115885

•    Aby otrzymać zamknięty układ sterowania należy zamknąć pętlę oddziaływań, uzależniając sterowanie od skutków jakie to sterowanie wywołuje. Sterowanie - definicja

•    Sterowanie jest to proces w układzie, w którym jedna wiefcość lub ich większa iość. jako wielkości wejściowe, wpływają na wielkości wyjściowe według prawidłowości właściwej układowi (DIN 19226).

•    Układ sterowania jest układem otwartym, w którym sygnał wyjściowy nie jest mierzony ani porównywany z sygnałem wejściowym i nie wpływa na akcję sterowania (brak sprzężenia zwrotnego!)

•    Otwarte układy sterowania stosowane są wówczas, gdy związek pomiędzy sygnałem wejściowym i wyjściowym jest znany Rodzaje regulacji

•    Ręczna

•    Automatyczna

Różnice w regulacji ręcznej i automatycznej.

Przykład:

-    termostat grzejnikowy regulacja automatyczna (ręczne nastawianie wielkości regulowanej?).

•    zawór grzejnikowy - regulacja ręczna.

AUTOM ATYCZNA REGULACJA:

STAŁOWARTOŚCIOWA • polega na utrzymaniu stałej wartości wielkości regulowanej. Wartość zadana pozostaje na stałym poziomie niezależnie od zakłóceń działających na układ (jest zdeterminowana w = const). Działanie układu regulacji automatycznej prowadzi doefiminowania wpływu zakłóceń na wielkość regulowaną

•    Jest to najczęściej stosowany rodzaj regulacji np. regulacja

•    Regulacja temperatrry powierza nawiewanego, temp. w pomieszczeniu

•    Regulacja poziomu wody w zasobniku

•    Regulacja poziomu wody w zasobniku

Regulacja rtadążna ma za zadanie nadążne korygowanie wartości wielkości regulowanej stosownie do aktualnej wartości zadanej, która zmienia się w sposób niezdeterminowany, tzn. rudny do przewidzenia (w = w(?))

•    W ogrzewaniach wodnych temperatura czynnika grzejnego zasilającego instalację wewnęrzną tzco (jako wielkość regulowana y) w procesie regulacp nadąża za zmianami temperatury powierza zewnętrznego f/ew (wartością zadaną w)

•    Regulacja ta uwzględnia wpływ parametrów kimatu zewnęrznego potocznie jest nazywana regulacją pogodowa, lub kompensacyjną

•    Regulacja nadążna kaskadowa stosowana jest do regulacp temperatury w systemach wentylacji i kimaty/acji w celu uzyskania wysokiej jakości regulacji poprzez kompensację własności dynamicznych obiektu regulacji.

•    W procesie regulacji zakłada się kaskadowe działanie dwu regulatorów, regulatora głównego (wiodącego) oraz regulatora pomocniczego (nadążnego).

•    Obydwa regilalory w regulatorach cyfrowych mogą być zaprogramowane w jednymur/ąd/eniu.

•    Tcmperatrra powietrza nawiewanego tw (jako wielcość pomocnicza yJ) ukzymywana jest przez regulator 1 na poziomie zadawanym przez regulator 2 nadąż nie za aktualną wartością temperatury powietrza wywiewanego łW (główna wielkość regulowana y2).

•    Regulacja kaskadowa korzystna jest szczególnie wówczas gdy własności dynamiczne obu obwodów regulacji różnią się znacznie między sobą. Dzięki malej inercyjnośd pierwszego obiekti regulacji (nagrzewnica powietrza) mimo dużej bezwładności cieplnej głównego obiektu regulacp (pomieszczenie wraz z instalacją wentylacyjną) stosując regulację kaskadową można znacznie poprawić własności dynamiczne układu regulacji i uzyskać wysoką jakość regulacji.

•    Regulacja programowa utrzymuje zmienną w czasie wartość wielkości regulowanej zgodnie z zadanym programem zmiany wartości zadanej (tv -tv(0). łyp owym przykładem regulacji programowej w systemach ogrzewania pomieszczeń jest okresowe obniżanie temperatury powietrza do poziomu temperatury dyżurnej w godzinach nocnych lub w dni wolne od pracy.

•    Regulacja stalował tośclowa sekwencyjna stosowana jest w przypadku gdy dla utrzymania stałej wartości wielkości regulowanej konieczna jest współpraca regulatora z dwoma lub więcej elementami wykonawczymi

•    Układ regulacji lemperahity powietrza w wentylowanym pomieszczeniu.

