Pengontrol posisi dan kontrol dua posisi

Dalam objek kontrol yang tidak memiliki self-leveling, setiap efek gangguan tidak dapat dilokalkan tanpa bantuan pengontrol otomatis dan keadaan ekuilibrium tidak akan tercapai.

Pengoperasian pengatur otomatis ditentukan oleh jenis hubungan antara penyimpangan parameter yang dikontrol dan efek pengatur dari badan pengatur, yang terjadi sebagai akibat dari pergerakannya. Ketergantungan ini disebut karakteristik dinamis dari pengontrol atau hukum pengaturan pengontrol... Menurut jenis ketergantungan ini, regulator dibagi menjadi posisional, statis atau proporsional, astatik dan isodromik.

Regulator dalam positioner dapat memiliki dua atau lebih posisi tetap, yang masing-masing sesuai dengan nilai tertentu dari parameter yang dikontrol.

Menurut jumlah posisi, regulator dapat berupa dua posisi, tiga posisi dan multi posisi.

Dalam praktiknya, aplikasi terbesar ditemukan regulator dua posisi... Mereka harus didiskusikan lebih detail.

Dalam regulator dua posisi, ketika parameter yang dikontrol menyimpang dari nilai yang ditetapkan (dengan jumlah yang lebih besar dari ketidaksensitifan regulator), badan pengatur menempati salah satu posisi ekstrem yang sesuai dengan aliran maksimum atau minimum yang mungkin dari zat pengatur. . Dalam kasus tertentu, nilai minimum mungkin nol aliran masuk.

Pergerakan badan pengatur dari satu posisi ujung ke posisi lain dengan regulasi on-off biasanya dilakukan dengan kecepatan tinggi - secara teoritis seketika dalam waktu instan sama dengan nol.

Kesetaraan antara aliran masuk dan aliran keluar tidak teramati untuk nilai tertentu dari parameter yang dikontrol. Ini hanya dapat terjadi pada beban maksimum atau minimum. Oleh karena itu, dalam kontrol dua posisi, sistem biasanya dalam keadaan tidak seimbang. Akibatnya, parameter yang dikontrol terus berosilasi di kedua arah dari nilai yang ditetapkan.

Amplitudo osilasi ini dengan tidak adanya penundaan, seperti yang mudah diasumsikan, akan menjadi ketidakpekaan tertentu dari regulator... Zona kemungkinan osilasi dari parameter yang dikontrol bergantung pada zona mati regulator dan ditentukan dengan asumsi ada tidak ada penundaan.

Deadband pengontrol adalah rentang perubahan parameter yang dikontrol yang diperlukan untuk memulai gerakan pengontrol dalam arah maju dan mundur. Jadi, misalnya, jika pengatur suhu ruangan, disetel untuk mempertahankan 20 ° C, mulai menutup pengatur saat memasok air panas ke pemanas, saat suhu udara internal naik menjadi 21 °, dan membukanya pada suhu 19 ° , maka zona mati regulator ini sama dengan 2 °.

Keakuratan mempertahankan parameter yang ditetapkan dengan on-off relatif tinggi.

Jika akurasi kontrol cukup tinggi, maka kontroler on-off dapat digunakan di semua fasilitas. Penerapan kontrol on-off dalam banyak kasus ditentukan bukan oleh akurasi kontrol yang dicapai, tetapi oleh frekuensi switching yang diperbolehkan. Harus diingat bahwa pergantian yang sering menyebabkan keausan yang cepat pada bagian-bagian (sangat sering kontak) dari regulator dan, oleh karena itu, menurunkan keandalan operasinya.

Kehadiran penundaan memperburuk proses pengaturan, karena meningkatkan amplitudo fluktuasi parameter, tetapi di sisi lain, penundaan mengurangi frekuensi switching dan dengan demikian memperluas cakupan pengaturan on-off.

Diagram skematik pengontrol suhu dua posisi listrik dalam oven pengering ditunjukkan pada gambar. 1.

Beras. 1. Diagram skematis termostat listrik dua posisi dalam lemari pengering: 1 — sensor bimetal; 2 — pemanas elemen listrik

Regulator ini terdiri dari sensor 1 dan elemen pemanas listrik 2. Sensor terdiri dari dua pelat kontak bimetal, yang di bawah pengaruh suhu dapat, saling mendekati, menutup atau, sebaliknya, membuka rangkaian listrik.

Biasanya lemari pengering mempertahankan suhu 105 ° C. Kemudian, ketika suhu yang disetel tercapai, kontak harus ditutup dan bagian dari elemen pemanas dimanipulasi.Nilai Qpr yang diperlukan setelah melakukan manuver pemanas dapat dipilih sedemikian rupa sehingga dapat sepenuhnya mengkompensasi kehilangan panas dari Qst oven pengering.

Tetapi juga dapat diatur sedemikian rupa sehingga ketika suhu yang disetel tercapai, pemanas mati sepenuhnya. Pada varian pertama, dimungkinkan untuk mencapai Qpr = Qst, maka regulator tidak akan beralih.

