Åben og lukket kredsløbsregulering i kontrol- og automationssystemer
Opretholdelse af den kontrollerede værdi inden for de specificerede grænser eller ændring af den i henhold til en given lov under driften af kontrol- og automatiseringssystemet kan ske i henhold til åbne eller lukkede kontrolsløjfer. Overvej et system (fig. 1), der består af serieforbundne: reguleringsobjekt OR, reguleringsorgan RO, regulator P og hoved Z - en enhed, ved hjælp af hvilken hovedhandlingen leveres til systemet.
I åben sløjferegulering (fig. 1, a) er referencehandlingen x (T), der kommer til regulatoren fra masteren, ikke en funktion af resultatet af denne handling på objektet, den indstilles af operatøren. En vis værdi af referencehandlingen vil svare til en bestemt aktuel værdi af den styrede variabel y (t), som vil afhænge af den forstyrrende handling F (t). For en forklaring af grundlæggende udtryk, se her: Generelle principper for bygningsautomatiseringssystemer
Det åbne sløjfe-system er i det væsentlige en transmissionskæde, hvor referencehandlingen x(t) fra masteren efter korrekt behandling af controlleren ved hjælp af interne påvirkninger Z1(t) og Z2(T) overføres til reguleringsobjektet, men der er ingen omvendt effekt på objektet på regulatoren.
Ris. 1. Reguleringsskemaer for åbne (a) og lukkede (b) sløjfer: З — sætpunkt, R — regulator, RO — reguleringsorgan, ELLER — reguleringsobjekt, x (T) Justeringshandlingen er, Z1(t) og Z2 (T) — interne regulatoriske påvirkninger, y (T) Den kontrollerede værdi er F (T) Det har en forstyrrende effekt.
Eksempler på åben og lukket sløjfe kontrol
I fig. 2a viser rotationshastighedsstyringsskemaet permanent motor E. Når motorpositionen af reostaten P ændres, vil magnetiseringsstrømmen i magnetiseringsspolen til generatoren OVG G ændre sig, hvilket resulterer i en ændring i dens e. etc. s. og derfor spændingen til motoren D.
Tachogeneratoren TG, monteret på samme aksel som motoren D, udvikler f.eks. d. s proportional med motorakslens rotationshastighed. Et voltmeter forbundet til tachogeneratorens børster med en skala kalibreret i omdrejningsenheder tillader kun visuel kontrol af motoromdrejninger.
Hvis maskinernes egenskaber er stabile, vil hver position af rheostatmotoren svare til en vis værdi af motorhastigheden. I dette system virker regulatoren på objektet, men har ingen omvendt effekt, dvs. systemet fungerer i åben sløjfe.
Ris. 2.Skematiske diagrammer for åben (a) til lukket (b) sløjfe DC motorhastighedsstyring: R — rheostat, OVG — generator excitationsspole, G — generator, OVD — motor excitationsspole, D — motor, TG — tachogenerator, DP er drevet motoren på rheostatskyderen, U er forstærkeren.
Hvis vi forbinder systemudgangen til controlleren på en sådan måde, at controlleren hele tiden modtager to signaler - signalet fra masteren og signalet fra objektudgangen, så får vi et lukket sløjfesystem. I et sådant system er der ikke kun en effekt af regulatoren på objektet, men også af objektet på regulatoren.
I fig. 2 viser b et skema til styring af hastigheden af DC-motoren D, hvor systemets udgang er forbundet med systemets indgang ved hjælp af en tachogenerator TG, en reostat P, en forstærker Y og en motor DP af glidedrevet til reostaten P.
Her er der automatisk motorhastighedskontrol. Enhver ændring i hastigheden vil få et signal til at fremkomme på motoren DP, som vil flytte rheostatskyderen P til den ene eller den anden side af den position, der svarer til den givne motorhastighed D.
Hvis rotationshastigheden af en eller anden grund falder, vil glideren af reostaten P tage en position, hvor excitationsstrømmen i excitationsspolen til generatoren OB vil stige. Dette vil føre til en stigning i generatorens spænding og følgelig til en stigning i omdrejningstal for motoren D, som vil tage sin udgangsposition.
Når hastigheden af motor D stiger, vil reostatskyderen P bevæge sig i den modsatte retning, hvilket får motorens D's hastighed til at falde.
Et automatisk styringssystem med åbent sløjfe kan uafhængigt, uden operatørens indgriben, ikke ændre sin driftsform, hvis forstyrrelserne, der kommer ind i systemet, bliver anderledes. Et lukket system reagerer automatisk på alle ændringer, der sker i systemet.