Avoimen ja suljetun piirin säätö ohjaus- ja automaatiojärjestelmissä
Säädetyn arvon säilyttäminen määritetyissä rajoissa tai sen muuttaminen tietyn lain mukaan ohjaus- ja automaatiojärjestelmän toiminnan aikana voidaan tehdä avoimen tai suljetun säätöpiirin mukaan. Tarkastellaan järjestelmää (Kuva 1), joka koostuu sarjaliitännöistä: säätöobjektista TAI, säätökappaleesta RO, säätimestä P ja pää-Z -laitteesta, jonka avulla päätoiminto syötetään järjestelmään.
Avoimen silmukan säädössä (kuva 1, a) isännältä säätimelle tuleva referenssitoiminto x (T) ei ole tämän toimenpiteen tuloksen funktio objektiin, sen asettaa käyttäjä. Tietty viitetoiminnon arvo vastaa ohjatun muuttujan y (t) tiettyä nykyistä arvoa, joka riippuu häiriötoiminnosta F (t). Perustermien selitys löytyy täältä: Rakennusautomaatiojärjestelmien yleiset periaatteet
Avoimen silmukan järjestelmä on pohjimmiltaan siirtoketju, jossa isäntälaitteen referenssitoiminto x (t) sen jälkeen, kun ohjain on käsitellyt asianmukaisesti sisäisten vaikutusten Z1(t) ja Z2 (T) avulla, siirretään säätökohteeseen, mutta säätimessä ei ole käänteistä vaikutusta kohteeseen.
Riisi. 1. Avoimen (a) ja suljetun (b) silmukan säätökaaviot: З — asetusarvo, R — säädin, RO — säätöelin, TAI — säätelykohde, x (T) Säätötoiminto on Z1(t) ja Z2 (T) — sisäiset säätelyvaikutukset, y (T) Säädelty arvo on F (T) Sillä on häiritsevä vaikutus.
Esimerkkejä avoimen ja suljetun silmukan ohjauksesta
Kuvassa Kuvio 2a esittää pyörimisnopeuden ohjauskaaviota pysyvä moottori E. Kun reostaatin P moottorin asento muuttuu, viritysvirta generaattorin OVG G herätekäämissä muuttuu, jolloin sen e. jne. s. ja siten moottoriin D syötetty jännite.
Moottorin D kanssa samalle akselille asennettu takogeneraattori TG kehittää mm. d. s verrannollinen moottorin akselin pyörimisnopeuteen. Takogeneraattorin harjoihin liitetty volttimittari, jonka asteikko on kalibroitu kierrosyksiköissä, mahdollistaa vain moottorin kierrosten visuaalisen ohjauksen.
Jos koneiden ominaisuudet ovat vakaat, jokainen reostaattimoottorin asento vastaa tiettyä moottorin nopeuden arvoa. Tässä järjestelmässä säädin vaikuttaa kohteeseen, mutta sillä ei ole käänteistä vaikutusta, ts. järjestelmä toimii avoimessa piirissä.
Riisi. 2.Kaaviokaaviot avoimen (a) - suljetun (b) silmukan tasavirtamoottorin nopeudensäädölle: R — reostaatti, OVG — generaattorin herätekela, G — generaattori, OVD — moottorin herätekela, D — moottori, TG — takogeneraattori, DP on käyttölaite reostaatin liukusäätimen moottori, U on vahvistin.
Jos kytkemme järjestelmän lähdön säätimeen siten, että ohjain vastaanottaa aina kaksi signaalia - signaalin isännältä ja signaalin objektilähdöstä, niin saadaan suljetun silmukan järjestelmä. Tällaisessa järjestelmässä ei ole vain säätimen vaikutus kohteeseen, vaan myös kohteen vaikutus säätimeen.
Kuvassa 2 b esittää kaaviota tasavirtamoottorin D nopeuden ohjaamiseksi, jossa järjestelmän lähtö on kytketty järjestelmän tuloon takogeneraattorin TG, reostaatin P, vahvistimen Y ja a avulla. reostaatin P liukukäytön moottori DP.
Täällä on automaattinen moottorin kierrosluvun säätö. Kaikki nopeuden muutokset saavat aikaan signaalin, joka ilmestyy moottoriin DP, joka siirtää reostaatin liukusäätimen P yhdelle tai toiselle asentoon, joka vastaa annettua moottorin nopeutta D.
Jos pyörimisnopeus jostain syystä laskee, niin reostaatin P liukukappale siirtyy asentoon, jossa generaattorin OB virityskäämin herätevirta kasvaa. Tämä johtaa generaattorin jännitteen nousuun ja vastaavasti moottorin D kierrosten kasvuun, joka ottaa alkuperäisen asemansa.
Kun moottorin D nopeus kasvaa, reostaattiluisti P liikkuu vastakkaiseen suuntaan, jolloin moottorin D nopeus laskee.
Avoin silmukan automaattinen ohjausjärjestelmä itsenäisesti, ilman käyttäjän väliintuloa, ei voi muuttaa toimintatapaansa, jos järjestelmään tulevat häiriöt muuttuvat erilaisiksi. Suljettu järjestelmä reagoi automaattisesti kaikkiin järjestelmässä tapahtuviin muutoksiin.
Katso myös: Ohjausmenetelmät automaatiojärjestelmissä