Kuluçka odası örneğinde otomatik regülatör nasıl çalışır ve çalışır?

Teknik cihazların çalışmasının otomatik kontrolünün en basit ve en yaygın şekli, belirli bir parametreyi sabit tutma yöntemi (örneğin, mil dönüş hızı, ortam sıcaklığı, buhar basıncı) veya sağlama yöntemi olarak adlandırılan otomatik kontroldür. belirli bir kanuna göre değişir. Uygun insan eylemleriyle veya otomatik olarak, yani uygun teknik cihazlar - otomatik düzenleyiciler yardımıyla gerçekleştirilebilir.

Parametrenin sabit bir değerde kalmasını sağlayan düzenleyicilere kendi, bir parametrenin belirli bir yasaya göre değişmesini sağlayan denetleyicilere ise yazılım adı verilir.

1765 yılında, Rus tamirci I. I. Polzunov, buhar kazanlarında yaklaşık olarak sabit bir su seviyesini koruyan, endüstriyel amaçlar için otomatik bir regülatör icat etti. 1784 yılında İngiliz tamirci J. Watt, bir buhar makinesinin şaftının sabit bir dönüş hızını koruyan otomatik bir regülatör icat etti.

Düzenleme süreci

denilen bir odada sabit bir sıcaklığı nasıl koruyabileceğinizi düşünün. termostat, bunun bir örneği bir kuluçka odası olacaktır.

kuluçka makinesi

Termostatlar başta gıda sektörü olmak üzere çeşitli endüstriyel sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Son olarak yaşam alanı, kalorifer radyatörleri üzerinde sunulan özel vanalar sayesinde sabit bir sıcaklık sağlıyorsa kışın da bir termostat olarak değerlendirilebilir. Otomatik olmayan oda sıcaklığı kontrolünün nasıl yapıldığını gösterelim.

20 ° C'lik bir sıcaklığın muhafaza edilmesinin istendiğini varsayalım. Bir oda termometresi ile izlenir. Daha yükseğe çıkarsa, radyatör vanası hafifçe kapanır. Bu, ikincisinde sıcak su akışını yavaşlatır. Sıcaklığı düşer ve bu nedenle, hava sıcaklığının da düştüğü odaya enerji akışı azalır.

Odadaki hava sıcaklığı 20 °C'nin altına düştüğünde, vana açılır ve böylece radyatördeki sıcak su akışı artar, bu da odadaki sıcaklığın artmasına neden olur.

Bu tür bir düzenleme ile, ayarlanan değer civarında hava sıcaklığında küçük dalgalanmalar gözlenir (örnekte, yaklaşık 20 ° C).

mekanik termostat

Bu örnek, düzenleme sürecinde belirli eylemlerin gerçekleştirilmesi gerektiğini göstermektedir:

• ayarlanabilir parametreyi ölçün;
• değerini önceden ayarlanmış değerle karşılaştırın (bu durumda, sözde kontrol hatası belirlenir - gerçek değer ile önceden ayarlanmış değer arasındaki fark);
• kontrol hatasının değerine ve işaretine göre süreci etkilemek.

Otomatik olmayan düzenlemede, bu işlemler bir insan operatör tarafından gerçekleştirilir.

Otomatik ayar

Düzenleme, insan müdahalesi olmadan, yani teknik yollarla yapılabilir. Bu durumda, otomatik regülatör kullanılarak gerçekleştirilen otomatik düzenlemeden bahsediyoruz. Hangi parçalardan oluştuğunu ve bu parçaların birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini öğrenelim.

Kontrol edilen parametrenin gerçek değerinin ölçümü, sensör adı verilen bir ölçüm cihazı tarafından gerçekleştirilir (inkübatör örneğinde — Sıcaklık sensörü).

Ölçümlerin sonuçları, sensör tarafından bazı fiziksel sinyaller şeklinde verilir (termometrik sıvı sütununun yüksekliği, bimetalik plakanın deformasyonu, sensör çıkışındaki voltaj veya akım değeri, vb.).

Kontrol edilen parametrenin gerçek değerinin verilen değerle karşılaştırılması, boş gövde adı verilen özel bir karşılaştırıcı tarafından yapılır. Bu durumda, kontrol edilen parametrenin gerçek değeri ile belirtilen (yani gerekli) değeri arasındaki fark belirlenir. Bu farka kontrol hatası denir. Hem olumlu hem de olumsuz olabilir.

Kontrol hatasının değeri, kontrol edilen nesnenin durumunu kontrol eden yürütmeyi etkileyen belirli bir fiziksel sinyale dönüştürülür. Yürütücü organın nesneye etkisi sonucunda kontrol edilen parametre ayar hatasının işaretine göre artar veya azalır.

Böylece, otomatik regülatörün ana parçaları şunlardır: bir ölçüm elemanı (sensör), bir referans elemanı (sıfır elemanı) ve bir yürütme elemanı.

Sıfır elemanının, kontrol edilen değişkenin ölçülen değerini set değeri ile karşılaştırması için, parametrenin set değerinin otomatik kontrol cihazına girilmesi gerekir. Bu, sözde özel bir cihaz yardımıyla yapılır. Parametrenin ayarlanan değerinin otomatik olarak ayarlanmasını belirli bir seviyede fiziksel bir sinyale dönüştüren Master.

Bu durumda sensör çıkışlarının fiziksel sinyalleri ile set değerinin aynı yapıda olması önemlidir. Yalnızca bu durumda boş bir gövdeyle karşılaştırmak mümkündür.

Düzenleme hatasına karşılık gelen çıkış sinyalinin gücünün, kural olarak yürütme organının çalışmasını kontrol etmek için yetersiz olduğu da belirtilmelidir. Bu bağlamda, belirtilen sinyal önceden yükseltilir. Bu nedenle otomatik regülatör, belirtilen üç ana parçaya (sensör, sıfır elemanı ve aktüatör) ek olarak bir ayar ve bir amplifikatör içerir.

Otomatik kontrol sisteminin tipik bir blok diyagramı

Bu şemadan da görülebileceği gibi, otomatik kontrol sistemi kapalıdır. Kontrol nesnesinden, kontrol edilen parametrenin değeri hakkındaki bilgiler sensöre ve ardından sıfır gövdeye gider, ardından kontrol hatasına karşılık gelen sinyal, amplifikatörden yürütme organına geçer ve bu da üzerinde gerekli etkiye sahiptir. kontrol nesnesi.

Sinyallerin kontrol nesnesinden boş gövdeye hareketi bir geri besleme döngüsüdür. Geribildirim düzenleme süreci için bir ön koşuldur. Böyle bir kapalı döngü, dış etkilerden de etkilenir.

İlk olarak (ve bu en önemlisidir), düzenlemenin amacı dış etkilere maruz kalır.Durumunun parametrelerinde değişikliklere neden olan ve düzenlemeyi empoze eden bu etkilerdir.

İkincisi, otomatik kontrol sisteminin devresi üzerindeki dış etki, tüm sistemin çalışma modunun analizine dayanarak belirlenen, kontrol edilen parametrenin gerekli değerinin ayarlanan değeri aracılığıyla sıfır gövdeye giriştir; bu otomatik cihazı içerir. Bu analiz, bir insan veya bir kontrol bilgisayarı tarafından gerçekleştirilir.

Otomatik regülatör örnekleri:

Demir için elektrikli termostatın cihazı ve çalışma prensibi

TRM148 OWEN örneği üzerinde otomasyon sistemlerinde PID kontrolör kullanımı