Испытательные климатические камеры





+7 (499) 390-93-54
klimatkam@mail.ru

Двухпозиционное регулирование технологическими процессами

Чтобы построить систему автоматизированного управления необходимо подсоединить к терморегулятору агрегата и провести возвратное соединение в термосистеме. Выглядеть это будет примерно так:

На элементы, находящиеся в термосистеме обязательно действуют разнообразные раздражающие моменты. На главный вход регулирующего объекта поступает сигнал о рассогласованности. Рассогласованность – это разность между изначальной установкой высоты сигнала (W) и тем, который был измерен (X). Задача самого устройства регуляции, заключается в том, дабы спустить к минимуму рассогласование при имеющемся сопротивлении. Между самим терморегулятором и предметом регулирования, расположен исполняющий модуль и измеритель. Хотя эти устройства расположены в управляющей системе, редуктор не имеет представления о признаках V и T, которые самой прямой связью сочетаются с предметом.

Регулятор должен управлять всей системой, представленной 3-мя входящими в неё элементами. А именно: исполняющим модулем, самим предметом, и непосредственно, датчиком. Это делает процесс особо сложным, что как следствие очень значительно снижает кондицию управления.Регулятор Сигнал управления регулятора U(t) зависит от рассогласования, именуемого (t): Это можно установить при помощи формулы: U (t) = F {(t)}. В общем, функция F{(t)} является довольно сложной, нелинейной и в придачу интегро-дифференциальной. Самая важная функция регулятора, как было сказано выше – свести к минимуму рассогласование, так как свести к 0 рассогласование возможным не представляется. Позиционный регулятор Его схема представлена на изображении:

Данный регулятор имеет ступенчатую структуру управления: Самая главная его ценность то, что он достаточно прост в управлении, понятно как он работает, нет строго заданных параметров работы, для установки не требуется специалист, простой человек вполне способен справится с его установкой.

Этот регулятор достаточно широко распространён как раз за перечисленные выше достоинства. К тому же во многих производствах он успешно используется, так как прекрасно справляется с регулированием работы, что приводит к очень высокой продуктивности деятельности. Стоит привести образец, показывающие то, как работает позиционный балансир. И, конечно же, нужно упомянуть важные характеристики для профессионального использования указанного регулятора. Как и раньше, продолжим говорить о задаче по контролированию температуры в печи при помощи электро нагревания.

Для модели исполняющего устройства мы возьмём ТЭН предмета и обязательно измеритель, используем также элементы первой очерёдности с экспоненциальными меняющимися показателями. Неизменными временными измерителями Тд и исполняющими модулями Ти ориентированными на величину не изменяющегося времени предмета То, она остаётся везде неизменной (То/ То=1). Числовые показатели для различных графиков можно увидеть в таблице. В ней же показана стандартная точность регуляции (шаг изменений после того, как произошёл выхода на уставку) ДTст, быстрые колебания промера измерителя Ддин и промежуток изменений Т0.

Изначально (график №1) меняющаяся колляция всей системы и отдельных её частей приобретёт следующий вид:

График №1 Все применённые значения направлены на самую высокую температуру, до которой возможно нагреть объект (Тmax). При этих условиях полученный уровень будет составлять 100%. Чтобы изменить максимальный нагрев, необходимо увеличить теплопотери, изменив мощность или выпустив лишнее тепло в атмосферу.

На схемы вы можете видеть изменённый график того же регулятора при заданном значении 50, и имеющихся ранее параметрах.

График №2 При используемых здесь параметрах особенности работы регулятора хорошо прослеживаются:

1. Конечно же, в системе будут некоторые колебания. Потому как ни Тст размах, ни тем более их период Т0, не зависит от позиционного регулятора. В показанном здесь примере Тст/Tmax составляет 11%, То/0 будет равен 1,3%. Для того, чтобы прицельность температуры стала большей, стоит использовать конструктивный ход: изменяя крутящийся момент датчика, а также исполняющего устройства по-сравнению с инерционностью предмета.

2. Хотя регулятор способен менять мощность на 100%, колляция предмета изменится только по-достижению 15%. Нутация мощности уменьшаются под воздействием крутящегося момента исполняющего модуля и конкретно объекта.

3. Температура объекта Т и вымеренная Х, имеют различие благодаря инерционности измерителя. С этим имеет связь динамическая ошибка в измерении Тдин: если температура измеряется быстро, то в предмете Х итоговые данные станут различаться с истинными значениями Т, чтобы грубо измерить максимально возможную ошибку Тдин примените формулу:

Согласно этой формуле результат максимально возможной у нас ошибки, составит 5,3%.

