בקרי מיקום ובקרה דו-מצבית

באובייקטים בקרה שאין להם פילוס עצמי, לא ניתן למקם כל אפקט הפרעה ללא עזרת בקר אוטומטי ומצב שיווי המשקל לא יושג.

פעולתו של הרגולטור האוטומטי נקבעת על פי סוג הקשר בין הסטיות של הפרמטר המבוקר לבין השפעת הוויסות של הגוף המווסת, המתרחשת כתוצאה מתנועתו. תלות זו נקראת המאפיין הדינמי של הבקר או החוק הרגולטורי של הבקר... לפי סוג התלות הזו, הרגולטורים מחולקים למיקום, סטטי או פרופורציונלי, אסטטי ואיזודרומי.

הרגולטור במציבה יכול להיות בעל שני עמדות קבועות או יותר, שכל אחת מהן תואמת לערכים מסוימים של הפרמטר הנשלט.

על פי מספר העמדות, הרגולטורים יכולים להיות דו-מצביים, שלושה עמדות ורב-מצבים.

בפועל, היישום הגדול ביותר נמצא רגולטורים דו-מצביים... יש לדון בהם ביתר פירוט.

בווסת דו-מצבי, כאשר הפרמטר המבוקר חורג מהערך שנקבע (בכמות גדולה מחוסר הרגישות של הווסת), הגוף המווסת תופס את אחד מהמצבים הקיצוניים המתאימים לזרימה המרבית או המינימלית האפשרית של החומר המווסת . במקרה מסוים, הערך המינימלי עשוי להיות אפס זרימה.

תנועת הגוף המווסת ממצב קצה אחד למשנהו עם ויסות הפעלה-כיבוי מתבצעת בדרך כלל במהירות גבוהה - באופן תיאורטי מיידי בזמן השווה לאפס.

שוויון בין זרימה ויציאה אינו נצפה עבור ערך נתון של הפרמטר המבוקר. זה יכול לקרות רק בעומסים מקסימליים או מינימליים. לכן, בשליטה דו-מצבית, המערכת נמצאת בדרך כלל במצב לא שיווי משקל. כתוצאה מכך, הפרמטר הנשלט מתנודד ברציפות בשני הכיוונים מהערך שנקבע.

המשרעת של תנודות אלו בהיעדר עיכובים, כפי שקל להניח, תהיה חוסר רגישות מסוימת של הרגולטור... אזור התנודות האפשריות של הפרמטר הנשלט תלוי באזור המת של הרגולטור ונקבע בהנחה שיש אין עיכוב.

פס הפס של הבקר הוא טווח השינוי של הפרמטר המבוקר הנדרש כדי להניע תנועה של הבקר בכיוון קדימה ואחורה. כך, למשל, אם וסת טמפרטורת החדר, המוגדר לשמור על 20 מעלות צלזיוס, מתחיל לסגור את הרגולטור בעת אספקת מים חמים למחמם, כאשר טמפרטורת האוויר הפנימית עולה ל-21 מעלות, ופותחת אותו בטמפרטורה של 19 מעלות. , אז האזור המת של הרגולטור הזה שווה ל-2 °.

הדיוק בשמירה על הפרמטרים שנקבעו עם on-off גבוה יחסית.

אם דיוק הבקרה גבוה מספיק, נראה שניתן להשתמש בבקרי הפעלה-כיבוי בכל המתקנים. התחולה של בקרת הפעלה-כיבוי נקבעת ברוב המקרים לא לפי דיוק הבקרה שהושג, אלא לפי תדירות המיתוג המותרת. יש לזכור כי החלפה תכופה מובילה לבלאי מהיר של חלקים (לעיתים קרובות מגעים) של הרגולטור, ולכן, לירידה באמינות פעולתו.

קיומו של השהיה מחמיר את תהליך הוויסות, שכן הוא מגדיל את משרעת תנודות הפרמטרים, אך מצד שני, ההשהיה מפחיתה את תדירות המיתוג ובכך מרחיבה את היקף ויסות ה-on-off.

תרשים סכמטי של בקר טמפרטורה חשמלי דו-מצבי בתנור ייבוש מוצג באיור. 1.

אורז. 1. תרשים סכמטי של תרמוסטט חשמלי דו-מצבי בארון ייבוש: 1 - חיישן דו-מתכתי; 2 - גוף חימום חשמלי

ווסת זה מורכב מחיישן 1 ומגוף חימום חשמלי 2. החיישן מורכב משניים לוחות מגע דו מתכתיים, אשר בהשפעת הטמפרטורה יכולים, מתקרבים זה לזה, לסגור או להיפך, לפתוח מעגל חשמלי.

בד"כ נשמרת טמפרטורה של 105 מעלות צלזיוס בארון הייבוש. לאחר מכן, כאשר מגיעים לטמפרטורה שנקבעה, יש לסגור את המגעים ולתפעל חלק מגוף החימום.ניתן לבחור את הערך הנדרש של Qpr לאחר תמרון המחמם בצורה כזו שיפצה במלואה את הפסדי החום מתנור הייבוש Qst.

אבל זה גם יכול להיות מותאם בצורה כזו שכאשר מגיעים לטמפרטורה שנקבעה, המחמם נכבה לחלוטין. בגרסה הראשונה, אפשר להשיג ש-Qpr = Qst, ואז הרגולטור לא יחליף.

