Позиционными
(ПЗ) или релейными называют регуляторы,
у которых при изменении на входе выходная
величина может принимать только
определенные, заранее известные значения.
Переход от одного из этих значений к
другому происходит очень быстро,
практически мгновенно.
Особенностью
таких АР является то, что они реагируют
не на значение регулируемой величины,
а на величину отклонения этой величины
(на знак отклонения) от заданного
значения.
Еще
одной особенностью позиционного
регулирования является то, что регулируемая
величина совершает гармонические
колебания.
Статическая
и динамическая характеристики
Наибольшее
распространение получили двухпозиционные
регуляторы, у которых выходная величина
может принимать только два значения:
минимальное или максимальное.
Hабота
идеального (с однозначной характеристикой)
Пз-регулятора может быть представлена
в виде:
Режим
работы позиционного регулятора может
быть двояким: АР может быть настроен на
минимум или на максимум.
При
настройке на минимум реализуется
следующий принцип: если текущее значение
входной величины утт
меньше
заданного узд,
то выходная величина регулятора u
принимает
максимальное значение uмах;
если же утт
больше
уздзд,
то выходная величина u
принимает
минимальное значение uminmin.
По такому принципу работают все
нагревательные приборы (например,
утюги). Статическая характеристика
имеет вид
При
настройке на максимум реализуется
следующий принцип: если текущее значение
входной величины ут
меньше
заданного узд,
то выходная величина регулятора u
принимает
минимальное значение umax;
если же ут
больше узд,
то выходная величина u
принимает
максимальное значение umin.
По такому принципу работают все
холодильные (например, холодильники).
Статическая характеристика имеет вид
Динамическая
характеристика имеет вид
Переходный
процесс и критерии качества регулирования
в системах с позиционными регуляторами
Изменение
выходной величины системы во времени
с момента нанесения воздействия до
прихода ее в новое установившееся
состояние называют переходным процессом,
т.е. процессом перехода из одного
установившегося состояния в другое.
Качество позиционного регулирования
оценивают по
•
Амплитуде колебаний
А,
•
Периоду колебаний
Тк,
•
Частоте колебаний
ω = 2π / Тк
Иногда
происходит смещение колебаний, а за ним
и смещение средней линии колебаний
относительно заданного значения а0.
Преимущества
и недостатки позиционных регуляторов,
область применения
Преимущества:
• Просты
по конструкции,
• Надежны
в работе,
• Несложны
в обслуживании и при настройке
Недостаток
заключается в том, что в процессе
происходят гармонические колебания
регулируемой величины. Применяют
ПЗ-регуляторы на инерционных объектах
с малым запаздыванием.
15.Пропорциональные регуляторы
К
П-регуляторам относятся те, у которых
выходная величина в пределах зоны
регулирования изменяется пропорционально
изменению входной величины.
Уравнение
динамики
u
= kpε
+ u0,
где kp – коэффициент усиления регулятора,
u0–
выходная величина регулятора в начальный
момент времени.
Параметр
настройки
Параметром
настройки П-регулятора является зона
регулирования, или предел пропорциональности
δ = kp-1∙100%,
под которым понимают диапазон изменения
входной величины регулятора, выраженный
в процентах от максимального интервала,
в пределах которого изменение входной
величины приводит к изменению выходной
величины регулятора от одного крайнего
значения до другого.
Статическая
и динамическая характеристика
С
татическая
характеристика
пропорционального регулятора –
зависимость выходной величины от
входной.
Д
инамическая
характеристика
– зависимость выходной величины от
времени при изменении входной величины.
Динамические
характеристики П-регулятора при
ступенчатом изменении входного сигнала
и различных значениях Кр приведены на
рис. 3
Работа
регулятора в замкнутом контуре
В
связи с наличием жесткой взаимосвязи
между изменениями входной и выходной
величин П-регулятор обладает высоким
быстродействием, что при его работе в
замкнутом контуре приводит к малой
продолжительности переходного процесса.
Преимущества
и недостатки, область применения
К
достоинствам пропорционального
регулятора следует отнести его
безынерционность (или быстродействие).
Это выражается в том, что его выходная
величина изменяется одновременно с
изменением входной величины.
Также
П-регулятор прост по конструкции и
всегда приводит регулируемую величину
в состояние равновесия.
Недостатком
П-регулятора является то, что при работе
в замкнутом контуре АСР регулятор не
возвращает регулируемую величину к
заданному значению.
