Posisjonskontrollere og to-posisjonskontroll

I styringsobjekter som ikke har selvnivellering, kan en eventuell forstyrrelseseffekt ikke lokaliseres uten hjelp av en automatisk regulator og likevektstilstanden vil ikke oppnås.

Driften av den automatiske regulatoren bestemmes av typen forhold mellom avvikene til den kontrollerte parameteren og reguleringseffekten til reguleringsorganet, som oppstår som et resultat av dets bevegelse. Denne avhengigheten kalles den dynamiske karakteristikken til kontrolleren eller den regulatoriske loven til kontrolleren... I henhold til typen av denne avhengigheten er regulatorer delt inn i posisjonell, statisk eller proporsjonal, astatisk og isodromisk.

Regulatoren i en posisjoner kan ha to eller flere faste posisjoner, som hver tilsvarer visse verdier av den kontrollerte parameteren.

I henhold til antall posisjoner kan regulatorer være to-posisjon, tre-posisjon og multi-posisjon.

I praksis er den største applikasjonen funnet to-posisjonsregulatorer... De bør diskuteres nærmere.

I en to-posisjonsregulator, når den kontrollerte parameteren avviker fra den innstilte verdien (med en mengde større enn regulatorens ufølsomhet), inntar reguleringsorganet en av ytterposisjonene som tilsvarer maksimal eller minimum mulig strømning av det regulerende stoffet . I et spesielt tilfelle kan minimumsverdien være null tilsig.

Bevegelsen av reguleringslegemet fra en endeposisjon til en annen med på-av-regulering utføres vanligvis med høy hastighet - teoretisk øyeblikkelig i et tidsøyeblikk lik null.

Likhet mellom inn- og utstrømning observeres ikke for en gitt verdi av den kontrollerte parameteren. Dette kan bare skje ved maksimal eller minimumsbelastning. Derfor, i to-posisjonskontroll, er systemet vanligvis i en ikke-likevektstilstand. Som et resultat oscillerer den kontrollerte parameteren kontinuerlig i begge retninger fra den innstilte verdien.

Amplituden til disse oscillasjonene i fravær av forsinkelser, som det er lett å anta, vil være en viss ufølsomhet for regulatoren... Sonen med mulige svingninger av den kontrollerte parameteren avhenger av regulatorens dødsone og bestemmes under forutsetning av at det er ingen forsinkelse.

Dødbåndet til kontrolleren er området for endring av den kontrollerte parameteren som kreves for å starte bevegelse av kontrolleren i forover- og bakoverretningene. Så, for eksempel, hvis romtemperaturregulatoren, satt til å opprettholde 20 ° C, begynner å lukke regulatoren når den tilfører varmt vann til varmeren, når den indre lufttemperaturen stiger til 21 °, og åpner den ved en temperatur på 19 ° , da er dødsonen til denne regulatoren lik 2 °.

Nøyaktigheten for å opprettholde de innstilte parametrene med på/av er relativt høy.

Hvis kontrollnøyaktigheten er høy nok, ser det ut til at av/på-kontrollere kan brukes i alle anlegg. Anvendeligheten av på-av-kontroll bestemmes i de fleste tilfeller ikke av den oppnådde kontrollnøyaktigheten, men av den tillatte koblingsfrekvensen. Det bør huskes at hyppig bytting fører til rask slitasje på deler (svært ofte kontakter) til regulatoren og derfor til en reduksjon i påliteligheten av dens drift.

Tilstedeværelsen av en forsinkelse forverrer reguleringsprosessen, ettersom den øker amplituden til parametersvingninger, men på den annen side reduserer forsinkelsen svitsjefrekvensen og utvider dermed omfanget av på-av-regulering.

Et skjematisk diagram av en elektrisk to-posisjons temperaturregulator i en tørkeovn er vist i fig. 1.

Ris. 1. Skjematisk diagram av en elektrisk to-posisjon termostat i et tørkeskap: 1 — bimetallisk sensor; 2 — elektrisk varmeelement

Denne regulatoren består av en føler 1 og et elektrisk varmeelement 2. Føleren består av to bimetalliske kontaktplater, som under påvirkning av temperatur kan, nærme seg hverandre, lukke eller tvert imot åpne en elektrisk krets.

Vanligvis opprettholdes en temperatur på 105 ° C i tørkeskapet. Deretter, når den innstilte temperaturen er nådd, må kontaktene lukkes og en del av varmeelementet manipuleres.Den nødvendige verdien av Qpr etter manøvrering av varmeren kan velges på en slik måte at den fullt ut kompenserer varmetapene fra tørkeovnen Qst.

Men den kan også justeres på en slik måte at når den innstilte temperaturen er nådd, slår varmeren seg helt av. I den første varianten er det mulig å oppnå at Qpr = Qst, da vil ikke regulatoren bytte.