4. Вымеренная нами температура Х будет соответствовать установленной W, но только в периоды переключения исполняющего модуля. Так как конкретно в промежутки переключения наблюдается максимальная разность между истиной и вымеренной –температурами в предмете. В оставшиеся моменты температуры Т и Х одинаковы, в это время наблюдается самая большая аттракция от уставки.
Соответственно, в любое время есть неопределённость истиной температуры, что обусловлено колебательным моментом процесса регулировки позиционным балансиром и ошибкой скорости вымеривания инерционного датчика соответственно. Всё вышесказанное будет значить только одно: чтобы повысить точность регулирования стоит изменить вращательный момент измерителя. Следующий график под номером 3, составлен с теми же показателями, что и 2, только инерционность снижена до 10 (Тд/То= 002). График принимает вид:

График №3. Основной наш итог привёл к тому, что погрешность вычисления с динамической ошибкой Тдин/Тmax стала снижена до 0,34%. Благодаря этой неточности возможно предположить температуру в предмете Т по данным Х температуры измерителя. На печатном рисунке разность температур предмета и вымеренной, обнаружить не удалось. Снижение крутящегося момента измерителя показало сочетанное увеличение правильности регуляции стандартного режима Тст/Тmax до цифры составляющей 2,1% (раньше составляло 11%).

Далее изучим, что произойдёт с качеством регуляции при замене исходных данных исполняющего модуля. График №4 составлен для исполняющего модуля с неизменной временной в 3 раза меньшей (Ти/ То = 0,1), чем была ранее, а №5 – в 5 раз большей временной (Ти/ То = 1,5). Можно видеть, что во-втором варианте крутящийся момент исполняющего устройства гораздо выше крутящего момента рассматриваемого предмета.

График №4. Здесь чётко просматривается, что ценность показателей и/ о достаточно ощутимо действуют на колебательную фазу Tо в ходе регуляции. Но тем не менее, чёткость управления ДTст минимальна. Это может значить только то, что в рассматриваемом образце системы главным показателем, рассказывающем о правильности регулировки, будет отношение временной постоянной измерителя к неизменной временной, системы Тд/ То. Примерно правильность регулирования ДTст можно рассмотреть величиной именно этого показателя: ДTст/Tmax Тд/Т о

График 5. До этого времени мы рассматривали корректность регулировки ДTст /Tmax в обычном режиме после перехода на уставку. Но все, же интерес представляет также динамическая точность регуляции, к примеру, тогда, когда совершается переход от одной уставки в другую. Говоря проще, именно переходящая характеристика данного действия обычно и характеризует.

Мы понимаем, что в 0-вой промежуток времени уставка с 0 поднялась до 50, но температура не успевает подниматься вовремя, а значит, отстаёт и как результат имеет отличие с уставкой. Время перехода на нужный режим, будет зависеть, от неизменной временной конкретного предмета, и исполняющего модуля Ти (при измерителе без крутящегося момента). Следовательно, когда корректность в стандартном варианте ДTст/ДTmax показывает отношение неизменных времени измерителя и предмета, с противоположной стороны Тд/ То и практически не имеют связи с крутящимся моментом исполняющего модуля Ти, значит быстрота точности регулирования полностью подчиняется исправности показателя неизменного времени предмета То и исполняющего модуля Ти.

Крутящийся момент исполняющего устройства в частых случаях снижает направление системы контроля целиком. Поэтому очень важно постараться её снизить. Об этом важно помнить тогда, когда на объект действуют какие-либо внешние силы: исполняющее устройство необходимо иметь возможность компенсирования этих сил.

Рекомендации

1. Позиционный регулятор возможно использовать и извлечь хорошие итоги, если выполнено условие величины отношений Тд/ То< 0,05. Величина Тд/ То примерно показывает точность регулировки Tст /Tmax в установленном режиме.

2. Чтобы повысить динамику правильности, надо снизить показатели безусловных величин постоянных времени и предмета соответственно о, не забыв при этом об исполняющем модуле, оставляя в этом случае наименьшую величину соотношения Тд/ То.

3. Снизить время перехода в правильный режим возможно, если увеличить на этот временной промежуток подводимую мощность, к примеру, можно подсоединить дополнительные нагревающие элементы или собирая термо нагреватели в трехфазной сети (как это делается см. в Проспекте №24 (пункт V) либо на интернет-ресурсе).

4. Увеличить правильность регулирования в возникшем режиме возможно, если установить не 100% мощность, а какую-то ее часть. Чтобы это сделать, можно использовать трех позиционное регулирование, в таком варианте один из компараторов регулятора отвечает за общий подогрев до необходимой температуры, а второй компаратор помогает создать саморегулирование, но уже немного меньшей мощностью.

5. Если измерения неверны или имеются какие-то препоны, а также в ситуациях, когда не разрешена постоянная связь термо нагревателей, в работе редуктора возникает небольшое отставание. Подлинность регулирования в этом случае сильно снижена.
tml>