Такие
регуляторы применяются, например, в
системах вентиляции для поддержания
требуемого температурного режима в
помещении и могут включать в себя таймер
и дистанционное управление.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Понятие позиционного регулятора Позиционный регулятор — самый широко распространенный тип регулятора. Причина популярности в его простоте при удовлетворительном качестве регулирования. Этот регулятор описывается зависимостью выходного сигнала управления от входного сигнала, представленной на диаграмме.
Типы позиционных регуляторов Регулятор типа 1 применяется для управления объектами с исполнительным устройством типа «нагреватель»: наличие сигнала управления приводит к увеличению измеренного сигнала. Регулятор типа 2 используется для управления объектами с исполнительным устройством типа «холодильник»: наличие сигнала управления приводит к уменьшению измеренного сигнала. Принцип действия Принцип действия регулятора типа 1 (типа 2 аналогично) заключается в том, что он полностью включает управляющее воздействие, если измеренный сигнал меньше заданного (уставки), и полностью выключает, если сигнал больше уставки. Типичный временной график измеренного сигнала в объекте, который управляется позиционным регулятором, показан на рисунке.
Принципиально важны два обстоятельства:
Рекомендации по улучшению работы Применение позиционного регулятора дает хорошие результаты, если:
Для того, чтобы не было частых срабатываний и/или ложных срабатываний от воздействия помех («дребезг контактов»), в регулировочную характеристику позиционных регуляторов вводят зону возврата. Это соответствующим образом увеличивает колебания измеренного сигнала, но снижает износ оборудования (реле, пускателей, приводов и проч.). В ассорименте НПФ КонтрАвт представлены различные варианты позиционных регуляторов (например МЕТАКОН-1105, МЕТАКОН-512/522/532/562 и др.) Подобрать позиционный регулятор под свои задачи можно в нашем Каталоге. |
|
Позиционный регулятор
У позиционных регуляторов регулирующий орган может занимать два или три определенных положения. Наибольшее применение получили так называемые двух — и трехпозиционные регуляторы.
Действие позиционного регулятора происходит следующим образом. Контактный датчик регулятора связан с пером прибора при помощи рычажного механизма. При отклонении температуры от заданного значения подвижной контакт датчика приходит в соприкосновение с одним из боковых неподвижных контактов.
| Схема позиционного регулятора ПР1. 5. |
Действие позиционного регулятора основано на сравнении давления сжатого воздуха в пределах 19 6 — 98 кН / м2 ( 0 2 — 1 кгс / см2), поступающего на вход и пропорционального измеряемому параметру, и давления, устанавливаемого задатчиком, встроенным в прибор.
| Схема установки для поверки позиционного регулятора ПР1. 5. |
Поверку позиционного регулятора выполняют при 5 — 6 значениях заданного значения РЗ, устанавливаемых равномерно по шкале манометра 4 при работе регулятора на минимум. Затем по полученным данным определяют абсолютные и относительные погрешности прибора в поверяемых точках.
Среди позиционных регуляторов наиболее часто применяют двух-и трехпозиционные регуляторы, в которых регулирующий орган в зависимости от знака отклонения регулируемого параметра может занимать одно из двух или трех фиксированных положений.
Выбор релейного позиционного регулятора основан на характеристиках, определяющих частоту и период автоколебаний в зависимости от зоны нечувствительности. Если последние не превосходят допустимых, то тогда для рассматриваемой системы регулирования пригоден двухпозиционный регулятор.
В позиционных регуляторах зону нечувствительности называют дифференциалом регулятора. Здесь зона нечувствительности обусловлена не только трением и технологическими зазорами, но и конструкцией регулятора. Величина дифференциала может быть изменена при настройке регулятора.
В позиционном регуляторе регулирующий орган может занимать, в зависимости от значения регулируемого параметра, только несколько вполне определенных положений, например в двухпозиционном регуляторе положения открыто, закрыто, причем перемещение из одного положения в другое происходит практически мгновенно.
В позиционных регуляторах зону нечувствительности называют дифференциалом регулятора. Здесь зона нечувствительности зависит от конструкции регулятора. Зачастую величина дифференциала может быть изменена при настройке.
