relatív páratartalom bizonyos határok között tartásának feltételei megmaradnak. Ha azonban a hőmérsékletet a megadott határokon belül tartják, a relatív páratartalom ingadozása meghaladja a megengedett zónát.

Az utolsó körülmény azzal magyarázható, hogy a szabályozott objektum hőmérséklethez viszonyított kapacitási együtthatói relatíve magasabbak, mint ugyanezek a relatív páratartalomra vonatkozó együtthatók. A gyakorlatban nagyon gyakran el kell hagyni a be- és kikapcsolt hőmérséklet-szabályozást az ilyen műhelyekben.

4. Az ellenőrző környezet paramétereinek éles és jelentős eltérésének megengedhetetlensége az ellenőrzött paraméterek ingadozására vonatkozó követelményeknek megfelelően.

Például a befújt levegő hőmérséklete a befúvókamrás légfűtő fűtőteljesítményének ki-be állítása során olyan jelentős eltéréseket mutathat, hogy kellemetlen fújásérzetet okoz a munkahelyen. Általában a belső hőmérséklet ingadozása nem haladja meg a megállapított határértékeket.

Ez a körülmény azzal is magyarázható, hogy a légfűtő, mint a befújt levegő hőmérséklet szabályozásának tárgya és a gyártóhelyiség, mint a beltéri hőmérséklet szabályozási tárgya teljesítménytényezői eltérőek.

Így, ha van az objektumnak megfelelő tulajdonsága, és nincs ok a ki-be vezérlő elhagyására, akkor mindig az utóbbi telepítésére kell törekedni. Ez a típusú szabályozó a legegyszerűbb és legolcsóbb, a legmegbízhatóbb működésben, és nem igényel szakképzett karbantartást. Ezenkívül az ilyen szabályozók stabil szabályozási minőséget biztosítanak.

Fontos tény, hogy a kétállású szabályozó működtetése nagyon gyakran minimális energiafogyasztást igényel, mivel csak zárás vagy nyitás pillanatában használják.

Nagyon gyakran használnak kétállású vezérlőket elektromos sütők automatikus hőmérsékletszabályozására.