Позиционные регуляторы и двухпозицонное регулирование

Двухпозиционное регулирование

Двухпозиционное регулирование — самый простой способ регулирования. Это может быть определено как регулирование, при котором регулирующий орган перемещается из одного крайнего положения в другое и обратно: включено или выключено, открыто или закрыто.

Выключатель – пример двухпозиционного регулирования

Хороший пример двухпозиционного регулятора — обычный домашний электрообогреватель, который регулирует комнатную температуру, включая или выключая систему нагрева по достижению определенной температуры.

Если комнатная температура опускается ниже определенной отметки, чувствительный элемент термостата обнаруживает это изменение и включает систему нагрева. Когда комнатная температура возвращается до желательной температуры, чувствительный элемент термостата выключает систему нагрева.

Принцип работы двухпозиционного регулирования

Двухпозиционное регулирование применяется в промышленности, чтобы включать или выключать оборудование, например, откачивающий насос. Откачивающие насосы часто используются, чтобы поддерживать уровень в определенном интервале в емкостях типа отстойников, удаляя воду, когда уровень становит слишком высоким.

Откачивающий насос

При подъеме воды в отстойнике поднимается поплавок с присоединенным к нему стержнем, который выходит за пределы этой емкости. Смещаясь вверх стержень толкает закрепленным на нем кольцом приводной рычаг выключателя.

Этот рычаг замыкает контакты внутри выключателя, которые включают питание электродвигателя насоса, и насос начинает работать.

Когда насос откачает достаточное количество воды, чтобы понизить уровень до минимального (уровень приема насоса), другое кольцо на стержне с поплавком (верхнее) опускает приводной рычаг выключателя, и контакты размыкаются, выключая электродвигатель. Откачивающий насос прекращает свою работу.

Зона нечувствительности

Зона нечувствительности — это величина изменения уровня при его повышении или понижении, которая требуется для стержня с поплавком, чтобы перевести электрический выключатель с положения «ВКЛ» в положение «ВЫКЛ» или наоборот.

Зона нечувствительности в этом примере могла бы быть уменьшена, если переместить два кольца на стержне с поплавком ближе друг к другу. После этого для включения или выключении насоса будет требоваться меньшее изменение уровня в отстойнике.

Если бы это было выполнено, то уровень в отстойнике мог бы поддерживаться более точно, но насос при этом при этом должен включаться и выключаться более часто. Это могло бы привести к преждевременному износу элементов системы.

Источник: http://kipiavp.ru/info/dvuhpozicionnoe-regulirovanie.html

Двухпозиционное регулирование

39815

Двухпозиционное регулирование

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Если объект представляется интегрирующим звеном с запаздыванием то диапазон колебаний регулируемой величины будет больше ширины петли гистерезиса 2а так как регулятор будет реагировать на фактическое изменение регулируемой величины с запаздыванием об.

Дополнительное приращение амплитуды автоколебаний на счет запаздывания составит .4: Очевидно как и в случае интегрирующего объекта наличие запаздывания в апериодическом объекте приведет к увеличению диапазона колебаний регулируемой величины.

Амплитуда колебаний будет тем больше чем больше…

Русский

2013-10-08

51.5 KB

28 чел.

Вопрос 22.

Двухпозиционное регулирование.

Автоматические системы регулирования с двухпозиционным регулятором являются распространенными нелинейными системами судовой автоматики. Широкое распространение двухпозиционные регуляторы получили в АСР параметров холодильных и котельных установок: температуры, уровня, давления и др.

Двухпозиционное регулирование – это регулирование, при котором система не приходит в установившееся состояние, так как регулирующее воздействие меняется между своими двумя крайними значениями. Вследствие этого все другие переменные системы регулирования также вынуждены совершать колебания.

Объекты регулирования этих установок в ряде случаев с достаточной точностью могут быть описаны дифференциальными уравнениями первого порядка с запаздыванием или без него.

Если объект не имеет самовыравнивания, он может быть представлен интегрирующим звеном с передаточной функцией:

.

При поступлении на вход объекта с передаточной функцией регулирующего воздействия  регулируемая величина будет изменяться по линейному закону , а при поступлении регулируемая величина будет изменяться в обратную сторону по линейному закону .

В этом случае в замкнутой системе при релейной статической характеристике регулятора с гистерезисом (рис.1) возникают устойчивые автоколебания с диапазоном равным 2а (рис.2).

Если объект представляется интегрирующим звеном с запаздыванием, то диапазон колебаний регулируемой величины будет больше ширины петли гистерезиса 2а, так как регулятор будет реагировать на фактическое изменение регулируемой величины с запаздыванием об. Дополнительное приращение амплитуды автоколебаний на счет запаздывания составит

.

Характер переходного процесса при наличии запаздывания будет иметь вид, представленный на рис.3:

Если объект регулирования является апериодическим звеном первого порядка с передаточной функцией , то регулируемая величина будет изменяться по экспоненциальному закону (рис.4):

Очевидно, как и в случае интегрирующего объекта, наличие запаздывания в апериодическом объекте приведет к увеличению диапазона колебаний регулируемой величины. Амплитуда колебаний будет тем больше, чем больше коб,об и В. Увеличение приводит к увеличению периода колебаний и уменьшению частоты переключений регулятора.

