Asendikontrollerid ja kaheasendijuhtimine
Juhtobjektidel, millel puudub isetasandumine, ei saa ilma automaatkontrolleri abita häireefekti lokaliseerida ja tasakaaluseisundit ei saavutata.
Automaatregulaatori töö määrab kontrollitava parameetri kõrvalekallete ja reguleeriva keha reguleeriva toime vahelise seose tüüp, mis tekib selle liikumise tulemusena. Seda sõltuvust nimetatakse kontrolleri dünaamiliseks karakteristikuks või regulaatori regulatsiooniseaduseks... Selle sõltuvuse tüübi järgi jagunevad regulaatorid positsioonilisteks, staatilisteks või proportsionaalseteks, astaatilisteks ja isodroomseteks.
Positsioneerija regulaatoril võib olla kaks või enam fikseeritud asendit, millest igaüks vastab juhitava parameetri teatud väärtustele.
Vastavalt positsioonide arvule võivad regulaatorid olla kahe-, kolme- ja mitmepositsioonilised.
Praktikas on suurimaks rakenduseks kahepositsioonilised regulaatorid... Nendest tuleks täpsemalt rääkida.
Kahepositsioonilises regulaatoris, kui kontrollitav parameeter kaldub seatud väärtusest kõrvale (suuremalt kui regulaatori tundlikkus), asub reguleeriv keha üks äärmuslikest asenditest, mis vastab reguleeriva aine maksimaalsele või minimaalsele võimalikule voolule. . Konkreetsel juhul võib minimaalne sissevool olla null.
Reguleeriva korpuse liikumine ühest lõppasendist teise sisse-välja reguleerimisega toimub tavaliselt suurel kiirusel — teoreetiliselt hetkeliselt nulliga võrdse ajahetkes.
Kontrollitava parameetri antud väärtuse puhul ei täheldata sisse- ja väljavoolu võrdsust. See võib juhtuda ainult maksimaalse või minimaalse koormuse korral. Seetõttu on kahe asendi juhtimisel süsteem tavaliselt mittetasakaaluseisundis. Selle tulemusena võngub juhitav parameeter seatud väärtusest pidevalt mõlemas suunas.
Nende võnkumiste amplituud viivituste puudumisel, nagu on lihtne eeldada, on regulaatori teatav tundlikkus... Kontrollitava parameetri võimalike võnkumiste tsoon sõltub regulaatori surnud tsoonist ja määratakse eeldusel, et ei ole viivitust.
Kontrolleri surnud riba on kontrollitava parameetri muutuste vahemik, mis on vajalik kontrolleri edasi- ja tagasisuunas liikumise algatamiseks. Näiteks kui toatemperatuuri regulaator, mis on seatud hoidma 20 ° C, hakkab kütteseadmesse kuuma vee tarnimisel regulaatorit sulgema, kui siseõhu temperatuur tõuseb 21 ° -ni ja avab selle temperatuuril 19 ° , siis on selle regulaatori surnud tsoon võrdne 2 °-ga.
Seadistatud parameetrite säilitamise täpsus sisse-välja lülitamisega on suhteliselt kõrge.
Kui juhtimistäpsus on piisavalt kõrge, siis näib, et sisse-välja kontrollereid saab kasutada kõikides rajatistes. Sisse-välja juhtimise rakendatavuse määrab enamikul juhtudel mitte saavutatud juhtimistäpsus, vaid lubatud lülitussagedus. Tuleb meeles pidada, et sagedane ümberlülitamine põhjustab regulaatori osade (väga sageli kontaktide) kiiret kulumist ja seega ka selle töökindluse vähenemist.
Viite olemasolu halvendab reguleerimisprotsessi, kuna suurendab parameetrite kõikumiste amplituudi, kuid teisalt vähendab viivitus lülitussagedust ja seega laiendab sisse-välja reguleerimise ulatust.
Kuivatusahju elektrilise kahepositsioonilise temperatuuriregulaatori skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. 1.
Riis. 1. Elektrilise kahepositsioonilise termostaadi skemaatiline diagramm kuivatuskapis: 1 — bimetallandur; 2 — elektrikütteelement
See regulaator koosneb andurist 1 ja elektrilisest kütteelemendist 2. Andur koosneb kahest bimetallilised kontaktplaadid, mis temperatuuri mõjul võivad üksteisele lähenedes sulgeda või, vastupidi, avada elektriahela.
Tavaliselt hoitakse kuivatuskapis temperatuuri 105 ° C. Seejärel, kui seatud temperatuur on saavutatud, tuleb kontaktid sulgeda ja osa küttekehast manipuleerida.Nõutava Qpr väärtuse pärast küttekeha manööverdamist saab valida selliselt, et see kompenseerib täielikult kuivatusahju Qst soojuskaod.
Kuid seda saab reguleerida ka nii, et seatud temperatuuri saavutamisel lülitub kütteseade täielikult välja. Esimese variandi puhul on võimalik saavutada, et Qpr = Qst, siis regulaator ei lülitu.
