Dinamică și control
 |
 |
 |
 |
 |
|
|---|
Există pretutindeni exemple de regulatoare cu reacție. Există 3 elemente esențiale ale unui sistem de control cu reacție.
- Actuator care manipulează și provoacă o acțiune
- Senzor care măsoară răspunsul
- 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) |