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=39815

Позиционный закон регулирования

НАЛАДКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Система регулирования, у которой регулятор имеет характерис­тику релейного элемента (две позиции — «Открыто» и «Закрыто»), называется системой позиционного регулирования.

В качестве простейшей системы позиционного регулирования рас­смотрим упрощенную схему позиционного регулятора прямого действия, регулирующего температуру © в помещениях (рис. 47, б).

Чув­ствительным элементом служит биметаллическая пластинка, которая при нагревании изгибается и размыкает контакт 2, выключая электро­подогреватель 3.

По мере охлаждения помещения пластинка выпрям­ляется и снова замыкает контакт, включая подогреватель.

Ток I через подогреватель будет протекать периодически, поэтому и график температуры © тоже будет иметь вид периодических незату­хающих колебаний (рис. 47, а). При изменении величины тока /, про­текающего через подогреватель, т. е. коэффициента усиления регу­лятора, будут меняться амплитуда и период этих колебаний. Такой переходный процесс называется автоколебательным.

Регулятором называется совокупность регулирующего прибора и исполнительного механизма (см. рис. 6). Регулирующий прибор со­стоит из усилителя и корректирующих звеньев, с помощью которых регулятору придаются динамические характеристики, реализую­щие один из типовых законов регулирования.

Составные части регу­лятора (усилитель, исполнительный механизм и корректирующие звенья) соединяются по трем основным схемам: корректирующие звенья включены в обратную связь, охватывающую исполнительный механизм и усилитель (рис. 48, а); корректирующие звенья включены в обратную связь, охватывающую усилитель (рис.

49, а); корректи­рующие звенья включены последовательно с усилителем и исполни­тельным механизмом.

Сконструировать регулятор — это значит, зная динамические ха­рактеристики исполнительного механизма, подобрать динамические характеристики корректирующих звеньев так. чтобы динамические характеристики регулятора воспроизводили требуемый закон регу­лирования (пропорциональный, интегральный или пропорционально' интегральный).

Динамические характеристики исполнительных механизмов могут быть аппроксимированы характеристиками интегрирующего звена и

пропорционального. К первым относятся исполнительные механизмы с электродвигателями, имеющими пропорциональную или постоянную скорость перемещения регулирующего органа (сервомотор). Ко вто­рым — пневматические клапаны, у которых перемещение регулирую­щего органа пропорционально регулирующему воздействию.

Рассмотрим некоторые принципы реализации П-, ПИ-, И-законов регулирования для трех схем включения корректирующих звеньев.

П-регулятор (корректирующее звено в обратной связи, охваты­вающей исполнительный механизм и усилитель). Исполнительный механизм имеет временную характеристику интегрирующего звена (см. рис. 48, а).

Если интегрирующее звено охватить отрицательной обратной связью, то оно приобретет свойства инерционного звена с постоянной времени коэффициентом усиления Кр = 1/Ко.

с, где есм — коэффициент пере­дачи исполнительного механизма (сервомотора); кус — коэффициент усиления усилителя в прямой цепи регулятора; Ко. с — коэффициент усиления обратной связи.

С увеличением кус уменьшается Гр. В регуляторах кус можно считать бесконечно большим (кус->- оо), поэтому постоянная времени 7« = 0, т. е. временная характеристика сервомотора, охваченного обратной связью (см. рис.

48, б), приобретает вид динамической ха­рактеристики безынерционного звена с коэффициентом усиления всей схемы: кс — 1/Ко. с — 1/Ко.

с — Эту величину называют степенью обратной связи и обозначают б, а безынерционную обратную связь — жесткой обратной связью.

Конструктивно жесткую обратную связь выполняют в виде делите­ля (например, напряжения), который перемещается исполнительным механизмом или регулирующим органом.

ПИ-регулятор (корректирующее звено в обратной связи, охваты­вающей усилитель). Исполнительный механизм имеет временную ха­рактеристику интегрирующего звена (исполнительный механизм с пропорциональной скоростью перемещения регулирующего органа).

Для придания всей схеме динамических свойств ПИ-регулятора в качестве корректирующего звена используют инерционное с постоян­ной времени Т0 с и коэффициентом усиления Ко.

с* Если к входу регу­лятора приложить ступенчатое возмущение, то благодаря большому коэффициенту усиления кус в начальный момент после подачи воздяу — щения на его выходе сигнал х (рис. 49, б) будет расти быстро, так как действие обратной связи еще незначительно из-за ее инерционности. С ростом величины (сигнала) уа.

с на выходе обратной связи сигнал х на выходе усилителя будет уменьшаться до величины, равной 1/к0.с- Таким образом, разгонная характеристика на выходе усилителя имеет вид импульса, уменьшающегося до величины 1/к0.е-

Поскольку скорость перемещения регулирующего органа пропор­циональна входной величине (сигналу), то при подаче на его вход импульсного сигнала шток сервомотора будет перемещаться в началь­ный момент с максимальной скоростью, затем скорость роста будет уменьшаться; когда х станет постоянно?: величиной, равной 1 /к0.с, регулирующий орган будет перемещаться с постоянной скоростью.

