أجهزة التحكم في الموضع والتحكم ثنائي الموضع
في عناصر التحكم التي لا تتمتع بالاستواء الذاتي ، لا يمكن توطين أي تأثير اضطراب بدون مساعدة من وحدة تحكم تلقائية ولن تتحقق حالة التوازن.
يتم تحديد تشغيل المنظم التلقائي حسب نوع العلاقة بين انحرافات المعلمة الخاضعة للرقابة والتأثير التنظيمي للهيئة المنظمة ، والتي تحدث نتيجة حركتها. يسمى هذا الاعتماد بالخاصية الديناميكية لوحدة التحكم أو القانون التنظيمي لوحدة التحكم ... وفقًا لنوع هذا الاعتماد ، تنقسم الهيئات التنظيمية إلى موضعية ، ثابتة أو متناسبة ، ثابتة ومتساوية.
يمكن أن يكون للمنظم الموجود في جهاز تحديد المواقع موقعان ثابتان أو أكثر ، يتوافق كل منهما مع قيم معينة للمعامل المتحكم به.
وفقًا لعدد المواقف ، يمكن أن تكون الهيئات التنظيمية ذات وضعين وثلاثة أوضاع ومتعددة المواضع.
من الناحية العملية ، تم العثور على أكبر تطبيق للمنظمين من موقعين ... يجب مناقشتها بمزيد من التفصيل.
في منظم ثنائي الموضع ، عندما تنحرف المعلمة الخاضعة للرقابة عن القيمة المحددة (بمقدار أكبر من حساسية المنظم) ، تحتل الهيئة المنظمة أحد المواضع المتطرفة المقابلة لأقصى أو أدنى تدفق ممكن للمادة المنظمة . في حالة معينة ، قد تكون القيمة الدنيا هي صفر تدفق.
عادة ما يتم تنفيذ حركة الجسم المنظم من وضع طرفي إلى آخر مع تنظيم التشغيل والإيقاف بسرعة عالية - لحظية نظريًا في وقت يساوي الصفر.
لا يتم ملاحظة المساواة بين التدفق الداخلي والخارجي لقيمة معينة للمعامل الخاضع للرقابة. يمكن أن يحدث هذا فقط عند الحد الأقصى أو الحد الأدنى من الأحمال. لذلك ، في التحكم ثنائي الموضع ، يكون النظام عادة في حالة عدم توازن. نتيجة لذلك ، تتأرجح المعلمة الخاضعة للرقابة باستمرار في كلا الاتجاهين من القيمة المحددة.
اتساع هذه التذبذبات في حالة عدم وجود تأخيرات ، كما يسهل الافتراض ، سيكون نوعًا من عدم حساسية المنظم ... تعتمد منطقة التذبذبات المحتملة للمعلمة الخاضعة للرقابة على المنطقة الميتة للمنظم ويتم تحديدها بافتراض وجود لا يوجد تأخير.
النطاق الميت لوحدة التحكم هو نطاق تغيير المعلمة الخاضعة للرقابة المطلوبة لبدء حركة وحدة التحكم في الاتجاهين الأمامي والخلفي. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا بدأ منظم درجة حرارة الغرفة ، الذي تم ضبطه على 20 درجة مئوية ، في إغلاق المنظم عند توفير الماء الساخن للسخان ، عندما ترتفع درجة حرارة الهواء الداخلي إلى 21 درجة ، ويفتحه عند درجة حرارة 19 درجة ، فإن المنطقة الميتة لهذا المنظم تساوي 2 درجة.
دقة الحفاظ على المعلمات المحددة مع التشغيل والإيقاف عالية نسبيًا.
إذا كانت دقة التحكم عالية بما يكفي ، فيبدو أنه يمكن استخدام وحدات التحكم في التشغيل والإيقاف في جميع المرافق. يتم تحديد قابلية تطبيق التحكم في التشغيل والإيقاف في معظم الحالات ليس من خلال دقة التحكم المحققة ، ولكن من خلال تردد التبديل المسموح به. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن التبديل المتكرر يؤدي إلى تآكل سريع لأجزاء (في كثير من الأحيان ملامسات) للجهة المنظمة ، وبالتالي إلى انخفاض في موثوقية تشغيلها.