I fig. 2 viser karakteristikken for to-posisjons-kontrollprosessen. Denne figuren viser endringene i den kontrollerte parameteren over tid etter en enkelt brå endring i objektbelastningen Qpr eller Qst. Bevegelsen til det regulerende organet over tid vises også her.

Ris. 2. Kjennetegn ved to-posisjons kontrollprosessen

Det skal bemerkes at ved to-posisjonsregulering forårsaker en endring i lasten en endring i gjennomsnittsverdien til den kontrollerte verdien, dvs. preget av visse uregelmessigheter. Avviket fra gjennomsnittsverdien til den kontrollerte parameteren kan beregnes ved hjelp av formelen

ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 — Qct),

hvor ΔPcm — maksimal forskyvning av den kontrollerte parameteren fra den gjennomsnittlige innstilte verdien; ΔTzap — overføringsforsinkelsestid; W er kapasitetsfaktoren til objektet.

I normale tilfeller er Qpr = Qct og ΔTzap — verdien er ubetydelig. Derfor kan forskyvningen ikke være veldig betydelig og overskrider ikke dødsonen til regulatoren.

Bruksområder for på og av kontrollere

En to-posisjonskontroller kan brukes i tilfelle at graden av selvnivellering av det kontrollerte objektet er nær enhet og følsomheten til objektet for forstyrrelser ikke overstiger 0,0005 1 / s, hvis det ikke er andre grunner som tvinger deg å forlate denne kontrolleren. Disse årsakene inkluderer:

1. Hyppig, mindre enn 4 — 5 minutter, skru av og på regulatoren, noe som vanligvis gjøres på steder med lave kapasitetsfaktorer og med hyppige endringer i plassbelastningen.

Det bør huskes at den tillatte koblingsfrekvensen bestemmes av den tekniske sofistikeringen til regulatorer på dette nivået. Disse tallene er etablert ved bruk av det automatiske kontrollsystemet. Kanskje kan de i fremtiden foredles, hovedsakelig nedover. I tillegg bør det tas i betraktning at det er mulig å bestemme den tillatte svitsjefrekvensen ved å stille inn den nødvendige levetiden til regulatoren, samtidig som man kjenner til det minste standardiserte antallet operasjoner (sykluser) til et av reguleringselementene.

2. Uakseptabelt å stoppe tilførselen av varmebæreren, for eksempel til luftvarmerne til tilførselsventilasjonsenheten eller til luftvarmerne til den første oppvarmingen av klimaanlegget. Det bør huskes at hvis kjølevæsketilførselen til varmeovnene er helt eller delvis stoppet i løpet av vintersesongen, kan den fryse veldig raskt når viften fungerer, som suger inn kald luft med høy hastighet.

3.Utillattelighet av store avvik av uregulerte miljøparametere Her menes det at i en rekke tilfeller er det ene luftparameteret regulert, mens det andre ikke er regulert, men må ligge innenfor visse grenser.

For eksempel kan du ringe å opprettholde en viss temperatur i butikkene til tekstilindustrien. Her er oppgaven å regulere en slik temperatur der betingelsene for å holde den relative fuktigheten innenfor visse grenser skal opprettholdes. Men hvis temperaturen holdes innenfor de angitte grensene, overskrider svingningene i den relative fuktigheten den tillatte sonen.

Den siste omstendigheten kan forklares med at kapasitetskoeffisientene til det kontrollerte objektet i forhold til temperatur er relativt høyere enn de samme koeffisientene i forhold til relativ fuktighet. Svært ofte i praksis er det nødvendig å forlate på-av-temperaturkontrollen i slike verksteder.

4. Avvisning av et skarpt og betydelig avvik fra parametrene til kontrollmiljøet i samsvar med kravene til fluktuasjoner i de kontrollerte parametrene.

For eksempel kan temperaturen på tilluften under på-av-justeringen av varmekapasiteten til tilluftskammerluftvarmeren ha så betydelige avvik at det forårsaker ubehagelige blåsefølelser på arbeidsplassen. Generelt vil svingninger i indre temperatur ikke overstige etablerte grenser.

Denne omstendigheten kan også forklares med ulike verdier av kapasitetskoeffisienten til luftvarmeren som gjenstand for å kontrollere tilluftstemperaturen og produksjonsrommet som gjenstand for å kontrollere innetemperaturen.

Derfor, hvis det er et passende trekk ved objektet og det ikke er noen grunn til å forlate på-av-kontrolleren, bør du alltid sikte på å installere sistnevnte. Denne typen regulator viser seg å være den enkleste og billigste, den mest pålitelige i drift og krever ikke kvalifisert vedlikehold. I tillegg sikrer slike regulatorer stabil reguleringskvalitet.

Et viktig faktum er at aktiveringen av en to-posisjonsregulator veldig ofte krever minimalt energiforbruk, siden den bare brukes ved lukking eller åpning.

To-posisjonskontrollere brukes veldig ofte for automatisk temperaturkontroll i elektriske ovner.