Автоматична система за контрол на температурата
1. Автоматична система за стабилизация - система, в която контролерът поддържа постоянна предварително определена стойност на контролирания параметър.
2. Софтуерна система за контрол - система, която осигурява промяна на управляващия параметър на предварително определен закон (във времето).
3. проследяване система - система, която осигурява контрол параметър промяна като функция от друга променлива.
4. крайната система за контрол - система, в която контролерът поддържа оптимални условия за промяна на стойността на регулирания количество.
За да се регулира температурата на електрически отоплителни системи се използват главно в системата на първите два класа.
Температура автоматична система за контрол от страна на характера на действието могат да бъдат разделени на две групи: на прекъснат и непрекъснат корекцията.
Автоматични регулатори на автоматизираните системи за управление (SAD) за функционални характеристики на пет вида: позиция (реле), пропорционални (статични), неразделна (астатична), PID (пропорционално-интегрален) и PID е първото производно.
Позиционни настройки са прекъснати ОСП, както и други видове регулатори - RAA непрекъснато. По-долу са основните характеристики на позиционни пропорционални, съставна и на ПИД регулатори, които имат най-голямо приложение за автоматични системи за контрол на температурата.
Функционална схема на автоматичното управление (фиг. 1) се състои от температура регулиране обект 1, температурен сензор 2, компютърно устройство или нивото на температура зададена стойност 4, контролерът 5 и задвижващият механизъм 8. В много случаи между предавателя и програмиране устройството се поставя първичен усилвател 3, и между регулатор и задействащ устройство - вторичен усилвател 6. допълнителен сензор 7 се използва в системите за контрол на PID.
Фиг. 1. функционална схема на автоматичен контрол на температурата
Както температурни сензори се използват термодвойки, често се използват термистора (термистора) soprotivleniya.Naibolee термометри и термодвойки. За повече информация за тях, вижте тук: Конвертори термоелектрически (термодвойки)
Позиционни (реле) Термолегулатори
Позиционно наричаме тези контроли, в които регулаторният орган може да отнеме два или три специфични позиции. Електрическите инсталации се използват дву- и позиционни контролери. Те са надежден и лесен за работа.
Фиг. 2 е схематична диаграма на включване-изключване контрол на температурата на въздуха.
Фиг. 2. Схематична диаграма на контрола на изключване на температурата на въздуха: 1 - обект на контрол, 2 - измерване на мост, 3 - поляризирана реле, 4 - мотор възбуждане намотка 5 - котвата на двигателя, 6 - редуктор 7 - kalorif.
За да се контролира температурата в регулирането на обект служи TC термистор включени в една ръка на измервателния мост 2. Стойностите на съпротивленията на моста се регулира така, че при дадена температура на моста е балансиран, т.е. напрежението на моста диагонал е нула. С повишаване на температурата поляризирана реле 3 включени в диагонала на измервателния мост съдържа една от намотките на двигателя DC 4, който чрез редуктора затваря въздушния клапан 6 преди нагревателните 7. Чрез намаляване на въздушния клапан се отваря напълно температура.
Когато температурата на контрол OFF на количеството на подаваната топлина може да се инсталира само на две нива - максималния и минималния размер. Максималният размер на топлина трябва да бъде по-голям, отколкото е необходимо за поддържане на желания регулира температурата, и минимум - по-малко. В този случай, температурата на въздуха се колебае около една предварително определена стойност, т.е. определя така наречената самостоятелно колебания режим (Фиг. 3a).
Линии съответните температури # 964; н и # 964; за да се определи долните и горните граници на нечувствителност. Когато температурата на контролирания обект, намалява, достигне стойност # 964; п броя на топлина доставя увеличава мигновено и температурата на обекта започва да нараства. достигайки стойност от # 964; регулатор намалява доставка на топлина, и температурата се понижава.
Фиг. 3. Временно изключване контрол характеристика (а) и статичната характеристика на превключвателите (б).
увеличаване на скоростта и намаляване на температурата зависи от свойствата на контролирания обект и времето характеристика (S-крива). Температурните колебания са в рамките на зоната на нечувствителност на граници, ако промени на централно отопление веднага предизвика температурни промени, т.е. когато няма забавяне контролирано обект.