Временная характеристика схемы имеет вид характеристики ПИ — регулятора. Сднако реальная характеристика (пунктирная линия) может быть несколько отличной от идеальной характеристики НИ-ре — гулятора.

Читайте также:  Виды трансформаторных подстанций

Коэффициент усиления регулятора кр, реализованного по схеме (рис. 49), равен кр = єсм-Т0.с! к0.с, а время изодрома равно Тая = = Ко. с’Кр/есы> где Кр — коэффициент усиления регулятора; Тш — время изодрома; єсм — коэффициент пропорциональности исполни­тельного механизма; Т0.с — постоянная времени звена обратной свя­зи; Ко. с — коэффициент усиления обратной связи.

Рассмотрим некоторые особенности динамических свойств ПИ-ре­гулятора, реализованного по схеме, когда обратная связь охватывает усилитель. Время изодрома равно постоянной времени обратной свя­зи. Псдставим формулу кр в формулу для определения времени изодрома Таг:

«Vc Есм Т’о. с

Тяя=

Таким образом, при изменении кр будет меняться время изодрома, при изменении Тш — коэффициент усиления регулятора. Взаимосвязь настроек является основным недостатком регулято­ров рассматриваемого типа, так как это затрудняет их настройку.

Поэтому в конструкции регуляторов вводят дополнительные устрой­ства, устраняющие взаимосвязь параметров настройки. Получить П-закон регулирования в регуляторах этого типа можно, если испол­нительный механизм охватить жесткой обратной связью.

Если установить к0.с = 0, то Гиз = 0, но при этом кр будет стремиться к бесконечности, т. е. регулятор будет работать как по­зиционный.

Изменяя одновременно и То. о и /с0.с, можно получить закон, близкий к И-регулированию Для этого эти параметры одновременно уменьшают так, чтобы отношение Т0.с//с0.с было постоянным (см. формулы для Гиз и Кр).

По схеме рис. 49, а реализуют ПИ-закон регулирования, если используется исполнительный механизм с постоянной скоростью пе­ремещения. Достигается это введением в регулятор релейного элемен­та, обеспечивающего пульсирующий режим работы исполнительного механизма. На рис. 50 приведена упрощенная схема такого регулято­ра.

Входной сигнал преобразуется в напряжение Ult которое в схеме сравнения 2 сравнивается с сигналом отрицательной обратной связи U2- На выходе электронного усилителя установлено поляризованное реле ПР, которое в зависимости от знака рассогласования сигнала замыкает один из контактов ПР.

Контакты реле включают магнитный пускатель МП и одновременно подают напряжение на звено обратной связи, представляющее собой инерционное звено (см. рис — 17, а).

На графике (рис. 51, а) рассмотрена работа схемы сравнения. По оси ординат откладывают напряжения Ux и U2. Если на вход регу­лятора подать ступенчатое возмущение, т. е. изменить Ux скачком, то реле ПР (см. рис. 50) срабатывает и подает напряжение на схему обратной связи.

Напряжение J2 (выход инерционного звена) растет по экспоненте.

И в момент, когда Ux становится равным напряжению U2 (по абсолютной величине) и разность их (Vx—U2) становится рав­ной напряжению отпускания реле ПР, последнее размыкает свои контакты и конденсатор СЗ начинает разряжаться через сопротивле­ния R9 и #14.

При разрядке конденсатора напряжение иг уменьшается по экс­поненте. И когда разница между U± и U2 увеличится до напряжения срабатывания, реле ПР снова замыкает контакты и цикл повторяется. При каждом замыкании реле включается магнитный пускатель МП. Временная диаграмма магнитного пускателя приведена на рис.

51, б. Первый импульс, как видно из рисунка, длиннее всех ос­тальных. Далее период чередования импульсов во времени остается постоянным. При каждом включении МП исполнительный механизм перемещает регулирующий орган с постоянной скоростью. Из графи­ка изменения выходной величины регулятора Хр (рис.

51, б) видно, что характеристика рассмотренного регулятора близка к характерис­тике ПИ-регулятора. Отработка пропорциональной части сигнала определяется длительностью первого импульса.

Наклон интеграль­ной составляющей сигнала, а следовательно, и время изодрома TR3 зависят как от длительности импульсов, так и от пауз, т. е. как oY

Рис. 51. Принцип работы регулятора с обратной связью, не охватывающей сервомотор (с релейным элементом):

напряжения, снимаемого с реостата 14 (см. рис. 50), так и от вели­чины сопротивления R9. Величина пропорииональной составляющей сигнала изменяется в основном напряжением, снимаемым с реостата R14. — регулятор (с корректирующим звеном, включенным последова­тельно с усилителем и исполнительным механизмом).

Исполнитель-] ный механизм перемещает регулирующий орган пропорционально Для реализации И-закона peryJ лирования при последовательном включении корректирующего звена неибходимо, чтобы корректирующее звено имело временные характерне^ тики интегрирующего звена (см.

§20 — последовательное соединение интегрирующего звена с безынерци­онным).

