Способы регулирования в системах автоматики
Выбор способа регулирования конкретной системы автоматики зависит от условий протекания технологического процесса, имеющихся исполнительных механизмов и измерительных приборов, а также требований к точности поддержания контролируемых параметров. Выделяют три способа регулирования, которые мы и рассмотрим далее.
По отклонению регулируемой величины.
Способ заключается в выработке управляющего воздействия на исполнительный механизм (ИМ) при отклонении регулируемой величины от заданной. Обязательными элементами такого регулятора являются:
Чувствительный элемент, контролирующий технологический параметр (Датчик).
Задатчик необходимой величины параметра.
Устройство сравнения фактического значения величины параметра и заданного. Формирует управляющее воздействие на ИМ, пропорциональное величине отклонения (Преобразователь частоты).
Исполнительный механизм, реализующий управляющее воздействие.
Примером подобного регулятора может служить электродвигатель, вращающийся с заданной частотой и оборудованный тахогенератором (чувствительный элемент). В цепь ТГ встречно включается реостат (задатчик). Отклонение частоты вращения двигателя вызовет изменение ЭДС ТГ и, как следствие, появление управляющего напряжения, являющегося разностью ЭДС ТГ и напряжения на задатчике. Это управляющее напряжение включит двигатель перемещения ползунка (ИМ) второго, подстроечного реостата, который изменит напряжение обмотки электродвигателя и скомпенсирует отклонение.
По возмущению.
Способ предполагает компенсацию одного (как правило) или нескольких возмущающих воздействий. Наибольшее распространение способ получил при реализации регулирования по нагрузке.
Примером регулятора может служить двигатель постоянного тока с двумя обмотками возбуждения, одна из которых подключена параллельно якорной цепи, а вторая на сопротивление (измерительный шунт для тока в нагрузке), включенного последовательно с нагрузкой.
Комбинированный.
Комбинирует оба вышеперечисленных способа, реализуя сложное регулирование с высокими показателями точности и быстродействия.
Также принято разделять автоматические регуляторы по способу формирования управляющего воздействия на ИМ.
Регуляторы прямого действия. Исполнительный механизм получает управляющее воздействие от измерительного элемента. Ограничением применения таких регуляторов является недостаточная мощность, вырабатываемая чувствительным элементом.
Регуляторы непрямого действия. Снимают ограничение по недостаточной мощности, путём введения в цепь управляющего воздействия усилителя. Для управления перемещением регулирующего органа используются вспомогательные механизмы с независимым источником питания.
И, наконец, по виду управляющего воздействия регуляторы бывают.
Непрерывного действия.
Воздействие на регулирующий орган осуществляется во всё время существования отклонения или возмущения.
Прерывистого (импульсного) действия.
Управление регулирующим органом происходит серией импульсов, которые могут иметь амплитуду пропорциональную отклонению, но следовать через равные промежутки времени или же серией импульсов с одинаковой амплитудой, но разной длительности. Ярким примером являются двухпозиционные регуляторы релейного типа, имеющие два устойчивых положения, которые соответствуют отклонениям регулирующей величины в положительную и отрицательную стороны.