С намаляването на мъртвата зона амплитудата на колебанията на температурата се намалява до нула при # 964; п = # 964; инча Все пак, това изисква въвеждане на топлина варира безкрайно много често, което практически е изключително трудно да се изпълни. Във всички реален контрол обект има закъснение. Регулаторният процес в тези потоци по този начин.
Чрез понижаване на контрол на температурата обект на стойност # 964; п варира мигновено топлинен поток, но поради забавяне температура време продължава да намалява. След това тя се увеличава до стойност # 964; в, при подаване на топлина за незабавно намалява. Температура продължава да расте за известно време, след това поради намалена температура топлоснабдяване се понижава, и процесът се повтаря.
Фиг. 3b показва статичната характеристика на контролер две позиции. От това следва, че регулирането на въздействие върху обекта може да отнеме само две стойности: минималните и максималните. В този пример, максимално съответства на позицията, при която въздушния клапан (виж Фигура 2 ..) са напълно отворени, а минимум - при затворен клапан.
Знакът зависи от знака на регулиране деформация въздействие контролирано количество (температура) от своята работна точка. Големината на константата на въздействието на нормативните актове. Всички проверки на разстояние имат хистерезис област # 945;. което се дължи на разликата в токовете на пикап и освобождаване на електромагнитно реле.
Пропорционални (статични) температурни контролери
В случаите, когато регулиране висока точност е невалидна или когато самостоятелно вибриращо процес контролери с непрекъснато регулиране на процеса, използван. Това са пропорционални контролери (Р контролери). подходящи за контролиране на широк спектър от промишлени процеси.
В случаите, когато регулиране висока точност е невалидна или когато самостоятелно вибриращо процес контролери с непрекъснато регулиране на процеса, използван. Това са пропорционални контролери (Р контролери), които са подходящи за контролиране на широк спектър от промишлени процеси.
При автоматизираните системи за управление, позицията на Р-регулатори регулатор (Y) е пряко пропорционална на стойността на контролирания параметър (х):
където k1 - пропорционалност фактор (фактор регулатор усилване).
Това пропорционалност е така, докато регулаторът достига до своите крайни позиции (крайни изключватели).
Speed регулатор изместване е пряко пропорционално на степента на промяна на контролирания параметър.
Фиг. 4 е схематична диаграма на система за автоматично управление на стайна температура с помощта на пропорционалния контролер. Температурата на стаята се измерва с термометър резистентност TC включен във веригата на измервателния мост 1.
Фиг. 4. Схема пропорционална температура: 1 - измервателен мост, 2 - корекция обект 3 - топлообменника, 4 - кондензатор двигател, 5 - усилвател фаза чувствителни.
При дадена температура на моста е балансиран. В случай на контролирана температура от зададената стойност на диагонала на дисбаланс на мост възниква напрежение, големината и знака на които зависи от големината и знака на отклонението на температурата. Това напрежение се усилва от фаза чувствителен усилвател 5, на изхода на който са включени двуфазна кондензатор двигател намотка на задействащия механизъм 4.
Задвижващият механизъм се движи регулатора променя доставянето на охлаждащата течност към топлообменника 3. Едновременно с регулиране движението на тялото настъпва промяна в съпротивлението на една от ръцете на измервателния мост, в резултат на температурни промени, при което мостът е балансиран.
По този начин, всяко положение на регулиране елемент от здраво обратна връзка съответства на неговата равновесна стойност на регулираната температура.
За пропорционална (статично) контрол характеристика остатъчен неравномерно регулиране.
В случай на рязко отклонение натоварване от предварително определена стойност (в момента t1) настройка на параметъра ще след определен интервал от време (момент t2) към нов стабилен стойност (виж фиг. 4). Въпреки това, това е възможно само ако новата позиция на регулиращия орган, т.е., когато нова стойност на контролирания параметър, различни от целта от сумата # 948;.