Корректирующее звено (интегра­тор) состоит из элемента сравнения (сумматора 1) и инерционного зве­на, охваченного положительной об­ратной связью (рис. 52, а). Любое инерционное звено имеет внутреннюю отрицательную обрати ную связь с кус = 1, охватывающую интегрирующее звено. Поэтому если инерционное звено охватить положа тельной обратной связью с коэффи]

циентом усиления к0.с = 1, то внешняя положительная обратная связь полностью компенсирует действие внутренней отрицательно! обратной связи, а исключив действие внутренней обратной связи] мы получим временную характеристику интегрирующего звена.

Для получения точной характеристики интегрирующего звена коэффициент усиления положительной обратной связи Кп. O. J (рис. 52, б) должен быть строго равен коэффициенту усиления от­рицательной обратной связи /с0.0.с. Если же кп. о.с будет болыш к0.о. с, то разгонная характеристика корректирующего звена будет иметь вид кривой ///. Если «п. о.с<\p>

Источник: https://msd.com.ua/naladka-priborov-i-sistem-avtomatizacii/pozicionnyj-zakon-regulirovaniya/

Основные теоретические положения. Простейшая система двухпозиционного регулирования может быть представлена в виде

Простейшая система двухпозиционного регулирования может быть представлена в виде последовательного соединения позиционного регулятора (ПР) и объекта регулирования (ОР), охваченных отрицательной обратной связью (рисунок 10.1).

Основным возмущающим воздействием здесь является нагрузка объекта Z, изменение которой компенсируется регулирующим воздействием X.

Выходная величина двухпозиционного регулятора X может принимать только два значения, соответствующие максимальному (Хmax) и минимальному (Хmin) регулирующему воздействию на объект.

Рисунок 10.1 – Структурная схема автоматической системы

двухпозиционного регулирования

На рисунке 10.2а изображена статическая характеристика идеального двухпозиционного регулятора, мгновенно меняющего свой выходной сигнал X при достижении регулируемой величиной Y заданного значения Yз.

Реальный регулятор обладает некоторой зоной нечувствительности sy (рисунок 10.2б), в пределах которой изменение регулируемой величины Y не приводит к изменению регулирующего воздействия X.

Другими словами, регулятору необходимо некоторое время для срабатывания, поэтому он начинает вступать в работу с запаздыванием.

а) б)
Рисунок 10.2 – Статическая характеристика идеального двухпозиционного регулятора (а); статическая характеристика реального двухпозиционного регулятора (б)

При YYз. Таким образом, при использовании двухпозиционных регуляторов величина Y совершает колебания относительно заданного значения Yз. Такие колебания относительно среднего значения с амплитудой А и периодом Т называются автоколебаниями. Период автоколебаний равен:

Т=Тв+То, (10.1)

где Тв и То − периоды включения (X=Хmax) и отключения (X=Хmin) сигнала регулирующего воздействия соответственно.

На рисунке 10.3 изображены так называемые симметричные автоколебания (относительно линии Y=Yз) регулируемой величины. На практике чаще приходится сталкиваться с автоколебаниями, форма которых несимметрична относительно линии Y=Yз (рисунок 10.4).

При несимметричных автоколебаниях возникает так называемая квазистатическая ошибка регулирования а, равная отклонению среднего значения (оси) автоколебаний от заданного значения регулируемой величины Yз. При Тв 0, т.е. среднее значение автоколебаний лежит выше прямой Y=Yз и наоборот.

Качество двухпозиционного регулирования характеризуется параметрами возникающих в системе автоколебаний: амплитудой А, частотой колебаний и смещением а среднего значения относительно заданного значения Yз.

Эти параметры зависят от времени запаздывания, ёмкости объекта регулирования, его нагрузки Z, величины зоны нечувствительности регулятора sу и пределов изменения регулирующего воздействия DХ= Xmax–Xmin. Чем меньше амплитуда А и смещение оси автоколебаний а, тем выше качество регулирования, при этом частота колебаний не должна быть очень большой.

Рисунок 10.3 – Изменение выходной величины Y и регулирующего

воздействия X при симметричных автоколебаниях

Рисунок 10.4 – Изменение выходной величины при несимметричных

автоколебаниях

С увеличением зоны нечувствительности позиционного регулятора sу качество регулирования ухудшается: увеличивается амплитуда А и период колебаний Т в системе.

Амплитуда уменьшается с уменьшением величины изменения регулирующего воздействия DХ.

Однако здесь необходимо иметь в виду, что величины Хmax и Xmin зависят от нагрузки объекта Z, поэтому большие пределы изменения регулирующего воздействия DХ могут быть установлены только при незначительных колебаниях нагрузки объекта регулирования.

От нагрузки объекта зависит, в основном, величина и знак смещения оси автоколебаний а. При определенной нагрузке Z=Zo для данного объекта а=0. При Z > Zo величина а < 0, а при Z < Zo для данного объекта а > 0. Отклонение нагрузки от Zo в обе стороны приводит к возрастанию периода автоколебаний Т.

Позиционные регуляторы просты по конструкции, надежны в работе, несложные в настройке и обслуживании. Поэтому во всех случаях, когда позиционные регуляторы способны обеспечить требуемое качество регулирования, следует применять именно их. Обычно позиционные регуляторы используют на объектах, обладающих малым запаздыванием, большой емкостью.