Dalam gambar. 2 menunjukkan karakteristik dari proses kontrol dua posisi. Gambar ini menunjukkan perubahan dalam parameter yang dikontrol dari waktu ke waktu setelah satu perubahan mendadak pada beban objek Qpr atau Qst. Pergerakan badan pengatur dari waktu ke waktu juga ditampilkan di sini.

Beras. 2. Karakteristik proses kontrol dua posisi

Perlu dicatat bahwa dalam pengaturan dua posisi, perubahan beban menyebabkan perubahan nilai rata-rata dari nilai yang dikontrol, yaitu. ditandai dengan penyimpangan tertentu. Penyimpangan dari nilai rata-rata parameter yang dikontrol dapat dihitung dengan rumus

ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 — Qct),

dimana ΔPcm — perpindahan maksimum parameter yang dikontrol dari nilai rata-rata yang ditetapkan; ΔTzap — waktu tunda transfer; W adalah faktor kapasitas benda.

Dalam kasus normal, Qpr = Qct dan ΔTzap — nilainya tidak signifikan. Oleh karena itu, perpindahan tidak boleh terlalu signifikan dan tidak melebihi zona mati regulator.

Area penerapan pengontrol hidup dan mati

Pengontrol dua posisi dapat digunakan jika tingkat self-leveling objek yang dikontrol mendekati satu dan sensitivitas objek terhadap gangguan tidak melebihi 0,0005 1 / s, jika tidak ada alasan lain yang memaksa Anda untuk meninggalkan kontroler ini. Alasan-alasan ini meliputi:

1. Sering, kurang dari 4 — 5 menit, menghidupkan dan mematikan regulator, yang biasanya dilakukan di lokasi dengan faktor kapasitas rendah dan dengan seringnya perubahan beban di lokasi.

Perlu diingat bahwa frekuensi switching yang diizinkan ditentukan oleh kecanggihan teknis regulator pada level ini. Angka-angka ini ditentukan oleh praktik sistem kontrol otomatis. Mungkin di masa depan mereka bisa disempurnakan, terutama ke bawah. Selain itu, harus diingat bahwa dimungkinkan untuk menentukan frekuensi switching yang diizinkan dengan mengatur masa pakai regulator yang diperlukan, sambil mengetahui jumlah operasi (siklus) standar minimum dari salah satu elemen pengatur.

2. Tidak dapat diterimanya penghentian suplai pembawa panas, misalnya ke pemanas udara dari unit ventilasi suplai atau ke pemanas udara dari pemanasan pertama unit pendingin udara. Perlu diingat bahwa jika selama musim dingin suplai cairan pendingin ke pemanas benar-benar atau bahkan sebagian dihentikan, maka saat kipas bekerja, yang menyedot udara dingin dengan kecepatan tinggi, dapat membeku dengan sangat cepat.

3.Penyimpangan besar yang tidak dapat diterima parameter lingkungan yang tidak diatur Di sini dimaksudkan bahwa dalam beberapa kasus salah satu parameter udara diatur, sementara yang lain tidak diatur, tetapi harus dalam batas tertentu.

Misalnya, Anda dapat menelepon menjaga suhu tertentu di toko-toko industri tekstil. Di sini tugasnya adalah mengatur suhu di mana kondisi untuk menjaga kelembaban relatif dalam batas tertentu akan dipertahankan. Namun, jika suhu dipertahankan dalam batas yang ditentukan, fluktuasi kelembaban relatif melebihi zona yang diizinkan.

Keadaan terakhir dapat dijelaskan oleh fakta bahwa koefisien kapasitas objek yang dikendalikan dalam kaitannya dengan suhu relatif lebih tinggi daripada koefisien yang sama dalam kaitannya dengan kelembaban relatif. Sangat sering dalam praktiknya perlu untuk mengabaikan kontrol suhu on-off di bengkel semacam itu.

4. Penyimpangan yang tajam dan signifikan dari parameter lingkungan kontrol tidak dapat diterima sesuai dengan persyaratan untuk fluktuasi parameter yang dikendalikan.

Misalnya, suhu udara suplai selama pengaturan on-off kapasitas pemanasan pemanas udara ruang suplai dapat memiliki penyimpangan yang signifikan sehingga menyebabkan sensasi tiupan yang tidak menyenangkan di tempat kerja. Secara umum, fluktuasi suhu internal tidak akan melebihi batas yang ditetapkan.

Keadaan ini juga dapat dijelaskan dengan perbedaan nilai koefisien kapasitas pemanas udara sebagai objek pengontrol suhu udara suplai dan ruang produksi sebagai objek pengontrol suhu dalam ruangan.

Jadi, jika ada fitur yang sesuai dari objek dan tidak ada alasan untuk meninggalkan pengontrol on-off, Anda harus selalu mengarahkan untuk menginstal yang terakhir. Regulator jenis ini ternyata paling sederhana dan termurah, paling andal dalam pengoperasiannya dan tidak memerlukan perawatan yang mumpuni. Selain itu, regulator semacam itu memastikan kualitas regulasi yang stabil.

Fakta penting adalah bahwa penggerak regulator dua posisi seringkali membutuhkan konsumsi energi yang minimal, karena hanya digunakan pada saat penutupan atau pembukaan.

Pengontrol dua posisi sangat sering digunakan untuk kontrol suhu otomatis dalam oven listrik.