באיור. 2 מציג את המאפיין של תהליך השליטה בשני מצבים. איור זה מציג את השינויים בפרמטר הנשלט לאורך זמן לאחר שינוי פתאומי בודד בעומס האובייקט Qpr או Qst. תנועת הגוף המווסת לאורך זמן מוצגת גם כאן.

אורז. 2. מאפייני תהליך הבקרה הדו-מצבי

יש לציין כי בוויסות דו-מצבי, שינוי בעומס גורם לשינוי בערך הממוצע של הערך המבוקר, כלומר. מאופיין באי סדרים מסוימים. ניתן לחשב את הסטייה מהערך הממוצע של הפרמטר המבוקר באמצעות הנוסחה

ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 — Qct),

כאשר ΔPcm - תזוזה מקסימלית של הפרמטר הנשלט מהערך הממוצע שנקבע; ΔTzap - זמן עיכוב העברה; W הוא גורם הקיבולת של האובייקט.

במקרים רגילים, Qpr = Qct ו- ΔTzap - הערך אינו משמעותי. לכן, העקירה לא יכולה להיות משמעותית מאוד ואינה חורגת מהאזור המת של הרגולטור.

תחומי יישום של בקרי הפעלה וכיבוי

ניתן להשתמש בבקר דו-מצבי במקרה שמידת הפילוס העצמי של האובייקט הנשלט קרובה לאחדות והרגישות של האובייקט להפרעות אינה עולה על 0.0005 1/s, אם אין סיבות אחרות המאלצות אותך לנטוש את הבקר הזה. סיבות אלו כוללות:

1. תדירות, פחות מ-4 — 5 דקות, הפעלה וכיבוי של הרגולטור, מה שנעשה בדרך כלל באתרים עם גורמי קיבולת נמוכים ועם שינויים תכופים בעומס האתר.

יש לזכור כי תדירות המיתוג המותרת נקבעת על ידי התחכום הטכני של הרגולטורים ברמה זו. נתונים אלה נקבעים על ידי התרגול של מערכת הבקרה האוטומטית. אולי בעתיד ניתן יהיה לשכלל אותם, בעיקר כלפי מטה. בנוסף, יש לזכור כי ניתן לקבוע את תדירות המיתוג המותרת על ידי קביעת אורך החיים הנדרש של הרגולטור, תוך הכרת מספר הפעולות (מחזוריות) המינימליות של אחד ממרכיבי הרגולציה.

2. אי קבילה של הפסקת אספקת נושא החום, למשל למחממי האוויר של יחידת אוורור האספקה ​​או לתנורי האוויר של החימום הראשון של יחידת המיזוג. יש לזכור שאם בעונת החורף אספקת נוזל הקירור לתנורי החימום מופסקת לחלוטין או אפילו חלקית, אז כאשר המאוורר פועל, השואב אוויר קר במהירות גבוהה, הוא יכול לקפוא מהר מאוד.

3.אי קבילות של חריגות גדולות של פרמטרים סביבתיים לא מוסדרים כאן הכוונה שבמספר מקרים אחד מפרמטרי האוויר מוסדר, בעוד השני אינו מוסדר, אלא חייב להיות בגבולות מסוימים.

לדוגמה, אתה יכול לקרוא לשמור על טמפרטורה מסוימת בחנויות של תעשיית הטקסטיל. כאן המשימה היא לווסת טמפרטורה כזו שבה יישמרו התנאים לשמירה על הלחות היחסית בגבולות מסוימים. עם זאת, אם הטמפרטורה נשמרת בגבולות שצוינו, התנודות בלחות היחסית חורגות מהאזור המותר.

ניתן להסביר את הנסיבות האחרונות בכך שמקדמי הקיבולת של האובייקט הנשלט ביחס לטמפרטורה גבוהים יחסית מאותם מקדמים ביחס ללחות יחסית. לעתים קרובות מאוד בפועל יש צורך לנטוש את בקרת הטמפרטורה על-off בסדנאות כאלה.

4. אי קבילה של חריגה חדה ומשמעותית של פרמטרי סביבת הבקרה בהתאם לדרישות לתנודות בפרמטרים המבוקרים.

לדוגמה, לטמפרטורת האוויר האספקה ​​במהלך כוונון הפעלה-כיבוי של כושר החימום של מחמם האוויר בתא האספקה ​​עשויות להיות סטיות משמעותיות עד כדי כך שיגרמו לתחושות לא נעימות של נשיפה במקום העבודה. באופן כללי, תנודות בטמפרטורה הפנימית לא יעלו על הגבולות שנקבעו.

נסיבות אלו יכולות להיות מוסברות גם על ידי ערכים שונים של מקדמי הקיבולת של מחמם האוויר כאובייקט לשליטה בטמפרטורת אוויר האספקה ​​וחדר הייצור כאובייקט לשליטה בטמפרטורה הפנימית.

לפיכך, אם יש תכונה מתאימה של האובייקט ואין סיבה לנטוש את הבקר ל-on-off, אתה תמיד צריך לשאוף להתקין את האחרון. סוג זה של ווסת מתגלה כפשוט והזול ביותר, האמין ביותר בתפעול ואינו דורש תחזוקה מוסמכת. בנוסף, רגולטורים כאלה מבטיחים איכות רגולציה יציבה.

עובדה חשובה היא שהפעלת וסת דו-מצבי דורשת לעתים קרובות מאוד צריכת אנרגיה מינימלית, מכיוון שהוא משמש רק ברגעי סגירה או פתיחה.

בקרים דו-מצביים משמשים לעתים קרובות מאוד לבקרת טמפרטורה אוטומטית בתנורים חשמליים.