REGULACE. Přenosové cesty. přenosové cesty akční členy regulátory regulační pochod. standardní signály. Blokové schéma regulačního obvodu

Transkript

1 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ REGULACE (pokračoání ) přnosoé csy akční člny rguláory rgulační pochod Přnosoé csy sandardní signály Blokoé schéma rgulačního obodu z u rguloaná sousaa y akční čln měřicí čln úsřdní čln rguláoru poronáací čln w oládací panl REGULÁTOR ruční řízní Sandardní analogoé signály pro přnos informac obodch MaR: y... rguloaná ličina w... žádaná hodnoa rguloané ličiny lkrický proudoý: -5 ma -2 ma 4-2 ma z... porucha... rgulační odchylka lkrický napěťoý: - V 2- V -5 V u... akční ličina... ýsup z rguláoru pnumaický: lak zduchu 2- kpa FTOP-9-P-P / 3

2 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Akční člny obcné lasnosi akčního člnu rgulační nil Blokoé schéma rgulačního obodu z u rguloaná sousaa y akční čln měřicí čln úsřdní čln rguláoru poronáací čln w oládací panl REGULÁTOR ruční řízní y... rguloaná ličina z... porucha u... akční ličina w... žádaná hodnoa rguloané ličiny... rgulační odchylka... ýsup z rguláoru Obcné lasnosi akčního člnu Blokoé schéma akční čln u... sup (signál z rguláoru), u... ýsup (zásah do rguloané sousay) Dynamické choání linárního akčního člnu: a) idální - jako sousaa.řádu u = r A r A... zsílní akčního člnu b) rálné - obykl jako sousaa.řádu du TA + u = ra, u () = ra () d T A... časoá konsana akčního člnu FTOP-9-P-P 2 / 3

3 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Rgulační nil průočná charakrisika chnický popis Průočná charakrisika rgulačního nilu průočná charakrisika obcně: Q = f (x) (Q... průok nilm, x... zdih, j. míra ořní nilu) požadak: linární průočná charakrisika Φ bzrozměrný průok: bzrozměrný zdih: Φ = z = Q Q max x x R ( x R... jmnoiý zdih) Φ z Φ... něsnos nilu Mamaické yjádřní Q = f(x) základní ronic: p Q =, KV ( Φ + m z) ρ (m 3 /h) K V... jmnoiá kapacia nilu (m 3 /h) - udáá ýrobc Φ... něsnos nilu (max.,2) () z = x / x R... zdih nilu () - x R udáá ýrobc m... sklon (směrnic) charakrisiky (,98) () p... lakoý spád na nilu (Pa) ρ... husoa proékající kapaliny (kg/m 3 ) zjdnodušná ronic (Φ = a m = ): p Q =, KV z (m 3 /h) ρ FTOP-9-P-P 3 / 3

4 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Schémaický řz rgulačním nilm s pnumaickým pohonm mmbrána pružina dřík nilu kužlka nilu niloé ělso s sdlm p... oládací lak, Q... průok kapaliny Schémaický řz rgulačním nilm s pnumaickým pohonm p... oládací lak, Q... průok kapaliny Schémaický řz rgulačním nilm s pnumaickým lkrickým pohonm lkromoor přodoka oládá s: -- směr oáční lkromooru -- doba chodu lkromooru blokoání krajních poloh mzními spínači Q... průok kapaliny FTOP-9-P-P 4 / 3

5 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Schémaický řz ělsm nilu jdnosdloý nil dousdloý nil p p x... zdih kužlky, Q... průok kapaliny Rgulační klapka x... oládací zdih, Q... průok kapaliny záislos Q = f(x) j nlinární Pnumaický rgulační nil pružina mmbrána pnumaický signál dřík nilu ělso nilu FTOP-9-P-P 5 / 3

6 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Monáž rgulačního nilu do porubí obok uzaírací nily rgulační nil hlaní porubí Korkor zajišťuj, aby zdih rgulačního nilu (poloha rg. klapky) přsně odpoídal likosi oládacího signálu princip: rguláor polohy korigoaný signál korkor oládací signál GC liminuj li laku porubí přd akčním člnm zpřsňuj akční zásah Korkor pnumaický pohon dřík E/P přodník a korkor snímání polohy dříku ělso nilu FTOP-9-P-P 6 / 3

7 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Choání akčního člnu při ýpadku nrgi Tři možnosi: zcla uzař zcla oř zůsan akuální poloz rozhodují požadaky chnologi a bzpčnosi proozu Znační schémach MaR: uzař oř zůsan Rguláory zpěnoazbní rgulační obod úsřdní čln rguláoru rgulační pochod nasaoání paramrů rguláoru Blokoé schéma rgulačního zpěnoazbního obodu rgulačního obodu z u rguloaná sousaa y akční čln ZPĚTNÁ VAZBA měřicí čln úsřdní čln rguláoru poronáací čln w oládací panl REGULÁTOR ruční řízní y... rguloaná ličina z... porucha u... akční ličina w... žádaná hodnoa rguloané ličiny... rgulační odchylka... ýsup z rguláoru FTOP-9-P-P 7 / 3

8 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Blokoé schéma zpěnoazbního rgulačního obodu (zjdnodušná forma) z + - u SOUSTAVA y REGULÁTOR - w + úsřdní čln rguláoru poronáací čln rgulační odchylka: = w - y Vlasnosi úsřdního člnu rguláoru ronic choání idálního úsřdního člnu rguláoru, bz inrakc = r ( ) + r τ d( ) ( ) d + r d P II D Proporcionální Ingrační Driační... rgulační odchylka... ýsup rguláoru r... zsílní rguláoru (proporcionální konsana) r -... ingrační konsana rguláoru r... driační konsana rguláoru Vlasnosi úsřdního člnu rguláoru ronic choání idálního úsřdního člnu rguláoru, s inrakcí τ d( ) = r ( ) + ( ) d + Td Ti d P I D... rgulační odchylka... ýsup rguláoru r... zsílní rguláoru (proporcionální konsana) T i... ingrační časoá konsana rguláoru T d... driační časoá konsana rguláoru FTOP-9-P-P 8 / 3

