Padėčių valdikliai ir dviejų padėčių valdymas
Valdymo objektuose, kuriuose nėra savaiminio niveliavimo, bet koks trikdymo efektas negali būti lokalizuotas be automatinio valdiklio pagalbos ir nebus pasiekta pusiausvyros būsena.
Automatinio reguliatoriaus veikimą lemia priklausomybė tarp valdomo parametro nuokrypių ir reguliuojančiojo kūno reguliavimo poveikio, atsirandančio dėl jo judėjimo. Ši priklausomybė vadinama dinamine valdiklio charakteristika arba valdiklio reguliavimo dėsniu... Pagal šios priklausomybės tipą reguliatoriai skirstomi į pozicinius, statinius arba proporcinius, astatinius ir izodrominius.
Padėties reguliatoriaus reguliatorius gali turėti dvi ar daugiau fiksuotų padėčių, kurių kiekviena atitinka tam tikras valdomo parametro reikšmes.
Pagal pozicijų skaičių reguliatoriai gali būti dviejų padėčių, trijų padėčių ir kelių padėčių.
Praktikoje didžiausias pritaikymas yra dviejų padėčių reguliatoriai... Apie juos reikėtų kalbėti plačiau.
Dviejų padėčių reguliatoriuje, kai valdomas parametras nukrypsta nuo nustatytos vertės (daugiau nei reguliatoriaus nejautrumas), reguliuojantis organas užima vieną iš kraštutinių padėčių, atitinkančių didžiausią arba mažiausią reguliuojančios medžiagos srautą. . Konkrečiu atveju mažiausia vertė gali būti nulinis įtekėjimas.
Reguliavimo korpuso judėjimas iš vienos galinės padėties į kitą su įjungimo-išjungimo reguliavimu paprastai atliekamas dideliu greičiu - teoriškai momentiniu laiko momentu, lygiu nuliui.
Esant tam tikrai kontroliuojamo parametro vertei, įtekėjimo ir ištekėjimo lygybė nesilaikoma. Tai gali atsitikti tik esant maksimaliai arba minimaliai apkrovai. Todėl dviejų padėčių valdymo atveju sistema dažniausiai būna nepusiausvyros būsenos. Dėl to valdomas parametras nuolat svyruoja į abi puses nuo nustatytos vertės.
Šių svyravimų amplitudė nesant vėlavimų, kaip nesunku manyti, bus tam tikras reguliatoriaus nejautrumas... Galimų valdomo parametro svyravimų zona priklauso nuo reguliatoriaus negyvos zonos ir nustatoma darant prielaidą, kad nėra delsimo.
Valdiklio akla juosta yra valdomo parametro kitimo diapazonas, reikalingas valdiklio judėjimui į priekį ir atgal pradėti. Taigi, pavyzdžiui, jei kambario temperatūros reguliatorius, nustatytas palaikyti 20 ° C, pradeda uždaryti reguliatorių tiekdamas karštą vandenį į šildytuvą, kai vidaus oro temperatūra pakyla iki 21 °, ir atidaro jį esant 19 ° temperatūrai. , tada šio reguliatoriaus negyvoji zona yra lygi 2 °.
Nustatytų parametrų palaikymo su įjungimu ir išjungimu tikslumas yra gana didelis.
Jei valdymo tikslumas yra pakankamai didelis, atrodo, kad įjungimo-išjungimo valdiklius galima naudoti visuose įrenginiuose. Įjungimo-išjungimo valdymo pritaikomumą daugeliu atvejų lemia ne pasiektas valdymo tikslumas, o leistinas perjungimo dažnis. Reikėtų nepamiršti, kad dažnas perjungimas lemia greitą reguliatoriaus dalių (labai dažnai kontaktų) susidėvėjimą ir dėl to sumažėja jo veikimo patikimumas.
Uždelsimo buvimas pablogina reguliavimo procesą, nes padidina parametrų svyravimų amplitudę, tačiau, kita vertus, delsimas sumažina perjungimo dažnį ir taip išplečia įjungimo-išjungimo reguliavimo apimtį.
Elektrinio dviejų padėčių temperatūros reguliatoriaus džiovinimo krosnyje schema parodyta fig. 1.
Ryžiai. 1. Elektrinio dviejų padėčių termostato džiovinimo spintoje schema: 1 — bimetalinis jutiklis; 2 — kaitinimo elektrinis elementas
Šis reguliatorius susideda iš jutiklio 1 ir elektrinio šildymo elemento 2. Jutiklis susideda iš dviejų bimetalinės kontaktinės plokštės, kurie, veikiami temperatūros, gali, artėdami vienas prie kito, uždaryti arba, priešingai, atidaryti elektros grandinę.
Paprastai džiovinimo spintoje palaikoma 105 ° C temperatūra, tada, pasiekus nustatytą temperatūrą, reikia uždaryti kontaktus ir manipuliuoti dalimi kaitinimo elemento.Reikiamą Qpr reikšmę po šildytuvo manevravimo galima pasirinkti taip, kad ji visiškai kompensuotų šilumos nuostolius iš džiovinimo krosnies Qst.
Bet galima reguliuoti ir taip, kad pasiekus nustatytą temperatūrą šildytuvas visiškai išsijungtų. Pirmajame variante galima pasiekti, kad Qpr = Qst, tada reguliatorius nepersijungs.