يؤدي وجود التأخير إلى تفاقم عملية التنظيم ، لأنه يزيد من اتساع تقلبات المعلمات ، ولكن من ناحية أخرى ، يقلل التأخير من تردد التبديل وبالتالي يوسع نطاق تنظيم التشغيل والإيقاف.
يظهر الرسم التخطيطي لوحدة التحكم في درجة الحرارة الكهربائية ثنائية الموضع في فرن التجفيف في الشكل. 1.
أرز. 1. رسم تخطيطي لثرموستات كهربائي ثنائي الموضع في خزانة تجفيف: 1 - جهاز استشعار ثنائي المعدن ؛ 2- تسخين عنصر كهربائي
يتكون هذا المنظم من مستشعر 1 وعنصر تسخين كهربائي 2. يتكون المستشعر من اثنين لوحات اتصال ثنائية المعدن، والتي يمكن تحت تأثير درجة الحرارة ، عند الاقتراب من بعضها البعض ، إغلاق أو ، على العكس من ذلك ، فتح دائرة كهربائية.
عادة ، يتم الحفاظ على درجة حرارة 105 درجة مئوية في خزانة التجفيف ، وبعد ذلك ، عند الوصول إلى درجة الحرارة المحددة ، يجب إغلاق نقاط التلامس والتلاعب بجزء من عنصر التسخين.يمكن اختيار القيمة المطلوبة لـ Qpr بعد مناورة السخان بطريقة تعوض تمامًا فقد الحرارة من فرن التجفيف Qst.
ولكن يمكن أيضًا ضبطه بحيث يتم إيقاف تشغيل السخان تمامًا عند الوصول إلى درجة الحرارة المحددة. في المتغير الأول ، من الممكن تحقيق Qpr = Qst ، ثم لن يتم تبديل المنظم.
في التين. يوضح الشكل 2 خصائص عملية التحكم ذات الوضعين. يوضح هذا الشكل التغييرات في المعلمة الخاضعة للرقابة بمرور الوقت بعد تغيير مفاجئ واحد في تحميل الكائن Qpr أو Qst. تظهر هنا أيضًا حركة الهيئة المنظمة بمرور الوقت.
أرز. 2. خصائص عملية التحكم ذات الوضعين
وتجدر الإشارة إلى أنه في التنظيم ذي المركزين ، يؤدي التغيير في الحمل إلى تغيير متوسط قيمة القيمة الخاضعة للرقابة ، أي تتميز ببعض المخالفات. يمكن حساب الانحراف عن متوسط قيمة المعلمة الخاضعة للرقابة بواسطة الصيغة
ΔPcm = (ΔTzap / W) (Qpr / 2 - Qct) ،
حيث ΔPcm - الإزاحة القصوى للمعلمة الخاضعة للرقابة من متوسط القيمة المحددة ؛ ΔTzap - وقت تأخير النقل ؛ W هو عامل قدرة الكائن.
في الحالات العادية ، Qpr = Qct و Tzap - القيمة غير مهمة. لذلك ، لا يمكن أن يكون الإزاحة كبيرًا جدًا ولا يتجاوز المنطقة الميتة للجهة المنظمة.
مجالات تطبيق داخل وخارج وحدات التحكم
يمكن استخدام وحدة تحكم ثنائية الموضع في حالة أن درجة التسوية الذاتية للكائن المتحكم فيه قريبة من الوحدة وحساسية الكائن للاضطرابات لا تتجاوز 0.0005 1 / ثانية ، إذا لم تكن هناك أسباب أخرى تجبرك للتخلي عن وحدة التحكم هذه. تشمل هذه الأسباب:
1. متكرر ، أقل من 4 - 5 دقائق ، تشغيل وإيقاف المنظم ، والذي يتم عادة في مواقع ذات عوامل سعة منخفضة ومع تغييرات متكررة في حمل الموقع.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن تردد التبديل المسموح به يتم تحديده من خلال التطور التقني للمنظمين على هذا المستوى. يتم تحديد هذه الأرقام من خلال ممارسة نظام التحكم الآلي. ربما يمكن صقلها في المستقبل ، بشكل أساسي إلى الأسفل. بالإضافة إلى ذلك ، ينبغي ألا يغيب عن البال أنه من الممكن تحديد تردد التبديل المسموح به عن طريق تحديد العمر المطلوب للجهة التنظيمية ، مع معرفة الحد الأدنى لعدد العمليات المعيارية (الدورات) لأحد العناصر التنظيمية.