Источник: https://megaobuchalka.ru/11/5329.html

ПОИСК

    Последовательное автоматическое двухпозиционное регулирование всех или части контролируемых параметров по заранее установленным номинальным значениям  [c.

85]

    Общая система автоматизации состоит из систем централизованного контроля и двухпозиционного регулирования, автономных контуров контроля и управления.

В систему централизованного контроля и двухпозиционного регулирования входят электрические датчики технологических параметров взрывозащищенного исполнения, преобразователи, исполнительные механизмы и информационно-измерительная мащина. [c.85]

Читайте также:  Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

    Двухпозиционное регулирование температуры состоит в том, что мощность, подаваемая на электрический нагреватель термостата, меняется скачкообразно (рис. 11.35, а) от нуля до полного значения (две позиции) в зависимости от того, достигнута ли заданная температура. В установившемся режиме нагреватель работает, периодически включаясь и выключаясь, при этом выделяемая им средняя мощность поддерживает температуру термостата около заданного уровня. Включается и выключается нагреватель с помощью реле, ламповых или полупроводниковых приборов. [c.77]

    Тепловая инерция стандартных термопар очень велика, причем она определяется в основном фарфоровой защитной трубкой.

В тех случаях, когда такая инерция датчика крайне нежелательна (например, при двухпозиционном регулировании), применяются термопары без заи],итной огнеупорной трубки с вваренными в дно защитной арматуры термоэлектродами или с очень, тонкой фарфоровой трубкой. [c.29]

    Защитные установки с автоматическим регулированием тока строятся по такой же принципиальной схеме, как и установки с регулированием потенциала, однако в них отдаваемый ток преобразуется прн помощи постоянного шунтового сопротивления в регулирующей схеме в некоторое напряжение и подводится к регулятору как фактическое значение. В защитных установках с двухпозиционным регулированием на амперметре имеются контакты предельных значений, которые управляют регулировочным трансформатором с приводом от электродвигателя. [c.226]

    Сущность двухпозиционного регулирования заключается в том, что регулирующий орган все время занимает одно из двух крайних положений — включено или выключено причем включение или выключение форсунок в мазутных печах происходит в зависимости от того, в какую сторону отклонилась температура. Преимуществом двухпозиционного регулирования является возможность использования всех форсунок, дающих хорошее распыление мазута, только на каком-нибудь одном режиме их работы кроме того, схема автоматического регулирования достаточно проста. [c.174]

    Крупным недостатком двухпозиционного регулирования температуры является то, что вследствие периодичности подачи и сжигания мазута невозможно поддерживать оптимальное давление в печи, что периодически приводит к подсосу или выбиванию [c.174]

Рис. 115. Схема двухпозиционного регулирования.

    Однако двухпозиционный регулятор обеспечивает регулирование температуры с непрерывным колебанием ее вокруг заданного значения, поэтому при установке подобного регулятора необходимо проверить допустимость для автоматизируемого объекта амплитуды и периода колебаний температуры, которые могут возникнуть при двухпозиционном регулировании. Большой период колебаний может привести к недопустимому отклонению температуры нагреваемых изделий, малый — к большой частоте включений исполнительного устройства и подгоранию соответствующих контактов. [c.277]

    Преимуществом двухпозиционного регулирования по сравнению с любым непрерывным является возможность использования на автоматизированных печах мазутных форсунок, обладающих узким диапазоном регулирования производительности, например форсунок низкого давления. При двухпозиционном регулировании форсунки работают всегда на одном режиме, а изменение нагрузки происходит при уменьшении или увеличении периодов выключения или включения форсунок. [c.277]

    Система двухпозиционного регулирования может быть применена не только в насосно-циркуляционных, но и любых других системах охлаждения. [c.91]

    Датчики-реле температуры предназначены для позиционного регулирования температуры. Их используют для двухпозиционного регулирования температуры о.

хлаждаемого объекта (подачей сигналов на включение — выключение компрессора или электромагнитного вентиля), а также для защиты компрессора, обычно большой холодопроизводительности, от недопустимого повышения температуры нагнетания или температуры масла, или для защиты испарителя от недопустимого понижения температуры хладоносителя. [c.112]

    В настоящее время большинство отечественных и зарубежных хроматографов снабжаются воздушными термостатами. Он представляет собой камеру с двойными стенками, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом.

Вентилятор создает интенсивный поток воздуха, проходящий через секции с электрическими нагревателями и прогревающий внутреннюю камеру термостата и термостатируемые элементы — колонки, детектор (рис. 19).

Температурный режим термостата устанавливается регулированием мощности нагревателей или по принципу двухпозиционного регулирования, или по типу пропорционального регулирования. [c.94]

    В современных регулирующих устройствах компенсация отклонений pH или других параметров осуществляется посредством следующих способов 1) двухпозиционного регулирования 2) пропорционально-позиционного регулирования 3) возвратного действия 4) действия на скорость [9]. Два последних способа обычно применяются совместно с пропорционально-позиционным регулированием. [c.367]

    При двухпозиционном регулировании, примерами которого являются регулирования по типу включено — выключено или максимум — минимум , клапан находится всегда в одном из двух возможных положений. В одном из них количество поступающего корректирующего агента всегда меньше, чем нужно, а в другом— больше. [c.367]

    Три типа регулирующего действия иллюстрируется схемой на рис. XII. 4. При двухпозиционном регулировании (кривая а) pH раствора проявляет тенденцию к значительным колебаниям. Хотя движение клапана, регулирующего поток корректирующего реагента, соответствует положениям, отвечающим пунктирным линиям, имеет место заметное запаздывание, которое вызывает колебания pH. [c.368]

    Питатели для твердых реагентов применяются в случае приготовления больших количеств растворов. Их употребление позволяет отказаться от клапанов, труб и другой арматуры, подверженных коррозии.

