Dinamică și control

Există pretutindeni exemple de regulatoare cu reacție. Există 3 elemente esențiale ale unui sistem de control cu reacție.

  1. Actuator care manipulează și provoacă o acțiune
  2. Senzor care măsoară răspunsul
  3. Controler care reglează actuatorul ca răspuns la măsurare

Controlerul primește măsurarea senzorului și o compară cu ținta (punctul de setare) pentru a determina ce ajustare este necesară la actuator. Unele actuatoare sunt binare, cum ar fi ON/OFF, în timp ce altele sunt continue, cum ar fi procentul de deschidere (0-100%). Mai jos sunt prezentate câteva exemple de controlere cu reacție.

Exemplu 1: Controlul temperaturii unei clădiri

Un exemplu bine cunoscut de controler este controlul temperaturii unei clădiri în timpul iernii include un încălzitor (actuator), un senzor (termistor de temperatură) și un controler (termostat). Controlerul pornește încălzitorul atunci când temperatura scade sub un anumit nivel și îl oprește atunci când temperatura crește peste un anumit nivel. O variabilă perturbatoare poate fi modificarea temperaturii aerului exterior sau o modificare a temperaturii interioare datorată deschiderii unei uși.

Element Controlul temperaturii
Actuator Valvă sau întrerupător în încălzitor, Combustibil către cuptor
Punctul de setare al regulatorului Temperatura dorită în interior
Senzor Senzor de temperatură, cum ar fi un termocuplu sau un termistor
Disturbare Deschiderea ușilor, vânt, temperatura exterioară

Exemplu 2: Controlul vitezei automobilului

Considerați un automobil cu un control automat al vitezei de croazieră. Șoferul poate regla punctul de setare a vitezei pentru regulator. Controlerul ajustează poziția pedalei de accelerație (actuator) ca răspuns la schimbările în citirea vitezometrului (senzor). O variabilă perturbatoare poate fi un deal sau un vânt care se apropie și care ar putea cauza o abatere a vitezei de la punctul de setare dorit.

Element Cruise Control
Actuator Positia pedalei de gaz, Alimentarea motorului cu combustibil
Punctul de setare al regulatorului Viteza dorită (mph sau km/sec)
Senzor Speedometru, viteza măsurată
Disturbare Munți, vânt, alte mașini

Schema procesului

Schema unui proces poate fi completată cu cercuri care dezvăluie tipul de emițător sau controler.

Două litere din denumirea cercului indică mărimea măsurată și dacă este un emițător sau un regulator.

.

.

.

.

.

.

Măsurare (litera 1) Descriere
A Analyzer (fracție molară sau masică)
C Concentrație
F Flux
I Curent
L Nivel
P Presiune
R R Rezistență
S Viteză
T Temperatură
V V Vibrații
X Diverse
Dispozitiv (litera 2) Descriere
C Controler
E Element
I Indicator
M Motor
S Switch
T Transmițător/Transductor
V Valvă Valvă
X Diverse
Z Dispozitiv de siguranță

Diagrama de mai sus are un FT=Transmițător de debit, PT=transmițător de presiune, PC=controler de presiune, FC=controler de debit și FT=transmițător de debit. FT/FC și PT/PC formează ambele bucle de reacție, deoarece măsoară și controlează aceeași cantitate. FC primește un punct de setare de la PC de mai sus pentru a crea un regulator în cascadă din două bucle de reacție. FT de sus măsoară o perturbație de presiune și furnizează un element de feedforward pentru controlul presiunii. Controlorii feedforward și în cascadă sunt adăugați pentru a respinge perturbații suplimentare și sunt mai avansați decât controlul comun cu reacție.

Diagrame bloc

Diagramele bloc arată blocurile unui sistem de control cu interconexiunile care determină direcția și conexiunile intrărilor și ieșirilor. Un sistem de control cu reacție este alcătuit dintr-un senzor, un actuator și un controler care sunt conectate cu informații care circulă într-o buclă. Bucla este creată cu ajutorul senzorului care furnizează informații către controler. Controlerul modifică ieșirea controlerului care apoi modifică procesul. Procesul este măsurat din nou și ciclul se repetă.

Diagramele bloc sunt diferite de o diagramă de proces în sensul că este o diagramă a fluxului de informații, nu neapărat modul în care sunt amplasate fizic piesele de echipament.

Terminologie de control

Există o terminologie diferită atunci când se vorbește despre controlere comune, cum ar fi PID (Proportional Integral Derivative) sau controlere avansate, cum ar fi MPC (Model Predictive Control). Mai jos este prezentat un tabel cu o parte din terminologie și abrevierile asociate.

.

Element Control comun (PID) Control avansat (MPC)
Actuator Selecția regulatorului (CO) sau ieșirea (OP) Variabila manipulată (MV)
Regulator Punct de reglaj (Set Point) (SP) Punct de setare (SP) sau interval (SPHI/SPLO)
Senzor Variabilă de proces (PV) Variabila de proces (PV) Controlată Variabilă (CV)
Disturbare Variabilă de perturbare (DV) Variabilă de perturbare (DV)

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.