Joonisel fig. 2 näitab kahepositsioonilise juhtimisprotsessi omadusi. See joonis näitab kontrollitava parameetri muutusi aja jooksul pärast objekti koormuse Qpr või Qst ühekordset järsku muutust. Siin on näidatud ka reguleeriva keha liikumine ajas.
Riis. 2. Kahepositsioonilise juhtimisprotsessi tunnused
Tuleb märkida, et kahepositsioonilise reguleerimise korral põhjustab koormuse muutus kontrollitava väärtuse keskmise väärtuse muutust, s.o. mida iseloomustavad teatud ebakorrapärasused. Kõrvalekaldeid juhitava parameetri keskmisest väärtusest saab arvutada valemiga
ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 – Qct),
kus ΔPcm – kontrollitava parameetri maksimaalne nihe keskmisest seadeväärtusest; ΔTzap — ülekande viivitusaeg; W on objekti mahutegur.
Tavalistel juhtudel Qpr = Qct ja ΔTzap — väärtus on ebaoluline. Seetõttu ei saa nihe olla väga märkimisväärne ega ületa regulaatori surnud tsooni.
Sisse- ja väljalülituskontrollerite kasutusvaldkonnad
Kahepositsioonilist kontrollerit saab kasutada juhul, kui juhitava objekti isetasandumise aste on ühtsusele lähedane ja objekti tundlikkus häirete suhtes ei ületa 0,0005 1/s, kui puuduvad muud sundivad põhjused sellest kontrollerist loobuda. Need põhjused hõlmavad järgmist:
1. Regulaatori sagedane, vähem kui 4–5 minutit, sisse- ja väljalülitamine, mida tavaliselt tehakse madala võimsusteguriga ja sagedase koormuse muutusega kohtades.
Tuleb meeles pidada, et lubatud lülitussageduse määrab selle taseme regulaatorite tehniline keerukus. Need arvud on kehtestatud automaatse juhtimissüsteemi praktikaga. Võib-olla saab neid tulevikus täiustada, peamiselt allapoole. Lisaks tuleb meeles pidada, et lubatud lülitussagedust on võimalik määrata regulaatori nõutava eluea seadmisega, teades samal ajal ühe reguleeriva elemendi minimaalset standardiseeritud toimingute (tsüklite) arvu.
2. Soojuskandja tarnimise peatamise lubamatus, näiteks sissepuhkeventilatsiooniseadme õhusoojenditele või kliimaseadme esimese kütte õhusoojenditele. Tuleb meeles pidada, et kui talvehooajal on kütteseadmete jahutusvedeliku tarnimine täielikult või isegi osaliselt peatatud, siis suurel kiirusel külma õhku imeva ventilaatori töötamise ajal võib see väga kiiresti külmuda.
3.Reguleerimata keskkonnaparameetrite suurte kõrvalekallete lubamatus Siin mõeldakse seda, et mitmel juhul on üks õhuparameetritest reguleeritud, teine aga reguleerimata, kuid peab olema teatud piirides.
Näiteks võite helistada teatud temperatuuri hoidmisele tekstiilitööstuse kauplustes. Siin on ülesandeks reguleerida sellist temperatuuri, mille juures säilivad tingimused suhtelise õhuniiskuse hoidmiseks teatud piirides. Kui aga hoida temperatuuri ettenähtud piirides, ületavad suhtelise õhuniiskuse kõikumised lubatud tsooni.
Viimast asjaolu võib seletada sellega, et juhitava objekti läbilaskevõime koefitsiendid temperatuuri suhtes on suhteliselt kõrgemad kui samad suhtelise õhuniiskuse koefitsiendid. Väga sageli on praktikas sellistes töökodades vaja loobuda temperatuuri reguleerimisest sisse-välja.
4. Kontrollikeskkonna parameetrite järsu ja olulise kõrvalekalde lubamatus vastavalt kontrollitavate parameetrite kõikumise nõuetele.
Näiteks sissepuhkekambri õhusoojendi küttevõimsuse sisse-välja reguleerimise ajal võib sissepuhkeõhu temperatuur olla nii olulisi kõrvalekaldeid, et tekitada töökohal ebameeldivaid puhumistunde. Üldiselt ei ületa sisetemperatuuri kõikumised kehtestatud piire.
Seda asjaolu saab seletada ka õhuküttekeha kui sissepuhkeõhu temperatuuri reguleerimise objekti ja tootmisruumi kui sisetemperatuuri reguleerimise objekti võimsuskoefitsientide erinevate väärtustega.
Seega, kui objektil on sobiv omadus ja pole põhjust sisse-välja kontrollerist loobuda, tuleks alati seada eesmärgiks viimane paigaldada. Seda tüüpi regulaator osutub kõige lihtsamaks ja odavamaks, töökindlamaks ega vaja kvalifitseeritud hooldust. Lisaks tagavad sellised regulaatorid regulatsiooni stabiilse kvaliteedi.
Oluline fakt on see, et kahepositsioonilise regulaatori käivitamine nõuab väga sageli minimaalset energiatarbimist, kuna seda kasutatakse ainult sulgemise või avamise hetkedel.
Väga sageli kasutatakse kahepositsioonilisi kontrollereid automaatseks temperatuuri reguleerimiseks elektriahjudes.