Широко распространены ленточные и вибрационные питатели, хотя также применяются ленточные конвейеры и различные скоростные и дозиметрические устройства. Некоторые питатели приспособлены для двухпозиционного регулирования.

Скорость подачи реагента питателями может регулироваться по методу электрического или пневматического пропорционального действия. [c.371]

    Другое свойство системы двухпозиционного регулирования можно обнаружить, рассматривая работу системы при изменении нагрузки (рис. У-149). Если нагрузка уменьшается, то регулирующий орган большую часть времени находится в положении выключено . В результате среднее значение выходкой величины сме- [c.457]

    Двухпозиционное регулирование можно считать грубым, так как оно не может обеспечить высокое качество работы системы из-за неизбежных колебаний и [c.457]

    Отсечные клапаны с пневматическим мембранным исполнительным механизмом типов 22с10п и 22нж10п применяют для отсекания или двухпозиционного регулирования в трубопроводе потока газа с рабочей температурой от —40 до 150°С и давлением до 2,5 МПа. [c.96]

    В печах сопротивления в подавляющем большинстве случаев применяется простейший вид регулирования температуры — двухпозиционное регулирование, при котором исполнительный элемент системы регулирования — контактор имеет лишь два крайних положения включено и выключено .

Во включенном состоянии температура печи растет, так как ее мощность всегда выбирается с запасом, и соответствующая ей установившаяся температура значительно превосходит ее рабочую температуру. В выключенном состоянии температура печи снижается по экспоненциальной кривой.

Для идеализированного случая, когда в системе регулятор — печь отсутствует динамическое запаздывание, работа двухпозиционного регулятора показана на рис. 2.19, на котором в верхней части- дана зависимость температуры печи от времени, а в нижней — соответствующее изменение ее мощности.

При разогреве печи вначале ее мощность будет постоянной и равной номинальной, поэтому ее температура будет расти до точки 1, когда она достигнет значения 4ад4-АА, где +Д/ + 1—М-х —зона нечувствительности регулятора. В этот момент регулятор сработает, контактор отключит печь и ее мощность упадет до нуля.

Вследствие этого температура печи начнет уменьшаться по кривой 1—2 до тех пор, пока не будет достигнута нижняя граница зоны нечувствительности 4ад—AI2. В этот момент произойдет новое включение печи, и ее температура вновь начнет увеличиваться, [c.78]

    Таким образом, процесс регулирования температуры печи по двухпозиционному принципу заключается в ее изменении по пилообразной кривой около заданного значения в пределах интервалов +Aii, —A s. определяемых зоной нечувствительности регулятора. Средняя мощность печи зависит от соотношения интервалов вре мени ее включенного состояния Ati и выключенного состояния Ат2.

По мере прогрева печи и загрузки кривая нагрева печи будет идти круче, а кривая остывания печи — положе, поэтому отношение периодов цикла Ati и Атг будет уменьшаться, а следовательно, будет падать и средняя мощность Рср. При двухпозиционном регулировании средняя мощность печи все время приводится в соответствие с мощностью, необходимой для поддержания постоянной температуры.

[c.79]

    Колебания температуры нагревателей при двухпозиционном регулировании велики, так как масса и тепловая инерция нагревателей сравнительно малы.

В других расположенных в камере печи элементах колебания температуры меньше, особенно у теплотехнически массивных тел, у которых падающий на поверхность тепловой поток, излучаемый нагревателями, интенсивно поглощается телом, что ограничивает повышение температуры поверхности.

Вследствие этого теплотехнически массивная загрузка печи не испытывает значительных колебаний температуры. Однако колебания температуры загрузки значительны и вредны, если эта загрузка — теплотехнически тонкая, например тонкая лента или проволока.

Так, в протяжных печах для нагрева ленты или проволоки при двухпозиционном регулировании будет наблюдаться неравномерный (полосатый) нагрев. При больших скоростях одни участки ленты пройдут через печь в период, когда ее нагреватели будут включены, другие — во время их отключения ясно, что первые участки в результате будут нагреты больше, чем вторые. [c.80]

    Печи, работающие с этой схемой автоматического регулирования, оборудованы форсунками типа МиЩр1е-5ргау с двухступенчатым подводом воздуха. Первичный воздух непрерывно подается постоянным, нерегулируемым потоком.

В периоды, когда подача мазута и вторичного потока воздуха прекращена, этот непрерывный поток охлаждает форсунку, предупреждая коксование, однако этот поток охлаждает также и печь, увеличивая угар нагреваемого металла.

Лучшие результаты дает такой способ двухпозиционного регулирования, при котором мазут и воздух полностью не перекрываются. Таким образом, с помощью этой схемы регулирования достигается либо максимальный, либо минимальный расход воздуха и мазута.