Fig. 2 parodyta dviejų padėčių valdymo proceso charakteristika. Šis paveikslas rodo valdomo parametro pokyčius laikui bėgant po vieno staigaus objekto apkrovos Qpr arba Qst pasikeitimo. Čia taip pat parodytas reguliuojančio kūno judėjimas laikui bėgant.
Ryžiai. 2. Dviejų padėčių valdymo proceso charakteristikos
Atkreiptinas dėmesys į tai, kad dviejų padėčių reguliavime apkrovos pokytis sukelia valdomos reikšmės vidutinės reikšmės pokytį, t.y. pasižymi tam tikrais nelygumais. Nuokrypį nuo vidutinės kontroliuojamo parametro vertės galima apskaičiuoti pagal formulę
ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 – Qct),
čia ΔPcm – didžiausias valdomo parametro poslinkis nuo vidutinės nustatytos vertės; ΔTzap — perdavimo delsos laikas; W yra objekto talpos koeficientas.
Įprastais atvejais Qpr = Qct ir ΔTzap - reikšmė yra nereikšminga. Todėl poslinkis negali būti labai reikšmingas ir neviršija reguliatoriaus negyvosios zonos.
Įjungimo ir išjungimo valdiklių taikymo sritys
Dviejų padėčių valdiklis gali būti naudojamas tuo atveju, jei valdomo objekto savaiminio išsilyginimo laipsnis yra artimas vienybei, o objekto jautrumas trikdžiams neviršija 0,0005 1/s, jei nėra kitų verčiančių priežasčių. atsisakyti šio valdiklio. Šios priežastys apima:
1. Dažnas, trumpesnis nei 4 – 5 min., reguliatoriaus įjungimas ir išjungimas, kuris dažniausiai atliekamas aikštelėse su mažu pajėgumo faktoriumi ir dažnai kintant aikštelės apkrovai.
Reikėtų nepamiršti, kad leistiną perjungimo dažnį lemia šio lygio reguliatorių techninis sudėtingumas. Šie skaičiai nustatyti pagal automatinės valdymo sistemos praktiką. Galbūt ateityje jie gali būti patobulinti, daugiausia žemyn. Be to, reikia turėti omenyje, kad leistiną perjungimo dažnį galima nustatyti nustatant reikiamą reguliatoriaus tarnavimo laiką, žinant minimalų standartizuotą vieno iš reguliavimo elementų operacijų (ciklų) skaičių.
2. Neleistinumas sustabdyti šilumnešio tiekimą, pavyzdžiui, tiekiamo vėdinimo įrenginio oro šildytuvams arba oro kondicionavimo įrenginio pirmojo šildymo oro šildytuvams. Reikėtų nepamiršti, kad jei žiemos sezono metu aušinimo skysčio tiekimas į šildytuvus visiškai ar net iš dalies sustabdomas, tai veikiant ventiliatoriui, kuris dideliu greičiu įsiurbia šaltą orą, jis gali labai greitai užšalti.
3.Didelių nereguliuojamų aplinkos parametrų nuokrypių neleistinumas Čia turima galvoje, kad daugeliu atvejų vienas iš oro parametrų yra reguliuojamas, o kitas nereguliuojamas, bet turi būti tam tikrose ribose.
Pavyzdžiui, galite skambinti tam tikros temperatūros palaikymui tekstilės pramonės parduotuvėse. Čia užduotis yra reguliuoti tokią temperatūrą, kuriai esant bus išlaikytos sąlygos palaikyti santykinę drėgmę tam tikrose ribose. Tačiau jei temperatūra palaikoma nurodytose ribose, santykinės drėgmės svyravimai viršija leistiną zoną.
Paskutinę aplinkybę galima paaiškinti tuo, kad valdomo objekto talpos koeficientai temperatūros atžvilgiu yra santykinai didesni nei tie patys koeficientai santykinės drėgmės atžvilgiu. Labai dažnai praktikoje tokiose dirbtuvėse reikia atsisakyti įjungimo-išjungimo temperatūros reguliavimo.
4. Neleistinas staigus ir reikšmingas kontrolės aplinkos parametrų nuokrypis, atitinkantis kontroliuojamų parametrų svyravimo reikalavimus.
Pavyzdžiui, tiekiamo oro temperatūra reguliuojant tiekimo kameros oro šildytuvo šildymo galią gali turėti tokius reikšmingus nuokrypius, kad darbo vietoje gali atsirasti nemalonių pūtimo pojūčių. Paprastai vidaus temperatūros svyravimai neviršys nustatytų ribų.
Šią aplinkybę taip pat galima paaiškinti skirtingomis oro šildytuvo, kaip tiekiamo oro temperatūros valdymo objekto ir gamybos patalpos, kaip patalpų temperatūros valdymo objekto, galios koeficientų reikšmėmis.
Taigi, jei yra tinkama objekto savybė ir nėra pagrindo atsisakyti įjungimo-išjungimo valdiklio, visada turėtumėte stengtis įdiegti pastarąjį. Šio tipo reguliatorius pasirodo pats paprasčiausias ir pigiausias, patikimiausias ir nereikalaujantis kvalifikuotos priežiūros. Be to, tokie reguliatoriai užtikrina stabilią reguliavimo kokybę.
Svarbus faktas yra tai, kad dviejų padėčių reguliatoriaus įjungimui labai dažnai reikia minimalių energijos sąnaudų, nes jis naudojamas tik uždarymo ar atidarymo momentais.
Labai dažnai naudojami dviejų padėčių valdikliai automatiniam temperatūros valdymui elektrinėse orkaitėse.