Sterownik sterowania ON/OFF: Co to jest? (Zasada działania)

Co to jest sterownik ON/OFF?

Czasami element kontrolny ma tylko dwie pozycje: albo jest całkowicie zamknięty, albo całkowicie otwarty. Ten element kontrolny nie działa w żadnej pośredniej pozycji, czyli częściowo otwartej lub częściowo zamkniętej. System kontrolny zaprojektowany do kontroli takich elementów nazywany jest teorią sterowania ON/OFF. W tym systemie sterowania, gdy zmienna procesu zmienia się i przekracza pewien ustawiony poziom, wartość wyjściowa systemu nagle jest całkowicie otwarta i daje 100% wyjścia.

Ogólnie, w systemie sterowania ON/OFF, wyjście powoduje zmianę zmiennej procesu. Dlatego, w wyniku działania wyjścia, zmienna procesu zaczyna się ponownie zmieniać, ale w odwrotnym kierunku.

Podczas tej zmiany, gdy zmienna procesu przekracza pewien uprzednio określony poziom, wartość wyjściowa systemu natychmiast jest zamknięta i wyjście nagle spada do 0%.

Ponieważ nie ma wyjścia, zmienna procesu znowu zaczyna się zmieniać w swoim normalnym kierunku. Gdy przekracza ustawiony poziom, zawór wyjściowy systemu ponownie jest całkowicie otwarty, aby dać 100% wyjścia. Ten cykl zamykania i otwierania zaworu wyjściowego trwa, dopóki system sterowania ON/OFF jest w działaniu.

Bardzo powszechnym przykładem teorii sterowania ON/OFF jest schemat sterowania wentylatorami w systemie chłodzenia transformatora. Gdy transformator pracuje z takim obciążeniem, temperatura transformatora elektrycznego wzrasta ponad ustawioną wartość, przy której wentylatory zaczynają obracać się z pełną mocą.

Kiedy wentylatory działają, wymuszony powietrzny strumień (wyjście systemu chłodzenia) obniża temperaturę transformatora. Gdy temperatura (zmienna procesu) opada poniżej ustawionej wartości, przełącznik sterujący wentylatorami przestaje działać i wentylatory przestają dostarczać wymuszony strumień powietrza do transformatora.

Po tym, ponieważ nie ma efektu chłodzącego wentylatorów, temperatura transformatora znowu zaczyna wzrastać z powodu obciążenia. Znowu, podczas wzrostu, gdy temperatura przekracza ustawioną wartość, wentylatory znowu zaczynają obracać się, aby ochłodzić transformator.

Teoretycznie zakładamy, że nie ma opóźnienia w sprzęcie sterującym. To oznacza, że nie ma czasu na operacje włączania i wyłączania sprzętu sterującego. Z tym założeniem, jeśli narysujemy serię operacji idealnego systemu sterowania ON/OFF, otrzymamy poniższy wykres.

Jednak w praktyce, w systemie sterowania ON/OFF zawsze istnieje niezerowe opóźnienie dla operacji zamykania i otwierania elementów sterownika.

To opóźnienie znane jest jako martwy czas. Ze względu na ten czas opóźnienia, rzeczywista krzywa odpowiedzi różni się od pokazanej idealnej krzywej odpowiedzi.

Próbujmy narysować rzeczywistą krzywą odpowiedzi systemu sterowania ON/OFF.

Powiedzmy, że w czasie T O temperatura transformatora zaczyna rosnąć. Instrument pomiarowy temperatury nie reaguje natychmiast, ponieważ wymaga pewnego czasu na rozgrzanie i rozszerzenie rtęci w bańce czujnika temperatury, powiedzmy, od momentu T1 wskaźnik temperatury zaczyna rosnąć.

Ten wzrost jest wykładniczy. Powiedzmy, że w punkcie A, system sterujący zaczyna aktywować się, aby włączyć wentylatory, i w końcu, po okresie T2, wentylatory zaczynają dostarczać wymuszony strumień powietrza z pełną mocą. Następnie temperatura transformatora zaczyna maleć w sposób wykładniczy.

W punkcie B, system sterujący zaczyna aktywować się, aby wyłączyć wentylatory, i w końcu, po okresie T3, wentylatory przestają dostarczać wymuszony strumień powietrza. Następnie temperatura transformatora znowu zaczyna rosnąć w tym samym wykładniczym sposobie.

Uwaga: W trakcie tej operacji zakładamy, że warunki obciążenia transformatora elektrycznego, temperatura otoczenia i wszystkie inne warunki otoczenia są stałe i niezmienne.

Zdanie: Szanuj oryginał, dobre artykuły warto udostępniać, jesli ma miejsce naruszenie praw autorskich proszę o kontakt z celami usunięcia.