В позиционных регуляторах и сигнализаторах давления используются те же чувствительные элементы, которые служат для измерения давления в манометрах, вакуумметрах и дифманометрах: мембраны, сильфоны и трубчатые пружины. Характерным примером позиционного регулятора давления может служить сигнализатор падения давления сильфонный — СПДС. Он применяется для сигнализации падения давления неагрессивных газов и жидкостей ниже заданной величины. Чувствительным элементом является сильфон, развивающий определенное усилие под действием измеряемого давления и воздействующий на ртутный контакт.
В позиционных регуляторах и сигнализаторах уровня в качестве чувствительных элементов применяют поплавок или мембрану. Принцип действия мембранных чувствительных элементов основан на воздействии давления контролируемого вещества на резиновую мембрану, вмонтированную в стенку емкости. Для сигнализации уровня сыпучих материалов в качестве чувствительного элемента используются электрические проводники, действие которых основано на зависимости проводимости электрической цепи от изменения степени погружения проводников ( электродов) в слой сыпучего материала.
В позиционном регуляторе изменения регулируемого параметра влияют лишь на знак регулирующего воздействия. Скорость и характер перемещения регулирующего органа постоянны. В зависимости от числа возможных положений регулирующего органа позиционные регуляторы делятся на двух — и трехпозиционные.
В позиционном регуляторе изменения регулируемого параметра влияют лишь на знак регулирующего воздействия. Скорость и характер перемещения регулирующего органа постоянны. В зависимости от числа возможных положений регулирующего органа позиционные регуляторы делятся на двух — и трехпозиционные. В двухпозиционных регуляторах регулирующий орган может занимать только два положения: открыто — закрыто, включено — выключено.
Двухпозиционный регулятор
Двухпозиционный регулятор — наиболее дешевый и поэтому наиболее распространенный тип регулятора. Устройства такого типа используются в системах отопления, холодильниках, водяных резервуарах. Если текущее значение переменной меньше заданного значения, то регулятор включен и его выходной сигнал максимальный. Если регулируемая переменная превышает заданное значение, то регулятор выключен и его выходной сигнал равен нулю. Из-за наличия механического трения или искрения электрических контактов переключение регулятора фактически происходит после некоторого отклонения регулируемой переменной ниже или выше заданного значения. Этот интервал ( зона нечувствительности) может быть по желанию увеличен, что приведет к уменьшению частоты включений регулятора и, следовательно, к меньшему его износу.
| Зависимость коэффициента передачи контура регулирования от амплитуды возмущающего воздействия при ПИ-регулировании. |
Двухпозиционные регуляторы теоретически формируют выходной сигнал, равный либо 0 % ( выключено), либо 100 % ( включено) в зависимости от знака рассогласования. Независимо от амплитуды синусоидального отклонения параметра от заданного значения такие регуляторы образуют прямоугольную волну с амплитудой, равной единице. Для определения численного значения коэффициента передачи любого устройства его выходной сигнал выражают в той же форме, что и входной. Так, 100 % — ную прямоугольную волну представляют в виде синусоиды, амплитуда которой в 4 / я раз больше амплитуды прямоугольной волны.
Двухпозиционный регулятор обеспечивает высокий коэффициент передачи контура регулирования при больших отклонениях параметра. Очевидно, в контур регулирования нужно одновременно устанавливать двухпозиционный и линейный регуляторы. Дополнительным доводом в пользу установки двухпозиционных регуляторов в контур с большим отклонением параметра, а линейных — с малым является то, что первые лучше реагируют на изменение заданного значения параметра, а вторые — на изменение нагрузки.
Двухпозиционный регулятор воздействует на контур регулирования с максимальной скоростью, но вызывает перерегулирование параметра, возрастающее с увеличением емкости элементов контура. При этом растет и время демпфирования колебаний параметра. На рисунке приведены кривые изменения во времени регулируемой и промежуточной переменных, а также выходного сигнала регулятора при увеличении заданного значения параметра. Из графика следует, что для получения минимального времени регулирования необходимо уменьшить выходной сигнал регулятора от 100 % до величины, соответствующей номинальной нагрузке q, в момент, когда промежуточная переменная достигнет заданного значения.
Двухпозиционные регуляторы могут успешно применяться для регулирования объектов, обладающих малым запаздыванием своего действия, значительной емкостью и небольшой чувствительностью. В других случаях они не могут обеспечить удовлетворительного качества регулирования вследствие больших переходных отклонений температуры от предписанного значения.
Двухпозиционный регулятор пилот, установленный в ГРП котельных, позволяет приспособить к нему приборы телемеханического управления.