Читайте также:  Испытание кабельных линий повышенным напряжением

Этот способ исключает дымление при периодическом воспламенении, коксование форсунки и охлаждение металла потоком холодного воздуха. Недостатком этого способа является уменьшенный диапазон регулирования производительности форсунки. [c.197]

    На рис. 139 представлены приближенные графики изменения подачи мазута при регулировании температуры на нагревательной печи с использованием регуляторов с различным характером регулирующего воздействия.

Анализируя графики, можно сделать вывод, что пропорциональное снижение расхода мазута всеми форсунками в пределах 1 4 может привести при использовании форсунок с узким диапазоном регулирования производительности (менее 1 4) к неудовлетворительному распылению ма зута и сжиганию его не в факеле, а на поверхности нагреваемых изделий и стен печи. Двухпозиционное регулирование устраняет эту возможность. [c.278]

    Возмущающие воздействия на гидравлический режим печи, связанные с характером регулирования тепловой нагрузки, могут быть компенсированы лишь схемой регулирования давления, выбранной соответственно частоте, величине и скорости изменения этих возмущающих воздействий.

Например, при двухпозиционном регулировании тепловой нагрузки на мазутных кузнечных печах периодического действия и отключении притока на 75% колебания давления на уровне пода печи составили 8— 10 H M (0,8—1,0 мм вод. ст.). Период между отключениями нагрузки равнялся 1,5—3 мин.

[c.290]

    Особенностям работы этих печей отвечает система автоматического регулирования (рис.

160), которая предусматривает двухпозиционное регулирование нагрузки с ограничением по максимально допустимой температуре нагрева металла и связанное регулирование основных параметров, определяющих ход нагрева садки температуры, давления в рабочей -камере печн и соотношения расходов мазута и воздуха [159]. [c.312]

    Кроме того, в нем улучшена система фильтрации масла — сетчатые фильтры заменены пластинчатыми. Это обеспечивает более совершенную фильтрацию масла и позволяет очищать фильтры без остановки компрессора.

Компрессор 2ВП10/8 комплектуется электрическим пультом управления, обеспечивающим остановку компрессора при падении давления масла, сигнализацию при повышении температуры сжимаемого воздуха и обмотки статора электродвигателя, а также автоматическое двухпозиционное регулирование производительности (100 и 60%). [c.302]

    По сравнению с системой плавного регулнрованнн система двухпозиционного регулирования реализуется более простыми и дешевыми средствами.

Благодаря тому, что из-за инерционности объектов охлаждения колебания температуры воздуха в значительной степени I глажннакл ся, а циклы не получаются слишком короткими, система дг)ухпозицио того регули-ронания в холодильных установках с одним объектом охлаждения получила преимущественное распространение. [c.89]

    К зажимам преобразователя ПВУ подключен электронный автоматический потенциометр типа ПСР1-0,2, производящий запись и двухпозиционное регулирование контролируемого параметра.

В устройстве типа РКЭ-4А сигнал от датчика к преобразователю и от последнего к соответствующему потенциометру поступает через автоматический переключатель.

Сигнал от потенциометра поступает к исполнительному механизму, обеспечивающему подачу корректирующего реагента. [c.229]

Источник: http://chem21.info/info/1665163/

Двухпозиционное регулирование технологическими процессами. Информация. Статьи. Климатическая камера. Испытательная камера. Производство и модернизация

  1. Измеренная температура X равна уставке W в моменты переключения исполнительного устройства. Но именно в эти моменты наблюдается наибольшее различие между измеренной температурой и истинной температурой в объекте.

    С другой стороны, истинная T и измеренные X температуры совпадает как раз в те моменты времени, когда отклонение от уставки максимально.

    Таким образом, практически всегда присутствует неопределенность в измерении истинной температуры вследствие принципиально колебательного характера процесса регулирования позиционным регулятором и динамической ошибки

    измерения инерционным датчиком.

Из рассмотренного примера сразу следует, что для повышения точности регулирования необходимо уменьшать инерционность датчика. График №3 построен для тех же параметров, что и №2, за исключением того, что инерционность датчика уменьшили в 10 раз ( д/ о =0,02).

Главный полученный результат состоит в том, что удалось уменьшить динамическую ошибку измерения Tдин /Tmax до величины 0,34%. Теперь с погрешностью 0,34% можно судить о температуре в объекте T по показаниям датчика X. На печати различие между температурой объекта и измеренной температурой просто не видно.

Уменьшение инерционности датчика привело одновременно и к повышению точности регулирования в стационарном режиме Tст/Tmax до величины 2,1% (до этого она была равна 11%).

Посмотрим теперь, как меняется качество регулирования при различных параметрах исполнительного устройства. График №4 построен для исполнительного устройства с постоянной времени в 3 раза меньше ( и/ о = 0,1), чем до сих пор рассматривалось, а №5 – в 5 раз больше ( и/ о = 1,5). Во втором случае, инерционность исполнительного устройства выше инерционности самого объекта.

График 4.

Видно, что значение параметра и/ о сильно влияет на период колебаний Tо в ходе регулирования. Однако точность регулирования Tст практически не меняется.

