http://www.omsketalon.ru/?action=regul_vvod
Законы регулирования
Регуляторы температуры имеют различные типы (законы) регулирования:
Позиционное регулирование (позиционный закон) - при этом выходная величина может изменять свое значение дискретно за определенное время в зависимости от величины отклонения. Дискрет (шаг) определяется числом позиций в диапазоне регулирования. Число позиций определяет процесс регулирования: двухпозиционный, трехпозиционный, многопозиционный.
Самое
простое - 2-х позиционное, - регулирование обеспечивает либо максимальное
значение выходной величины (нагреватель включен), либо минимальное, нулевое
значение (нагреватель выключен).
2-х позиционный закон может быть реализован
потребителем, если регулятор имеет 1 канал регулирования для одного канала
измерения. В этом случае один набор уставок управляет одним выходным
устройством.
3-х позиционный закон может быть реализован потребителем, если регулятор имеет 2 канала регулирования для одного канала измерения. В этом случае необходимо задать два набора уставок для двух выходных устройств. Рассмотрим, для примера, случай для логики срабатывания выходных устройств - тип 1, прямой гистерезис ("нагрев") - см. описание ниже. При температуре ниже обоих уставок будут включены два выходных устройства. При температуре между двумя уставками одно выходное устройство будет включено, другое - выключено. При температуре выше обоих уставок оба выходных устройства будут выключены. Таким образом, данная схема подразумевает 3 позиции выходных устройств - оба включены, оба выключены, и одно включено, другое выключено.
Например, можно использовать 3-х позиционное регулирование для ускорения процесса нагрева. Одно выходное устройство управляет работой мощного нагревателя, другое - менее мощного. С мощным нагревателем трудно поддерживать заданную температуру, с маломощным нагревателем очень долго осуществляется первоначальный "грубый" разогрев. Подбором уставок можно добиться, чтобы на начальном этапе нагрева ("грубом") работали оба нагревателя, при этом нагрев осуществляется быстро. При подходе к зоне заданной температуры (переход за уставку мощного нагревателя) мощный нагреватель отключается и нагрев осуществляется маломощным нагревателем.
Например, можно использовать 3-х позиционное регулирование для ускорения процесса нагрева. Одно выходное устройство управляет работой мощного нагревателя, другое - менее мощного. С мощным нагревателем трудно поддерживать заданную температуру, с маломощным нагревателем очень долго осуществляется первоначальный "грубый" разогрев. Подбором уставок можно добиться, чтобы на начальном этапе нагрева ("грубом") работали оба нагревателя, при этом нагрев осуществляется быстро. При подходе к зоне заданной температуры (переход за уставку мощного нагревателя) мощный нагреватель отключается и нагрев осуществляется маломощным нагревателем.
Аналогичным образом можно построить схему 4-х позиционного регулирования с использованием 3 каналов регулирования на 1 канал измерения и т.д.
Пропорциональное регулирование (П-закон) - при этом выходная величина пропорциональна входной. Они связаны коэффициентом пропорциональности. При импульсном регулировании линейно изменяется среднее значение выходной величины за определенное время в зависимости от входной.
Пропорционально-дифференциальное регулирование (ПД-закон) - при этом изменение среднего значения выходной величины за определенное время происходит с учетом величины отклонения и скорости изменения отклонения в соответствии с заданными коэффициентами.
Пропорционально-интегральное регулирование (ПИ-закон) - при этом изменение среднего значения выходной величины за определенное время происходит с учетом величины отклонения и изменения интегральной составляющей, зависимой от величины отклонения и постоянной времени интегрирования (накопленного за некоторое время значения).
Пропорционально-интегрально-дифференциальное регулирование (ПИД-закон) - при этом выходная величина содержит три составляющие регулирования: пропорциональную, интегральную и дифференциальную. ПИД-регулирование является более универсальным по сравнению с типами, перечисленными выше. Устанавливая соответствующие значения коэффициентов ПИД-регулирования, можно получить П-, ПД- или ПИ-регулирование. Ограничения на такой переход накладываются конкретным регулятором.
Наборы уставок
Обычно
каждому выходному устройству соответствует отдельный набор уставок - верхняя и
нижняя уставки. В зависимости от конкретного прибора они задаются в виде верхней
и нижней уставок или в виде уставки и величины гистерезиса. Если уставки
нормируются в виде уставки и величины гистерезиса, то значение верхней уставки
определяется суммированием значений уставки и гистерезиса, значение нижней
уставки - вычитанием значения гистерезиса от значения уставки.
Подробнее об
использовании верхней и нижней уставок при регулировании см. "Тип логики
срабатывания выходных устройств" ниже.
Тип логики срабатывания выходных устройств
Помимо законов регулирования регуляторы имеют различный тип логики срабатывания выходных устройств (см. рисунок и таблицу):
|
Тип логики срабатывания выходных устройств |
Описание | |
|
1 |
Прямой гистерезис ("нагрев") |
применяется при использовании регулятора для управления работой нагревателя |
|
2 |
Обратный гистерезис ("охлаждение") |
применяется при использовании регулятора для управления работой «холодильника» (вентилятора) |
|
3 |
3 П - образная |
применяется при использования регулятора для сигнализации о входе контролируемой величины в заданные границы |
|
4 |
4 U – образная |
применяется при использовании регулятора для сигнализации о выходе контролируемой величины за заданные границы |