Asentoohjaimet ja kaksiasentoinen ohjaus
Säätökohteissa, joissa ei ole itsetasoitusta, häiriövaikutusta ei voida paikallistaa ilman automaattisen säätimen apua eikä tasapainotilaa saavuteta.
Automaattisen säätimen toiminta määräytyy ohjatun parametrin poikkeamien ja säätöelimen säätelyvaikutuksen välisen suhteen tyypin mukaan, joka ilmenee sen liikkeen seurauksena. Tätä riippuvuutta kutsutaan säätimen dynaamiseksi ominaispiirteeksi tai säätimen säädöslakiksi... Tämän riippuvuuden tyypin mukaan säätimet jaetaan paikkaan, staattisiin tai suhteellisiin, astaattisiin ja isodromisiin.
Asennoittimen säätimellä voi olla kaksi tai useampia kiinteää asentoa, joista jokainen vastaa ohjatun parametrin tiettyjä arvoja.
Asemien lukumäärän mukaan säätimet voivat olla kaksi-, kolmi- ja moniasentoisia.
Käytännössä suurin käyttökohde on kaksiasentoiset säätimet... Niistä kannattaa keskustella tarkemmin.
Kaksiasentoisessa säätimessä, kun säädettävä parametri poikkeaa asetetusta arvosta (määrällä, joka on suurempi kuin säätimen epäherkkyys), säätöelin on yhdessä ääriasennosta, joka vastaa säädettävän aineen maksimi- tai pienintä mahdollista virtausta. . Tietyssä tapauksessa minimiarvo voi olla nolla sisäänvirtausta.
Säätökappaleen liike pääteasennosta toiseen päälle-pois-säädöllä tapahtuu yleensä suurella nopeudella - teoriassa hetkellisesti nollaa vastaavassa ajanhetkessä.
Tasa-arvoa sisään- ja ulosvirtauksen välillä ei havaita säädetyn parametrin tietyllä arvolla. Tämä voi tapahtua vain enimmäis- tai minimikuormituksella. Siksi kaksiasentoisessa ohjauksessa järjestelmä on yleensä epätasapainotilassa. Tämän seurauksena ohjattu parametri värähtelee jatkuvasti molempiin suuntiin asetetusta arvosta.
Näiden värähtelyjen amplitudi ilman viiveitä, kuten on helppo olettaa, on säätimen tietty epäherkkyys... Ohjatun parametrin mahdollisten värähtelyjen vyöhyke riippuu säätimen kuolleesta vyöhykkeestä ja määritetään olettaen, että ei ole viivettä.
Säätimen kuollut kaista on säädetyn parametrin muutosalue, joka tarvitaan ohjaimen liikkeen käynnistämiseen eteen- ja taaksepäin. Joten esimerkiksi jos huonelämpötilan säädin, joka on asetettu pitämään 20 ° C, alkaa sulkea säätimen syöttäessään kuumaa vettä lämmittimeen, kun sisäilman lämpötila nousee 21 ° C:seen ja avaa sen lämpötilassa 19 ° , silloin tämän säätimen kuollut alue on yhtä suuri kuin 2 °.
Asetettujen parametrien ylläpidon tarkkuus päälle/pois päältä on suhteellisen korkea.
Jos ohjaustarkkuus on riittävän korkea, näyttää siltä, että on-off-ohjaimia voidaan käyttää kaikissa tiloissa. On-off-ohjauksen soveltuvuus ei useimmissa tapauksissa määräydy saavutetun ohjaustarkkuuden, vaan sallitun kytkentätaajuuden mukaan. On pidettävä mielessä, että toistuva kytkentä johtaa säätimen osien (erittäin usein koskettimien) nopeaan kulumiseen ja siten sen toiminnan luotettavuuden heikkenemiseen.
Viiveen esiintyminen pahentaa säätöprosessia, koska se lisää parametrien vaihteluiden amplitudia, mutta toisaalta viive pienentää kytkentätaajuutta ja laajentaa siten on-off-säädön kattavuutta.
Kaavamainen kaavio sähköisestä kaksiasentoisesta lämpötilansäätimestä kuivausuunissa on esitetty kuvassa. 1.
Riisi. 1. Kaaviokaavio sähköisestä kaksiasentoisesta termostaatista kuivauskaapissa: 1 — bimetallisensori; 2 — lämmityselementti
Tämä säädin koostuu anturista 1 ja sähkölämmityselementistä 2. Anturi koostuu kahdesta bimetalliset kontaktilevyt, jotka lämpötilan vaikutuksesta voivat lähestyä toisiaan sulkea tai päinvastoin avata sähköpiirin.
Yleensä kuivauskaapissa pidetään lämpötila 105 ° C. Sitten kun asetettu lämpötila saavutetaan, koskettimet on suljettava ja osa lämmityselementistä käsitellään.Vaadittu Qpr-arvo lämmittimen ohjauksen jälkeen voidaan valita siten, että se kompensoi täysin kuivausuunin Qst lämpöhäviöt.
Mutta sitä voidaan säätää myös siten, että kun asetettu lämpötila saavutetaan, lämmitin sammuu kokonaan. Ensimmäisessä versiossa on mahdollista saavuttaa, että Qpr = Qst, silloin säädin ei kytkeydy.
Kuvassa Kuva 2 esittää kaksiasentoisen ohjausprosessin ominaispiirteitä. Tämä kuva näyttää muutokset ohjatussa parametrissa ajan kuluessa yhden äkillisen objektikuorman Qpr tai Qst muutoksen jälkeen. Tässä näkyy myös säätelykappaleen liike ajan kuluessa.