Это означает, что при данной модели системы основным параметром, определяющим точность регулирования, является отношение постоянной времени датчика к постоянной времени системы д/ о.

Приближенно точность регулирования Tст можно оценивать величиной этого параметра: Tст/Tmax д/ о

График 5.

До сих пор мы обсуждали точность регулирования Tст /Tmax в стационарном установившемся режиме после выхода на уставку. Однако представляет интерес и динамическая точность регулирования, например, в тех случаях, когда происходит переход с одной уставки на другую.

В сущности, переходная характеристика этот процесс как раз и описывает. Мы видим, что в нулевой момент времени изменилась уставка с 0 до 50, однако температура нарастает с некоторым отставанием, при этом температура значительно отличается от уставки.

Время выхода на режим определяется постоянной времени самого объекта о и исполнительного устройства и (при безынерционном датчике).

Таким образом, если точность в стационарном режиме Tст/Tmax определяет в основном соотношение постоянных времени датчика и объекта д/ о и мало зависит от инерционности исполнительного устройства и, то динамическая точность регулирования напрямую зависит от абсолютных значений постоянных времени объекта о и исполнительного устройства и.

Инерционность исполнительного устройства в общем случае ухудшает маневренность системы управления в целом.

Поэтому, конечно, нужно стремиться к ее уменьшению. Об этом необходимо особенно беспокоиться в тех случаях, когда объект подвержен внешним возмущениям (воздействиям): исполнительное устройство должно успевать компенсировать влияние внешних возмущений.

Рекомендации

  1. Позиционный регулятор можно применять и получать приемлемые результаты, если выполняется условие на величину отношения д/ о < 0,05. Величина д/ о приближенно определяет точность регулирования Tст /Tmax в установившемся режиме.
  2. Для повышении динамической точности регулирования следует уменьшать абсолютные значения постоянных времени объекта о и исполнительного устройства и, сохраняя при этом малой величину отношения д/ о.
  3. Сократить время выхода на режим можно, увеличивая на это время подводимую мощность, например, подключая дополнительные нагреватели или коммутируя нагреватели в трехфазной сети (реализацию см. в Проспекте №24 (задача V) или на сайте).
  4. Повысить точность регулирования в установившемся режиме можно путем коммутации не 100% мощности, а только ее части. Для этого можно рекомендовать применять трехпозиционное регулирование, когда один компаратор в регуляторе обеспечивает фоновый подогрев до определенного уровня, а второй компаратор обеспечивает собственно регулирование, но уже относительно небольшой мощностью.
  5. В условиях, когда результаты измерений нестабильны и подвержены воздействию помех, а также в случаях, когда не допускается слишком частая коммутация нагревателей, в работе регулятора устанавливают некоторый гистерезис. Точность регулирования при этом, конечно же, понижается.

Источник: http://www.climcam.ru/p_informaciya/stati46.html

открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям

По сравнению с линœейными алгоритмами (линœейными законами регулирования) нелинœейные алгоритмы распространены в меньшей степени.

Из нелинœейных алгоритмов регулирования наиболее употребительны алгоритмы с релœейной статической характеристикой: двухпозиционный и трехпозиционный.

Автоматические регуляторы, у которых при непрерывном изменении входной величины регулирующий орган занимает ограниченное число определœенных, заранее известных, положений, называются позиционными.

Входной величиной позиционного регулятора, как и выше разобранных регуляторов, является рассогласованиемежду заданными текущим у значениями регулируемой величины, а выходной — управляющее воздействие. Такие регуляторы можно отнести к группе регуляторов дискретного действия.

Читайте также

  • — Позиционные регуляторы

    По сравнению с линейными алгоритмами (линейными законами регулирования) нелинейные алгоритмы распространены в меньшей степени. Из нелинейных алгоритмов регулирования наиболее употребительны алгоритмы с релейной статической характеристикой: двухпозиционный и… [читать подробенее]

  • — Трехпозиционные регуляторы

    Двухпозиционные регуляторы Выходная величина двухпозиционного регулятора может принимать только два значения: минимальное или максимальное. Для работы логического устройства в режиме двухпозиционного регулятора требуется выходное устройство ключевого типа… [читать подробенее]

  • — Позиционные регуляторы

    Математические модели автоматических регуляторов. Автоматическим регулятором называется устройство, которое отображает определённый закон регулирования. По виду выходных величин автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы дискретного или… [читать подробенее]

  • — Позиционные регуляторы.

    Работают по принципу «вкл. – выкл.».Непрерывному изменению входной величины в них соответствует скачкообразное изменение выходного сигнала. Их реализация осуществляется с помощью контактных и бесконтактных релейных элементов. Бывают двухпозиционные, трехпозиционные… [читать подробенее]

  • — Двухпозиционные регуляторы (On-off controller)

    Резюме Внутренние взаимосвязи. Учёт их добавляет сложность в модель процесса. Пример 1. Регулирование температуры в комнатах здания. Если открывается окно в одной из комнат, то температура меняется не только локально, но и до некоторой степени и в соседних… [читать подробенее]

  • Источник: http://oplib.ru/marketing/view/314014_pozicionnye_regulyatory

    Ссылка на основную публикацию