2. عدم جواز إيقاف إمداد الحامل الحراري ، على سبيل المثال إلى سخانات الهواء لوحدة تهوية الإمداد أو إلى سخانات الهواء للتدفئة الأولى لوحدة التكييف. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في حالة توقف إمداد المبرد للسخانات بشكل كامل أو جزئي خلال فصل الشتاء ، فعندما تعمل المروحة ، التي تمتص الهواء البارد بسرعة عالية ، يمكن أن تتجمد بسرعة كبيرة.
3.عدم قبول الانحرافات الكبيرة للمعلمات البيئية غير المنظمة ، ويقصد هنا أنه في عدد من الحالات يتم تنظيم واحدة من معلمات الهواء ، بينما الأخرى غير منظمة ، ولكن يجب أن تكون ضمن حدود معينة.
على سبيل المثال ، يمكنك استدعاء الحفاظ على درجة حرارة معينة في محلات صناعة النسيج. تتمثل المهمة هنا في تنظيم درجة الحرارة هذه التي يتم فيها الحفاظ على ظروف الحفاظ على الرطوبة النسبية ضمن حدود معينة. ومع ذلك ، إذا تم الحفاظ على درجة الحرارة ضمن الحدود المحددة ، فإن التقلبات في الرطوبة النسبية تتجاوز المنطقة المسموح بها.
يمكن تفسير الظرف الأخير من خلال حقيقة أن معاملات السعة للكائن المتحكم فيه فيما يتعلق بدرجة الحرارة أعلى نسبيًا من نفس المعاملات فيما يتعلق بالرطوبة النسبية. في كثير من الأحيان من الضروري في الممارسة العملية التخلي عن التحكم في درجة الحرارة في مثل هذه الورش.
4. عدم مقبولية حدوث انحراف حاد وكبير لمعاملات بيئة التحكم في الامتثال لمتطلبات التقلبات في البارامترات الخاضعة للرقابة.
على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لدرجة حرارة هواء الإمداد أثناء ضبط التشغيل والإيقاف لسعة التسخين لسخان هواء غرفة الإمداد انحرافات كبيرة تؤدي إلى إحساس غير سار بالنفخ في مكان العمل. بشكل عام ، التقلبات في درجات الحرارة الداخلية لن تتجاوز الحدود الموضوعة.
يمكن أيضًا تفسير هذا الظرف بقيم مختلفة لمعاملات السعة لسخان الهواء كهدف للتحكم في درجة حرارة هواء الإمداد وغرفة الإنتاج كهدف للتحكم في درجة الحرارة الداخلية.
وبالتالي ، إذا كانت هناك ميزة مناسبة للكائن ولم يكن هناك سبب للتخلي عن وحدة التحكم في التشغيل والإيقاف ، فيجب أن تهدف دائمًا إلى تثبيت الأخير. تبين أن هذا النوع من المنظمين هو الأبسط والأرخص والأكثر موثوقية في التشغيل ولا يتطلب صيانة مؤهلة. بالإضافة إلى ذلك ، تضمن هذه الهيئات التنظيمية استقرار جودة التنظيم.
هناك حقيقة مهمة وهي أن تشغيل منظم ثنائي الموضع يتطلب في كثير من الأحيان الحد الأدنى من استهلاك الطاقة ، حيث يتم استخدامه فقط في لحظات الإغلاق أو الفتح.
غالبًا ما يتم استخدام أجهزة التحكم ذات الموضعين للتحكم الأوتوماتيكي في درجة الحرارة في الأفران الكهربائية.