متحكم التحكم في التشغيل والإيقاف: ما هو؟ (مبدأ العمل)

ما هو مُتحكم التشغيل والإيقاف؟

في بعض الأحيان، يكون عنصر التحكم في وضعين فقط: إما مغلق تماماً أو مفتوح تماماً. هذا العنصر لا يعمل في أي وضع وسيط، أي جزئيًا مفتوحًا أو جزئيًا مغلقًا. نظام التحكم الذي يتم تصميمه لتحكم مثل هذه العناصر يُعرف بنظرية التحكم بالتشغيل والإيقاف. في هذا النظام، عندما تتغير المتغيرات العملية وتتجاوز مستوى معين محدد مسبقًا، فإن قيمة الإخراج للنظام تفتح فجأة وتعطي 100٪ من الإخراج.

بشكل عام، في نظام التحكم بالتشغيل والإيقاف، يؤدي الإخراج إلى تغيير في المتغيرات العملية. وبالتالي، بسبب تأثير الإخراج، تبدأ المتغيرات العملية في التغيير ولكن في الاتجاه المعاكس.

خلال هذا التغيير، عندما تتجاوز المتغيرات العملية مستوى معين محدد مسبقًا، فإن قيمة الإخراج للنظام تغلق فوراً ويتم تخفيض الإخراج فجأة إلى 0٪.

بسبب عدم وجود إخراج، تبدأ المتغيرات العملية مرة أخرى في التغيير في اتجاهها الطبيعي. عندما تتجاوز المستوى المحدد مسبقًا، يتم فتح صمام الإخراج للنظام مرة أخرى لإعطاء 100٪ من الإخراج. يستمر هذا الدورة من إغلاق وفتح صمام الإخراج حتى يتوقف نظام التحكم بالتشغيل والإيقاف عن العمل.

مثال شائع جدًا على نظرية التحكم بالتشغيل والإيقاف هو نظام التحكم بالمراوح في نظام تبريد المحولات. عندما تعمل المحول تحت حمل معين، ترتفع درجة حرارة محول الطاقة الكهربائي فوق القيمة المحددة مسبقًا التي تبدأ فيها المراوح في الدوران بسعتها الكاملة.

مع دوران المراوح، الهواء المضغوط (إخراج نظام التبريد) يقلل من درجة حرارة المحول. عندما تنخفض درجة الحرارة (متغير العملية) تحت القيمة المحددة مسبقًا، يقوم مفتاح التحكم بالمراوح بإيقافها عن تزويد الهواء المضغوط للمحول.

بعد ذلك، وبسبب عدم وجود تأثير تبريد من المراوح، تبدأ درجة حرارة المحول في الارتفاع مرة أخرى بسبب الحمل. مرة أخرى، عندما خلال الارتفاع، تتجاوز درجة الحرارة القيمة المحددة مسبقًا، تبدأ المراوح في الدوران مرة أخرى لتبريد المحول.

من الناحية النظرية، نفترض أنه لا يوجد تأخير في معدات التحكم. وهذا يعني أنه لا يوجد وقت لتشغيل وإيقاف معدات التحكم. بتلك الفرضية، إذا رسمنا سلسلة من عمليات نظام التحكم المثالي بالتشغيل والإيقاف، سنحصل على الرسم البياني أدناه.

ولكن في الواقع، هناك دائمًا تأخير غير صفري للإغلاق والفتح لعناصر المتحكم.

يُعرف هذا التأخير باسم زمن الموت. بسبب هذا التأخير، تختلف المنحنى الفعلي للرد فعل عن المنحنى المثالي المعروض أعلاه.

دعونا نحاول رسم المنحنى الفعلي لنظام التحكم بالتشغيل والإيقاف.

لنفترض أن درجة حرارة المحول تبدأ في الارتفاع عند الزمن T O. جهاز قياس درجة الحرارة لا يستجيب فورًا، لأنه يحتاج إلى بعض الوقت للتسخين والتوسع في كرة الاستشعار الحراري، يقول من اللحظة T1 يبدأ مؤشر درجة الحرارة في الارتفاع.

هذا الارتفاع ذو طبيعة أسية. دعونا نفترض أن النظام المتحكم يبدأ في التفعيل لتشغيل المراوح عند النقطة A، وأخيراً بعد فترة T2 تبدأ المراوح في تزويد الهواء المضغوط بسعتها الكاملة. ثم تبدأ درجة حرارة المحول في الانخفاض بشكل أسّي.

عند النقطة B، يبدأ النظام المتحكم في التفعيل لإيقاف المراوح، وأخيراً بعد فترة T3 تتوقف المراوح عن تزويد الهواء المضغوط. ثم تبدأ درجة حرارة المحول في الارتفاع بنفس الطريقة الأسّية.

ملاحظة: خلال هذه العملية، قد افترضنا أن حالة التحميل لـ محول الطاقة الكهربائي، درجة الحرارة المحيطة وكل الظروف الأخرى المحيطة ثابتة ومستقرة.

بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لحذفه.