Serwis urządzeń kontrolno-pomiarowych

Przebiegi sygnałów w procesie regulacyjnym

Maj 7th, 2012

imgNa rys. 3 pokazany jest układ automatycznej regulacji poziomu cieczy w zbiorniku. Działanie układu jest następujące: pływak unoszący się na powierzchni cieczy zaopatrzony jest w zderzak. Zderzak ten przy pewnej wartości poziomu większej od zadanej uruchamia wyłącznik krańcowy Wi. Uruchomienie wy-łącznika W^ powoduje za pośrednictwem układu przekaźnikowego UP uruchomienie silnika M w takim kierunku, by zawór zainstalowany na dopływie cieczy do zbiornika zamykał się. Zmniejszenie dopływu cieczy powoduje obniżanie się poziomu. Jeżeli poziom cieczy w zbiorniku obniży się do wartości takiej, że wyłącznik Wi wróci do stanu spoczynkowego — silnik napędzający zawór zatrzyma się. Układ znajduje się w stanie równowagi, gdy poziom w zbiorniku nie zmienia się, a silnik jest nieczynny. Naruszenie tej równowagi może nastąpić albo przez zmianę ilości dopływającej cieczy Qi, albo przez zmianę ilości odpływającej cieczy Q2, co spowoduje ponowne uruchomienie wyłącznika Wi i dalsze zamknięcie zaworu lub uruchomienie wyłącznika W2 i otwarcie zaworu.

Przypisując urządzeniu regulacyjnemu cechy ludzkie, można jego działanie opisać w sposób następujący: regulator bada czy wartość rzeczywista regulowanej wielkości jest większa, czy mniejsza od jej wartości zadanej i w zależności od wyniku tego porównania tak uruchamia element wykonawczy (zawór), aby odchyłkę regulacji doprowadzić do zera lub wartości bliskiej zeru. Odchyłka regulacji po nagłym powstaniu zaburzenia, przy prawidłowo działającym regulatorze — zanika stopniowo, wówczas proces regulacji jest stabilny. Na rys. 4 przedstawione są przykładowo przebiegi czasowe odchyłki regulacji, jakie mogą mieć miejsce po nagłym pojawieniu się zaburzenia w chwili t = 0. Krzywe na rys. 4a i 4b odpowiadają prawidłowym, stabilnym przebiegom, krzywe na rys. 4c i 4d — złym. Jeśli błąd regulacji, wbrew przeznaczeniu regulatora, nie zanika lecz oscyluje w znacznych granicach (rys. 4c) lub narasta (rys. 4d), praca układu regulacyjnego jest niestabilna.

W opisanym przykładzie regulacji poziomu przebieg odchyłki regulacji będzie odpowiadał charakterowi krzywej z ryś. 4c — jeśli zawór będzie zbyt szybko działał. Przebieg jak na rys. 4c£ otrzyma się, gdy kierunek działania zaworu będzie nieprawidłowy. tj. jeżeli zadziałaniu wyłącznika W\ odpowie otwarcie zaworu i tym samym dalszy wzrost poziomu. Przebieg regulacji jest tym lepszy, im mniejsza jest powierzchnia zawarta między osią czasu a krzywą odpowiadającą przebiegowi sygnału błędu (por. rys. 4). Powierzchnia ta jest miarą jakości procesu regulacji lub innymi słowami — jego dobroć (mniejsza powierzchnia — większa dobroć). Przebieg procesu regulacyjnego zależy od własności wszystkich elementów obwodu. Stabilność dowolnego procesu regulacji i zagadnienie osiągnięcia największej dobroci — jest jednym z głównych zagadnień automatyki.

Tags: , ,

Comments are closed.