9 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Blokoé schéma úsřdního člnu rguláoru s inrakcí P skok PROPORCIONÁLNÍ r. ( ) r T I d I r INTEGRAČNÍ ( ϑ ) ϑ T I D T D d( ) rderivační TD d r... zsílní rguláoru T I... časoá ingrační konsana rguláoru T D... časoá driační konsana rguláoru Proporcionální složka raguj na okamžiou likos rgulační odchylky skok rampoá funkc = a. r. = r.a. r... zsílní rguláoru pásmo proporcionaliy pp (jiný způsob yjádřní zsílní): pp = (%) r jak lká změna supu způsobí soprocnní změnu ýsupu Ingrační složka (rguláor s inrakcí) raguj na dobu rání nnuloé rgulační odchylky puls rampoá funkc = a. = r T I. = r 2T I a. 2 r... zsílní rguláoru T I... ingrační časoá konsana rguláoru ýsup s mění ak dlouho, dokud rgulační odchylka nní nuloá FTOP-9-P-P 9 / 3

10 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Driační složka (rguláor s inrakcí) raguj na okamžiou rychlos změny rgulační odchylky puls rampoá funkc = a. max = r. T D. a min r... zsílní rguláoru T D... driační časoá konsana rguláoru ýsup j nnuloý pouz hdy, když s rgulační odchylka mění Rgulační pochod časoý průběh rguloané ličiny po zniku poruchy y rgulační plocha maximální přkmi w y max (~5 % w) R prakická doba rgulac 2 2 kadraické ingrální kriérium kaliy rgulac I = [ y( ) y ] d Rgulační pochod časoý průběh rguloané ličiny po zniku poruchy y rgulační plocha w y max maximální přkmi (~5 % w) T k prioda kmiů R prakická doba rgulac Poznámka: kriéria maximální přkmi a prakická doba rgulac působí proi sobě FTOP-9-P-P / 3

11 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Rgulační pochod Kaliu rgulac lz olini olbou ypu rguláoru j. ýběrm úsřdního člnu hodných lasnosí nasaním konsan rguláoru j. přizpůsobním dynamického choání rguláoru dynamickému choání sousay Volba ypu rguláoru P PI pro méně náročné aplikac, snadno s nasauj, pracuj s ralou rgulační odchylkou njběžnější, pro sřdně náročné aplikac s sřdně rychlými změnami rguloané ličiny a asaické sousay, nasauj s obížněji, pracuj bz ralé rgulační odchylky PID pro njnáročnější aplikac s rychlými změnami rguloané ličiny a asaické sousay, poměrně obížně obížně s nasauj, pracuj bz ralé rgulační odchylky PD málo použíaný, pro aplikac s rychlými změnami rguloané ličiny, pracuj s ralou rgulační odchylkou Současná nabídka rhu: unirzální mikropočíačoé rguláory PID, konkréní yp úsřdního člnu s olí programm Nasaní konsan rguláoru A) podl Ziglra a Nichols. yřadím I a D složku 2. zyšujm zsílní rguláoru r ak dlouho, až obod začn kmia nlumnými kmiy - oo zsílní j kriické zsílní r kri 3. z průběhu rguloané ličiny zjisím priodu nlumných kmiů T kri 4. konsany rguláoru určím podl abulky (jdna z možných): r T i T d P,5 r kri PI,45 r kri,83 T kri --- PID,6 r kri,5 T kri,2 T kri j riskanní rozkmiáa průmysloý procs posup d na dos kmiaý rgulační pochod FTOP-9-P-P / 3

12 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Nasaní konsan rguláoru B) grafickým yhodnocním přchodoé funkc sousaa yššího řádu, saická y() k k... zsílní sousay inflx T A T B T A... doba průahu T B... doba náběhu Nasaní konsan rguláoru B) grafickým yhodnocním přchodoé funkc ( k... zsílní sousay, T A, T B... doby odčné z grafu) konsany rguláoru (pro saickou sousau) s určí z abulky : P PI PID k,25 r T T k B A T T T B A 2 T i --- 3,5 T B,9 k A TA T A T d ,5 (z několika xisujících abulk j ao njjdnodušší) T A d na málo kmiaý rgulační pochod Nasaní konsan rguláoru B) grafickým yhodnocním přchodoé funkc sousaa yššího řádu, asaická y() směrnic = k k... zsílní sousay T L... časoá konsana (zpoždění) T L FTOP-9-P-P 2 / 3

13 Měřicí a řídicí chnika magisrské sudium FTOP - přdnášky ZS 29/ Nasaní konsan rguláoru B) grafickým yhodnocním přchodoé funkc ( k... zsílní sousay, T L... zpoždění odčné z grafu) konsany PI rguláoru pro asaickou sousau s určí např. z zahů: r =,29 k T L T = 8, 9 I T L Při implmnaci j řba posupoa lmi oparně, doporučuj s oli zpočáku nižší r a yšší T I Nasaní konsan rguláoru Současný rnd samonasaující s mikropočíačoé rguláory yšlou do sousay dfinoaný signál (akční zásah), yhodnoí odzu, j.ypočou hodnou určiého kriéria, nasaí hodnoy konsan (zsílní, ingrační a driační konsana) ak, aby s dosáhlo požadoané hodnoy ohoo kriéria FTOP-9-P-P 3 / 3