Riisi. 2. Kaksiasentoisen ohjausprosessin ominaisuudet
On huomattava, että kaksiasentoisessa säädössä kuormituksen muutos aiheuttaa muutoksen säädettävän arvon keskiarvoon, ts. joille on ominaista tietyt epäsäännöllisyydet. Poikkeama säädetyn parametrin keskiarvosta voidaan laskea kaavalla
ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 – Qct),
missä ΔPcm — säädetyn parametrin suurin siirtymä keskimääräisestä asetusarvosta; ΔTzap — siirtoviiveaika; W on kohteen kapasiteettikerroin.
Normaalitapauksissa Qpr = Qct ja ΔTzap — arvo on merkityksetön. Siksi siirtymä ei voi olla kovin merkittävä eikä ylitä säätimen kuollutta aluetta.
On- ja off-ohjaimien käyttöalueet
Kaksiasentoista säädintä voidaan käyttää siinä tapauksessa, että ohjattavan kohteen itsetasoitusaste on lähellä yksikköä ja kohteen herkkyys häiriöille ei ylitä 0,0005 1 / s, ellei muita pakottavia syitä ole hylkäämään tämän ohjaimen. Näitä syitä ovat mm.
1. Toistuva, alle 4 - 5 minuuttia kestävä säätimen päälle- ja poiskytkentä, mikä tehdään yleensä paikoissa, joissa kapasiteettikertoimet ovat alhaiset ja joissa työmaan kuormitus muuttuu usein.
On pidettävä mielessä, että sallitun kytkentätaajuuden määrää tämän tason sääntelijöiden tekninen kehittyneisyys. Nämä luvut perustuvat automaattisen ohjausjärjestelmän käytäntöön. Ehkä tulevaisuudessa niitä voidaan jalostaa, pääasiassa alaspäin. Lisäksi on pidettävä mielessä, että on mahdollista määrittää sallittu kytkentätaajuus asettamalla säätimen vaadittu käyttöikä, kun tiedetään yhden säätöelementin toimintojen (jaksojen) vähimmäisstandardimäärä.
2. Lämmönsiirtoaineen syötön pysäyttäminen, esimerkiksi tuloilmanvaihtokoneen ilmanlämmittimiin tai ilmastointilaitteen ensimmäisen lämmityksen ilmanlämmittimiin, ei ole sallittua. On syytä muistaa, että jos talvikaudella jäähdytysnesteen syöttö lämmittimiin pysähtyy kokonaan tai jopa osittain, se voi jäätyä hyvin nopeasti, kun tuuletin toimii, joka imee kylmää ilmaa suurella nopeudella.
3.Suurten sääntelemättömien ympäristöparametrien poikkeamien hyväksyttävyys Tässä tarkoitetaan, että useissa tapauksissa yksi ilman parametreista on säädelty, kun taas toista ei säädetä, mutta sen on oltava tietyissä rajoissa.
Voit esimerkiksi soittaa tietyn lämpötilan ylläpitämiseen tekstiiliteollisuuden myymälöissä. Tässä tehtävänä on säädellä sellaista lämpötilaa, jossa olosuhteet suhteellisen kosteuden ylläpitämiseksi tietyissä rajoissa säilyvät. Jos lämpötila kuitenkin pidetään määritellyissä rajoissa, suhteellisen kosteuden vaihtelut ylittävät sallitun alueen.
Viimeinen seikka voidaan selittää sillä, että ohjattavan kohteen kapasiteettikertoimet suhteessa lämpötilaan ovat suhteellisesti korkeammat kuin samat kertoimet suhteessa suhteelliseen kosteuteen. Käytännössä on erittäin usein tarpeen luopua on-off -lämpötilasäädöstä tällaisissa työpajoissa.
4. Valvontaympäristön parametrien jyrkän ja merkittävän poikkeaman hyväksyttävyys valvottujen parametrien vaihtelua koskevien vaatimusten mukaisesti.
Esimerkiksi tuloilman lämpötilassa syöttökammion ilmanlämmittimen lämmitystehoa on-off-säädön aikana voi olla sellaisia merkittäviä poikkeamia, että ne aiheuttavat epämiellyttäviä puhalluksen tuntemuksia työpaikalla. Yleensä sisälämpötilan vaihtelut eivät ylitä asetettuja rajoja.
Tämä seikka voidaan selittää myös tuloilman lämpötilan säätökohteena olevan ilmanlämmittimen ja sisälämpötilan säätökohteena olevan tuotantotilan tehokertoimien erilaisilla arvoilla.
Jos siis esineessä on sopiva ominaisuus eikä ole syytä luopua on-off-ohjaimesta, kannattaa aina pyrkiä asentamaan jälkimmäinen. Tämäntyyppinen säädin osoittautuu yksinkertaisimmaksi ja halvimmaksi, luotettavimmaksi toiminnassa eikä vaadi pätevää huoltoa. Lisäksi tällaiset säätimet varmistavat vakaan sääntelyn laadun.
Tärkeä tosiasia on, että kaksiasentoisen säätimen käyttö vaatii hyvin usein minimaalista energiankulutusta, koska sitä käytetään vain sulkemis- tai avaamishetkellä.
Kaksiasentoisia säätimiä käytetään hyvin usein automaattiseen lämpötilan säätöön sähköuuneissa.