Фиг. 5. времеви характеристики Пропорционално
Липса пропорционални регулатори е, че всяка стойност съответства само една определена позиция регулатор. За да се поддържа на желаната стойност параметър (температура), когато е необходимо товара (топлинен поток), че регулаторът е взел различна позиция, съответстваща на новата стойност на натоварването. Пропорционалната регулаторът не се случва, което води до остатъчен параметър за контрол на деформация.
Интеграл (астатична регулатори)
Интеграл (астатична) регулатори са тези, в които при отклонение на параметър от точка регулатора набор се придвижва по-бавно или по-малко и постоянно в една посока (в рамките на работния ход), докато параметъра отново да предварително определена стойност. посока регулатор инсулт се променя само когато параметъра преминава през предварително определена стойност.
неразделна Действията на контролери електрически обикновено са изкуствено създадени зоната на нечувствителност, в която промяна параметър не причинява изместване на регулатора.
Скоростта на движение на регулатора в неразделна контролера може да бъде постоянен или променлив. Основната особеност на този неразделна регулаторът не е пропорционална връзка между зададените стойности на параметрите за контрол и регулатора на позиция.
Фиг. 6 е схематична диаграма на автоматичен контрол на температурата посредством неразделна регулатор. При това, за разлика от пропорционално управление температура верига (вж. Фиг. 4) имат твърда обратна връзка.
Фиг. 6. интегралната схема за регулиране на температурата на въздуха
В цената на интегрална регулатора контролер е пряко пропорционално на отклонението на контролния параметър.
Цялостен процес за контрол на температурата, когато се появи на промяна внезапно натоварване (топлинен поток) на фиг. 7 с времевите характеристики. Както се вижда от графиката, регулиране на параметъра а интегрални контрол връща бавно до предварително определена стойност.
Фиг. 7. времеви характеристики неразделна контрол
PID (пропорционално-интегрален) контролери
PID управление има свойствата на двете пропорционалния и интегрално управление. движение регулатора на скорост зависи от големината и скоростта на отклонение на контролиран параметър.
В контролния параметър събитие от регламента за зададена стойност се извършва по следния начин. Първоначално, регулаторът се премества в зависимост от отклонението на контролирания параметър, т.е. има пропорционално управление. След това регулаторът изпълнява едно допълнително движение, което е необходимо за отстраняване на остатъчния неравномерност (неразделна контрол).
система за контрол на температура PID (фиг. 8) може да бъде получено чрез заместване на твърда обратна връзка пропорционално управление верига (вж. фиг. 5) на еластичния обратна връзка (от регулатора на устойчивостта на двигателя обратна връзка). Електрически обратна връзка се осъществява в потенциометър PID система и входа на системата за контрол чрез верига, включващ съпротивление R и капацитет С.
По време на преходно сигнал за обратна връзка заедно с сигнал параметър отклонение засяга следващите елементи на системата (усилвател, моторни). Когато фиксирани регулатори, в каквато и позиция да е то, като заряда на кондензатора С е отслабен сигнал за обратна връзка (в равновесно състояние е равно на нула).
Фиг. PID регулираща схема 8. температура
PID регулиране характеристика, която регулира неравности (относителна грешка) намалява с увеличаване на времето, близо до нула. В този случай, обратната връзка, няма да доведе до остатъчен контрол отклонение.
По този начин, регламента за PID води до значително по-добри резултати от пропорционална или интегрална (да не говорим за контрол на позиция). Пропорционално управление поради присъствието на твърд обратна връзка става почти мигновено, PID - бавно.
Софтуерът на автоматичния контрол на температурата
За регулиране на внедряване на софтуерни постоянно трябва да действа на корекцията (настройка) на регулатора, така че действителната стойност варира в зависимост от предварително определен закон. За тази цел устройството настройка регулатор се доставя със софтуер елемент. Това устройство служи за определяне правото на промени определени стойности.
Когато електрическо отопление изпълнителен механизъм SAR може да действа за активиране или деактивиране части от електрически нагревателни елементи, като по този начин се променя температурата на отоплителната инсталация съгласно предварително определена програма. Софтуер за контрол на температурата и влажността се използва широко в инсталации на изкуствен климат.