3.1.6.3 Недоліки двопозиційних регуляторів
• двухпозиційні регулятори практично непридатні для систем з істотним транспортним запізнюванням (τd >0,2Т) і для об'єктів без самовирівнювання, оскільки регульована величина далеко виходить за необхідні межі регулювання. В цьому випадку застосовують регулятори з ПІ або ПІД законом регулювання.
3.2 Трипозиційні регулятори
3.2.1 Призначення. Принцип роботи
Трипозиційні регулятори забезпечують хорошу якість регулювання для інерційних об'єктів з малим запізнюванням.
Трипозиційні регулятори використовуються для управління елементами перемикачів -діськретнимі виконавчими пристроями:
електромеханічними реле
· контакторами
· транзисторними ключами
· симісторними або пристроями тиристорів
· твердотільними реле і ін.
Трипозиційні регулятори використовуються для систем управління рівнем різних речовин, для систем управління нагріванням-охолоджуванням різних теплових процесів, холодильних установок, регулювання мікроклімату підігрівачем і вентилятором, для систем розподілу і змішування різних потоків речовин за допомогою триходових клапанів, кранів, змішувачів, реверсивних електродвигунів, сервоприводів і ін.
Трипозиційний регулятор включає за допомогою елементів перемикачів електродвигун виконавчого механізму на праве обертання (наприклад, відкриття регулюючого органу), зупинку або ліве обертання (відповідно - закриття регулюючого органу), три позиції (звідси і назва регулятора - трипозиційний) - електродвигун включений на праве обертання, повністю зупинений або включений на ліве обертання.
Принцип роботи трипозиційного регулятора розглянемо на ємності з водою, з постійно працюючим насосом підкачки - див. ріс.3.10.
•Для вимірювання рівня в ємкості встановлений датчик рівня. На лінії підкачки після насоса встановлений регулюючий клапан з електроприводом. При заданому рівні SP - «норма» - клапан знаходиться в деякому проміжному положенні.
•При зменшенні рівня нижче за установки SPL «нижній рівень» включиться електродвигун сигналом Би (більше), відкриваючи клапан.
При відновленні рівня електродвигун клапана зупиниться (зняттям сигналу Б) - рівень знаходитиметься в зоні SP «норма».
Якщо рівень підвищиться вище за установки SPH «верхній рівень», то клапан закриється, відключиться
НИМ - виконавчий механізм
LE - датчик рівня
SP - задане значення
SPH - задане значення верхнього рівня
SPL - задане значення нижнього рівня
DB -зона нечутливості регулятора
М - сигнал регулятора «менше»
Би - сигнал регулятора «більший»
Малюнок 3.10 - Схема управління регулятором рівня в ємкості
Регулятор працює за принципом SPL «нижній рівень» - SP «норма» (середній рівень) - SPH «верхній рівень».
Величина ширини зони нечутливості (мертвої зони) DB (зона «норма») - є програмованим параметром налаштування трипозиційного регулятора (див. мал. 3.10).
Збільшення ширини зони нечутливості DB зменшується точність регулювання і може привести до того, що в процесі роботи САР регулюючий орган без зупинки переміщатиметься від одного крайнього положення до іншого, тобто, не відрізнятиметься від двопозиційного регулятора. До такого ж результату приводить значне збільшення швидкості регулюючого органу.
Діапазон нечутливості (мертва зона) DB встановлюється з центром в заданій точці.
Варіанти представлення зони нечутливості (DB):
повне значення зони нечутливості (див. ріс.3.10)
· половинне значення зони нечутливості (див. ріс.3.12).
Структурна схема трипозиційної системи регулювання приведена на мал. 3.11.
Малюнок 3.11 - Структурна схема трипозиційної системи регулювання
де: АР - трипозиційний регулятор, ОУ – об’кт управління, SP - вузол формування заданої
крапки (завдання), Е - розузгодження регулятора, Pv=x - регульована величина, сигнали Б (більше) і
М (менше) - дії, що управляють, Z - збурююча дія.
Для запобігання «брязкоту» управляючого вихідного пристрою (наприклад, реле), і виконавчого механізму поблизу точки його включення (дуже частого включення), передбачається гістерезис Н (див. розділ 3.2.3).