•    Regulator w zależności od wartości temperatury powietrza w pomieszczeniu wysyła sygnał nastawiający do siłownika nagrzewnicy lub do siłownika chłodnicy.

•    Załączanie łych sygnałów odbywa się sekwencyjnie Regulacja DDC przy zastosowaniu mikrokomputera

•    Aktualnie w automatyzacji urządzeń i instalacjitechnologicznych w inżyniera środowiska są powszechnie stosowane regulatory cyfrowe i sterowniki.

•    Regulatorami cyfrowymi nazywane są małe urządzenia mfcroprocesorowe głównie reaizujące funkcje regulacyjne jak np.: cyfrowy regulator temperatury, cyfrowy regulator przepływu itp.

•    Bardziej rozbudowane urządzenia mikroprocesorowe z przewagą funkcji sterowania nazywane są sterownikami.

Historia

•    Pierwsze sterowniki cyfrowe powstały w USA pod koniec lal sześćdziesiątych.

•    W technice ogrzewania i klimatyzacji są stosowane od roku 1979 (Recknagel).

•    Dawniej złożone układy sterowania i regulacji były wykonywane w technice przekaźnikowej, w postaci szal sterowniczych z trwałym okablowaniem. Po wprowadzeniu do automatyki techniki mikroprocesorowej (komputerowej) układy przekaźnikowe zostają zastąpione przez bezpośrednie sterownic cyfrowe DDC (Dkect Digial Control) - przykład z Opola.

•    W sterowaniu cyfrowym działanie logiczne jest swobodnie programowane i może być zmieniane bez wymiany okablowania.

•    Ograniczenie okablowania szaf sterowniczych oraz łatwość wprowadzania zmian w algorytmach sterowania (zmiana programu) znacznie obniżyły koszty budowy i modernizacji układów regulacji i sterowania.

•    Szybki rozwój techniki cyfrowej w lalach 90-tych spowodował obniżenie koszlów urządzeń cyfrowych, dzięki temu stało się możliwe powszechne zastosowanie mikrokomputerów do sterowania i regulacji różnych

Regulacja DDC

Do istotnych zalet układów DDC należy możliwość:

-    rcakzacji dowolnie złożonych algorytmów sterowania, włącznie ze sterowaniem optymalnymi adaptacyjnym,

•    ciągłego pomiaru i rejestracji wartości dowolnych paramefrów procesu.

•    przetwarzania danych pomiarowych.

-    wykrywania i sygnalizacji stanów awaryjnych.

-    zwiększenia dokładności sterowania na skutek dokładniejszej identyticacp obiektu regulacji.

Cyfrowe układy scalają regulację, sterowanie i optymalizację.

Regulacja DOC przy zastosowaniu mikrokomputera

•    Podstawowa różnica pomiędzy regulatorami analogowymi i cyfrowymi polega na tym. że w regulatorach analogowych sygnały analogowe ulegają ciągłej obróbce a w regulatorach cyfrowych następuje zamiana sygnału analogowego na cyfrowy (binarny) następnie obróbka sygnału i ponowna zamiana na sygnał analogowy (rys.).

A/D    Mikrokomputer    D/A

•    Ponadto sygnały w regulatorach cyfrowych są próbkowane co ustalony odstęp czasu (cykficzny charakter pracy).

•    Obliczenia cyfrowe wykonywane są tylko dla dyskretnego czasu zamiast w sposób ciągły, pofrzebny jest więc nipułsator po słonic wejściowej i ekstrapolator po sfronie wyjściowej

Budowa regulatora cyfrowego (sterownika)

•    Mikroprocesor CPU (Central Processing Unit) jest elementem głównym mikrokomputera, który rozumie sformułowane w programie rozkazy i steruje składnikami systemu w nadawanym przez zegar takcie systemowym, w zaprogramowanej kolejności.

•    Mikroprocesor komunikuje się z pamięcią, w której przechowywane są programy podstawowe, dane oraz programy użytkowe.

•    W pamięci roboczej RAM (Pandom Access Mentory) zapisywane są wyniki pośrednie. Mogą tam być zapamiętywane dane zmienne, jak wartości zadane, nastawy regulatora, harmonogramy czasowe

•    Dane te muszą pozostać w pamięci rów/nież po wyłączeniu napięcia sieciowego, dlatego la część mkrokompulera posiada zasilanie bateryjne.