3582317307

Układ regulacji

Funkcje realizowane przez automatykę w inżynier* środowiska:

-    regulacja,

-    sterowanie,

-    zabezpieczenie,

-    optymalizacja.

Układ regulacji jest połączeniem elementów automatyki, które wąiółdziałają ze sobą realizując wyznaczone zadanie.

Schemat blokowy układu regulacp

Reoulatar->urządzenie wykon aweze->u rządzenie reouladi->etemenl pomiarowv->reoulatar

Element automatyki

•    Element automatyki jest to urządzenie posiadające sygnał wejściowy i wyjściowy

sygnał weiściQwy->eleaigitamQniatyłii:>sygnał wyjściowy.

•    Elementy liliowce są to takie elementy, których matematyczny opis ma postać zależności liliowych.

•    Elementy nlelrlowe są opisywane za pomocąnielniowych równali algebraicznych, różnicowych lub różniczkowych.

Obiekt regulacji

•    Obiektem regulacp może być urządzenie, zespół urządzeć lub proces technologiczny, w którym w wyniku zewnęiznych oddziaływać realizuje się pożądany algorytm działania.

•    Na obiekt regulacji oddziałują zmienne wejściówce nazywane sypialaml nastawiającymi u oraz zmienne szkodliwe nazywane sygnałami zakłócającymi z.

•    Sygnały wejściówce wpływają na sygnały weyjśdowee nazywane zmiennymi regtiowanyml y.

Wartość zadana, zakłócenie

•    Zakłócenie z jest sygnałem weywierającym niekorzystny wpływ na wartość wiekośd regulowań j y.

•    Zakłócenia generowane poza systemem są sygnałami weejścioweymi do obiektu regulacp.

•    Whrtość zadana w wielkości regulowań j jest okradana przez wtekość wiodącą w procesie regulacji.

Regulator

•    Regulator jest te element układu regulacp, którego zadaniem jest wytworzenie sygnału sterującego wpływającego na przebieg wiekości regulowań j. Sygnałem wjśdowym regulatora jest uchyb regulacji e, a sygnałem wyjściowym wtelcość sterująca u.

•    Uchyb regulacp e otrzymuje się w regulatorze w wyniku porównania wartości zadań j w oraz wartości wielkości regulowanej y. e = w - y Regulator zależnie od uchybu regulacji odpowiednio zmienia sygnał sterujący u tak aby spełnić warunek równości wielkości regulowanej i wartości zadań j y=w.

Urządzenie wykonawcze

•    Urządzenie wykonawcze składa się z elementu napędowego oraz elementu w/ykonawczego.

•    Element wykonawczy jest to urządzenie wymuszające zmiany wielkości regulowań j.

•    W systemach grzew/ezych i wodociągowych elementem wykonawczym jest najczęściej pompa i zawór regulacypy. W systemach wentylacyjnych wentylator i przepustnica. W urządzeniach transportowych - podajnik, przenośnie.

•    Element napędowy służy jaka napęd (silnik, siłownik) elementu wykonawczego.

Element pomiarowy

•    Element pomiarowy jest to część układu regulacji, ktćr j zadaniem jest pomiar wielkości regulowanej y oraz wylworzenie sygnału ym dogodnego do wprowadzenia do regulatora.

SCHEMATY BLOKOIAE

•    W technice regulacji struktorę i działanie ulładu automatyki przedstawia się często w farmie graficznej w postaci schematu blokowego.

•    Elementarne bloki są członami obwodu regulacyjnego, każdy z nich ma wielkość wejściową i wyjściową

•    Bloki są rysowane w postaci prostokątów z umieszczonymi wewnątrz informacjami opisującymi ich właściwości.

Węzły Informacyjne

•    Węzły Informacyjne umożliwiają przekazanie tej samą informacji do kiku różnych punktów schematu blokowego (jedno wejście i co napnniej dwa wyjścia)

•    Schemat węzła informacyjnego Węzły sterujące

•    Węzły sumujące (porównujące) umożliwiają algebraiczne sumowanie kilku sygnałów (jedno wyjście i co najmniej dwa wejścia)

•    Schemat węzła sumtgącego ŁĄCZENE BLOKÓW Podstawowe bloki mogą być połączone:

•    szeregowe,

•    równolegle

•    lub w układzie ze sprzężeniem zwrotnym.

W każdym z wymienionych połączeó można wyznaczyć wypadkową zależność między sygnałem wejściowym a sygnałem wyjściowym. Zależność między tymi sygnałami nazywana jest trans rrltancją.

Połączenie szeregowe

•    Połączenie szeregowe charakteryzuje się tym, że sygnał wyjściowy jednego bloku jest sygnałem wejściowym bloku następnego.

•    Połączenie to nazywane jest również połączeniem kaskadowym.

•    Transmitancja wypadkowa jest iloczynem transmitanep.

•    Gw = G1 ■ G2-... ■ Gn Połączenie równolegle

•    Połączenie równolegle charakteryzuje się tym, że ten sam sygnał jest wprowadzany do klku bloków, a sygnały wyjściowe tych bloków są algebraicznie sumowane.

•    Transmitancja wypadkowa dla dowolnej liczby bloków jest sumą algebraicznąposzczególnych (ransmitanep.

•    Gw = G1 + G2+... + Gn Połączenie ze sprzężeniem zwrotnym

•    Połączenie ze sprzężeniem zwrotnym charakteryzuje aę tym, że sygnał wyjściowy układu, bezpośrednio lub za pomocą innego bloku zostaje wprowadzony na wejście tego układu.

•    Jeżeli sygnał wejściowy odejmujemy od sygnału wejściowego do układu wówczas sprzężenie nazywamy ujemnym, jeżel sygnał ten dodajemy wówczas sprzężenie nazywamy dodalnim.

•    Znak dodatni w mianowniku występuje przy sprzężeniu dodalnim, znak ujemny przy sprzężeniu ujemnym.

Regulacja - definicja

•    Regulacja jest definiowana jako proces, w trakcie którego mierzy się jakąś wielkość izyczną, nazywaną wiekością regulowaną y, porównuje z wartością innej wielkości nazywaną wielkością zadaną w i wpływa na jego przebieg wceiu minimalizacji różnicy tych wielkości e [DIN 19226J. W procesie regulacp przebieg sygnałów odbywa się w obwodzie

zamkniętym, nazywanym układem automatycznej regulacji.

Przykład układu regulacji

•    Schemat lunkcjonatoy układu regulacp temperatury powietrza w ogrzewanym pomieszczeniu

1 - regulator, 2 - czujnik łemperatory powietrza w pomieszczeniu, 3 - człon w/ykonaw/czy, 4 - obiekt regulacji (pomieszczenie z grzepikiem), u - wiekość nastawna, w - wartość zadana, y- wielkość regulowana, zl, z2, z3, z4, zS - wielkości zakłócające Układ regulacp = układ sterowania ze sprzężeniem zwrotnym (zamknięty układ sterowania)

•    W literaturze z zakresu automatyki układ regulacji jest definiowany również jako zamknięty układ sterowania lub układ sterowania ze sprzężeniem zwrotnym.