位置控制器和兩位控制
在不具有自調平功能的控制對像中,任何擾動效應不借助自動控制器都無法局部化,無法達到平衡狀態。
自動調節器的操作取決於被控參數的偏差與調節體的調節效果之間的關係類型,調節體的運動是調節體調節效果的結果。這種依賴性稱為控制器的動態特性或控制器的調節規律……根據這種依賴性的類型,調節器分為位置型、靜態或比例型、非靜態型和等向型。
定位器中的調節器可以有兩個或多個固定位置,每個位置對應於被控參數的某些值。
根據位置的多少,調節器可以是二位的、三位的和多位的。
在實踐中,最大的應用是兩位穩壓器……應該更詳細地討論它們。
在兩位式調節器中,當被控參數偏離設定值時(偏離調節器的不靈敏度的量大),調節體佔據與調節物質的最大或最小可能流量相對應的極端位置之一.在特定情況下,最小值可能是零流入。
調節體從一個端點位置到另一個端點位置的運動通常以高速進行——理論上在等於零的時刻是瞬時的。
對於給定的受控參數值,沒有觀察到流入和流出之間的相等性。這只能在最大或最小負載時發生。因此,在兩位控制中,系統通常處於非平衡狀態。結果,受控參數從設定值開始在兩個方向上連續振盪。
在沒有延遲的情況下,這些振蕩的幅度,正如很容易假設的那樣,將是調節器的某種不敏感......受控參數的可能振盪區域取決於調節器死區,並且假設存在沒有延遲。
控制器的死區是啟動控制器在正向和反向方向上運動所需的受控參數的變化範圍。因此,例如,如果設置為保持20°C的室溫調節器,則在向加熱器供應熱水時開始關閉調節器,當內部空氣溫度升至21°時,並在溫度為19°時打開調節器,則該調節器的死區等於 2°。
以開關量保持設定參數的準確性較高。
如果控制精度足夠高,那麼開關控制器似乎可以用於所有設施。開關控制的適用性在大多數情況下不是由所達到的控制精度決定的,而是由允許的開關頻率決定的。應該記住,頻繁切換會導致調節器部件(通常是觸點)快速磨損,因此會降低其運行的可靠性。
延遲的存在使調節過程惡化,因為它增加了參數波動的幅度,但另一方面,延遲降低了開關頻率,從而擴大了開關調節的範圍。
乾燥箱中的電動二位溫度控制器的示意圖如圖1所示。 1.
米。 1、乾燥櫃電控雙位溫控器示意圖: 1——雙金屬傳感器; 2——電熱元件
該調節器由傳感器 1 和電熱元件 2 組成。傳感器由兩個 雙金屬接觸板,它們在溫度的影響下可以相互靠近,關閉或相反,打開電路。
通常,乾燥箱內保持105°C的溫度,然後,當達到設定溫度時,必須閉合觸點並操縱部分加熱元件。可以選擇操縱加熱器後所需的 Qpr 值,使其完全補償乾燥爐 Qst 的熱損失。
但也可以調整為當達到設定溫度時,加熱器完全關閉。在第一個變體中,可以實現 Qpr = Qst,然後調節器將不會切換。
在圖。圖 2 顯示了兩位控製過程的特性。此圖顯示了在對象負載 Qpr 或 Qst 發生一次突然變化後,受控參數隨時間的變化。此處還顯示了調節體隨時間的運動。
米。二、二位控製過程的特點
需要注意的是,在兩位調節中,負載的變化會導致控制值的平均值發生變化,即以某些不規則為特徵。受控參數與平均值的偏差可由下式計算
ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 — Qct),
式中 ΔPcm——被控參數偏離平均設定值的最大位移; ΔTzap——轉移延遲時間; W是對象的容量因子。
在正常情況下,Qpr = Qct 和 ΔTzap — 值無關緊要。因此,位移不能很大並且不會超過調節器的死區。
通斷控制器的應用領域
在被控對象的自調平程度接近於統一且對像對擾動的敏感度不超過0.0005 1 / s的情況下,如果沒有其他迫不得已的情況,可以使用二位控制器放棄這個控制器。這些原因包括:
1、頻繁,小於4—5分鐘,開啟和關閉調節器,通常在容量係數低且站點負載變化頻繁的站點進行。
應該記住,允許的開關頻率取決於該級別穩壓器的技術成熟度。這些數字是通過自動控制系統的實踐建立的。也許在未來它們可以被細化,主要是向下。此外,應該記住,可以通過設置調節器所需的壽命來確定允許的開關頻率,同時知道調節元件之一的最小標準化操作(週期)數。
2. 不允許停止熱載體的供應,例如供應通風單元的空氣加熱器或空調單元的第一加熱空氣加熱器。應該記住,如果在冬季完全或部分停止向加熱器供應冷卻液,那麼當風扇工作時高速吸入冷空氣,它會很快結冰。
3.不允許未受監管的環境參數出現較大偏差。這意味著在許多情況下,其中一個空氣參數受到監管,而另一個不受監管,但必須在一定限度內。
例如,您可以稱之為在紡織行業的商店中保持一定的溫度。這裡的任務是調節這樣的溫度,在該溫度下將保持相對濕度在一定限度內的條件。但是,如果溫度保持在指定範圍內,則相對濕度的波動會超出允許範圍。
最後一種情況可以解釋為受控對象與溫度相關的容量係數相對高於與相對濕度相關的相同係數。在實踐中,很多時候有必要放棄此類車間的開關溫度控制。
4. 不允許控制環境參數與受控參數波動要求有明顯的顯著偏差。
例如,在供應室空氣加熱器的加熱能力的通斷調節過程中,供應空氣的溫度可能具有顯著的偏差,以致於在工作場所引起不愉快的吹風感。一般來說,內部溫度的波動不會超過規定的限度。
這種情況也可以用空氣加熱器作為控制送風溫度的對象和生產室作為控制室內溫度的對象的容量係數的不同值來解釋。
因此,如果對象具有合適的特性並且沒有理由放棄開關控制器,則應始終以安裝後者為目標。事實證明,這種類型的調節器是最簡單、最便宜、運行最可靠且不需要合格維護的。此外,此類監管機構可確保穩定的監管質量。
一個重要的事實是,兩位調節器的啟動通常需要最少的能量消耗,因為它只在關閉或打開的時刻使用。
經常使用兩位控制器 用於電烤箱的自動溫度控制.
