де Де - зона нечутливості (параметр настройки позиційних регуляторів).
Схематичний і графічні алгоритми трипозиційного ре-регулятора показані на рис. 3.3.2.
Мал. 3.3.2. Алгоритм дії трипозиційного регулятора: а - схематична форма; б - графічна
Введення зони нечутливості особливо важливо при реалі-ції двох протилежно спрямованих дій, що управляють, наприклад, нагрівання та охолодження. При відсутності зони нечутливості-ності процес регулювання буде мати яскраво виражений ав-токолебательний характер. Вирази (3.3.2) і (3.3.3) представляють характеристики ідеальних позиційних регуляторів. У реальних регуляторах через наявність зазорів, сухого тертя, гистерезиса і т. П. Можуть з'являтися зони неоднозначності Up при спрацьовуванні і від-пускання регулятора.
У техніці автоматизації систем кондиціонування і вентиля-ції двохпозиційні регулятори на увазі простоти і надійності знайшли широке застосування при регулюванні температури (тер-мостати), тиску (пресостати) і інших параметрів стану процесу. Двопозиційні регулятори використовуються також в сис-темах автоматичного захисту, блокувань і перемикання режимів
роботи обладнання. В цьому випадку їх функції виконують Датч-ки-реле.
а - двотрубних; б - Чотирьохтрубна
Двопозиційне регулювання здійснюється в двотрубних фенкойлів за допомогою електромагнітного клапана Кн / 0. Вибір режи-ма нагрів / охолодження може здійснюватися ручним способом (перемикач 5) або за допомогою датчика температури зовнішнього повітря RH. Трипозиційне регулювання для Чотирьохтрубна фенкойли здійснюється клапанами Кп і К0. Крім того, термостат дозволяє користувачеві вибрати одну з трьох швидкостей вентилятора фенкойли. Конструктивно термостат виконаний в пластмасовому кор-пусе, на передній панелі якого розміщені органи управління: задатчик температури, вимикач термостата і перемикач швидкостей вентилятора. Діапазон задатчика 5-30 ° С може бути через черезтрансформаційних за допомогою обмежувачів, розташованих під рукояткою задатчика (рис. 3.3.4).
Усередині корпусу розташований електронний блок, на якому уста-новлено два перемикача (джам-пера) і потенціометр настроювання зони нечутливості (рис. 3.3.5). Джампер JP1 - наявність датчика зовнішнього повітря, джампер JP2 -вибір типу фенкойли: дво- або чотиритрубний. Зона нечутливості-ності може бути обрана в діа-
Мал. 3.3.4. Механізм зміна пгз0П е ВІД ± 0,3 К ДО ± 3 К.
Підвищення якості регулювання позиційний-них регуляторів може бути досягнуто шляхом перетворення вели-чини вихідного сигналу Up в тривалість вихідних імпульсів щодо періоду їх слідування:
де Гі - тривалість імпульсу;
Тк - період проходження імпульсу (період квантування).
Тобто максимальні Upmax (або мінімальні Upmm) значення напруги на виході позиційного регулятора формуються не в ті-чення всього часу існування неузгодженості e (t) регульованого па-параметра, а періодично. Це поз-воляет з певним ступенем точ-ності реалізувати будь-який закон регулювання, якщо длитель-ність керуючого імпульсу бу-дет пропорційна комбінації П, І і Д-складових. Достига-ється це за допомогою широтно-им-пульсної модуляції (ШІМ-ре-регулятора). Сенс широтно-им-пульсної модуляції полягає в перетворенні рівня вихідного сигналу Up в відповідаю щую йому тривалість вихідного сигналу (рис. 3.3.6).
При П-законі регулятор видає імпульси, в яких присутня тільки пропорційна складу-ляющая величини відхилення регульованого параметра (рис. 3.3.7, а). При реалізації ПІ-закону ШІМ-регулятор з появою e (t)
3.6. Принцип широтно-імпульсної модуляції (ШІМ)
ви-дає імпульси, тривалість яких поступово збільшується. У кожному імпульсі присутній як пропорційна складаю-щая (НЕ заштрихована частина імпульсу), так і інтегральна (заштрихована частина), яка залежить від Ті (рис. 3.3.7, б).
При управлінні виконавчим механізмом триходового кла-пана або заслінки необхідно дві пари контактів. При подачі керуючих імпульсів на першу пару контактів механізм пере-міщан в одну сторону, наприклад, відкривається, при подачі імпульсів на другу пару - закривається.
Мал. 3.3.7. Реалізація законів регулювання за допомогою ШІМ-регуляторів:
а - П-регулятор; б - ПІ-регулятор
Якщо виконавчий механізм має датчик положення, то ре-регулятора обчислює вихідний сигнал Up і переміщує засувку в потрібне положення (до збігу Up з сигналом датчика положення). Такі регулятори іноді ще називають позіционерамі.
Якщо датчик положення відсутня, то регулятор обчислює середовищ-ню швидкість переміщення засувки Уср. яку потім перетворює в відносну тривалість імпульсу Гі. В цьому випадку реалізується тільки ПІ-закон регулювання.
Класичним прикладом імпульсного регулятора є регу-ром ТРМ 12 (Росія). ТРМ 12 - одноканальний трьохпозиційний ПІД-регулятор, який має один вхід для підключення датчика і два виходи на виконавчі пристрої (рис. 3.3.8). Тип підключається датчика (термоопір, термопара) і вихідних пристроїв (реле, Оптотранзистори, оптосімістори) визначаються при замовленні. Регулятор може працювати в двох режимах: як ПІ-регулятор при управлінні засувками або триходовими клапанами без урахування їх ис-нання або як ПІД-регулятор, при управлінні системою «голий-рев-охолодження».
Елементи індикації та управління регулятора ТРМ 12 показані на рис. 3.3.9.
Мал. 3.3.8. Функціональна схема регулятора ТРМ 12
Аналогічний принцип імпульсного управління використаний і в регуляторах температури фірми REGIN, призначені-чинних для підтримки заданої температури за допомогою зміни потужності електричних нагрівачів. Регулювання потужності відбувається за рахунок зміни часу включення і ви-ключення повної потужності нагрівального елемента-ля. Перемикання навантаження осуществля-ється за допомогою сімісторов в той момент, коли струм і напруга на нагрівачі дорівнюють нулю. Це зменшує споживання електроенер-гії, виключає виникнення електромагнітних перешкод і увеличи-кість час безвідмовної роботи.
1.9. Органи управління і індикації регулятора ТРМ 12
Регулятори автоматично змінюють закон управління в зависи-мости від динамічних властивостей об'єкта. При швидко змінюється температурі (наприклад, при регулюванні температури припливного повітря) регулятори працюють в режимі ПІ-регулювання з фікс-рова зоною пропорційності 20 К і часом Інтегровані-ня рівним 6 хв. При повільно змінюється температурі (нап-ример, при регулюванні температури в приміщенні) вони працюють в режимі П-регулювання з фіксованою зоною пропорційності-ності 2 К.
У разі підвищення споживаної потужності нагрівача понад допустимої величини навантаження можна розділити на кілька ступі-ній. Для цього є допоміжні блоки ТТ SLAV, які уп-равлять додатковими ступенями в позиційному режимі ON / OFF. Технічні характеристики регуляторів температури для управління нагрівачами фірми REGIN наведені в табл. 3.3.1, а конструктивне виконання показані на рис. 3.3.10.