Двухпозиционные регуляторы называют регуляторами открыто — закрыто. В трехпозиционных регуляторах регулятор может, кроме двух крайних, занимать еще одно промежуточное фиксированное положение, а в многопозиционных — несколько промежуточных положений.
| Принципиальная схема пропорционального регулятора пневматического действия, а — схема регулятора. б — схема действия механизма пропорциональности. |
Двухпозиционные регуляторы имеют сравнительно ограниченную область применения. Многие технологические процессы требуют регуляторов с пропорциональной или статической характеристикой.
Двухпозиционный регулятор позволяет применять форсунки с менее широким диапазоном регулирования, так как при этом они должны хорошо работать только при двух режимах подачи мазута и воздуха, а не во всем диапазоне регулирования производительности форсунки.
Двухпозиционные регуляторы являются регуляторами приборного типа. В комплект этих регуляторов входит прибор, с помощью которого измеряется значение регулируемой величины. Этот же прибор содержит элементы для установки заданного значения регулируемой величины и элементы двухпозиционного регулирования.
Двухпозиционные регуляторы могут дополняться стабилизирующими и другими устройствами, позволяющими существенно улучшить процесс регулирования.
| Схема регулятора перекладным клапаном. |
Двухпозиционные регуляторы выпускают пневматические и электрические.
Позиционное регулирование
Позиционное регулирование используют при вспашке полей с малоизменяющимся рельефом, а также при работе с навесными машинами, требующими точной установки относительно трактора.
| Схема и графики плавного регулирования производительности установки. |
Позиционное регулирование дает хорошие результаты в системах с большими емкостями, позволяющими аккумулировать холод. В этом случае увеличиваются интервалы между пуском и остановкой агрегатов и сглаживается колебание параметра.
Позиционное регулирование характеризуется скачкообразной функциональной зависимостью между отклонением регулируемого параметра от заданного значения и перемещением регулирующего органа. Каждая позиция соответствует определенной области значений регулируемого параметра. По числу позиций различают двух -, трех — и многопозиционные регуляторы. В практике наибольшее распространение получили двух — и трехпозиционные.
| Двухпдаиц иоиное регулирование температуры. |
Позиционное регулирование характеризуется скачкообразной функциональной зависимостью между отклонением регулируемого параметра от заданного значения и перемещением регулирующего органа. Каждая позиция соответствует определенной области значений регулируемого параметра. По количеству позиций различают двух -, трех — и многопозиционные регуляторы. В практике наибольшее распространение получили двух — и трехпозици-онные.
| Рычага уврмлевп силовым т иозициопым регуляторам. |
Позиционное регулирование предназначено для работы с машинами-орудиями, не имеющими опорных колес, а также с машинами, работающими над поверхностью поля, например, с навесными опрыскивателями, разбрасывателями удобрений на полях с выровненным рельефом.
| Схема регулирования холодопроизводительности эжекторной холодильной машины. |
Позиционное регулирование холодопроизводительности Ъсу-ществляется путем включения и выключения главных эжекторов. При нескольких эжекторах для этого требуется герметически разделить полости испарителя и конденсатора, связанные с отдельными эжекторами, так как иначе при выключении любого эжектора давления в компрессоре и испарителе выравняются.
Позиционное регулирование СКЗ осуществляют, задавая край-1 ние значения величин тока СКЗ или разности потенциалов труба — земля, которые являются точками регулировки. Изменения режима СКЗ, при которых величины не достигают крайних значений, не вызывают включений регулирующего органа.
Позиционным регулированием называется такое регулирование, когда при непрерывном изменении параметра регулирующий орган начинает действовать только при достижении этим параметром крайних заданных значений. Применяемый в этом случае регулятор носит название позиционного регулятора. Позиционные регуляторы применяются для регулирования температуры мазута и теплоносителя в емкостях.
Закон позиционного регулирования предусматривает дискретные воздействия на объект путем задания определенных положений исполнительному органу.
Процессы позиционного регулирования являются процессами автоколебательными. Основными параметрами автоколебательных процессов являются их амплитуды и периоды колебаний.
Для позиционного регулирования и сигнализации в приборы встраивают контактные устройства. Модификации приборов имеют также пневматические устройства. Корпуса приборов обеспечивают настенный или щитовой монтаж.
Помогла ли вам статья?
Задать вопрос
Пишите ваши рекомендации и задавайте вопросы в комментариях