Ρύθμιση ανοιχτού και κλειστού βρόχου σε συστήματα ελέγχου και αυτοματισμού

Η διατήρηση της ελεγχόμενης τιμής εντός των καθορισμένων ορίων ή η αλλαγή της σύμφωνα με έναν δεδομένο νόμο κατά τη λειτουργία του συστήματος ελέγχου και αυτοματισμού μπορεί να γίνει σύμφωνα με ανοικτούς ή κλειστούς βρόχους ελέγχου. Θεωρήστε ένα σύστημα (Εικ. 1) που αποτελείται από σειριακά συνδεδεμένο: αντικείμενο ρύθμισης OR, ρυθμιστικό σώμα RO, ρυθμιστής P και κύριο Z — μια συσκευή με τη βοήθεια της οποίας η κύρια ενέργεια παρέχεται στο σύστημα.

Στη ρύθμιση ανοιχτού βρόχου (Εικ. 1, α), η ενέργεια αναφοράς x (T) που έρχεται στον ρυθμιστή από τον κύριο δεν είναι συνάρτηση του αποτελέσματος αυτής της ενέργειας στο αντικείμενο, ορίζεται από τον χειριστή. Μια ορισμένη τιμή της ενέργειας αναφοράς θα αντιστοιχεί σε μια ορισμένη τρέχουσα τιμή της ελεγχόμενης μεταβλητής y (t), η οποία θα εξαρτηθεί από την ενοχλητική ενέργεια F (t). Για μια επεξήγηση των βασικών όρων, δείτε εδώ: Γενικές αρχές συστημάτων αυτοματισμού κτιρίων

Το σύστημα ανοιχτού βρόχου είναι ουσιαστικά μια αλυσίδα μετάδοσης στην οποία η ενέργεια αναφοράς x (t) από την κύρια μονάδα μετά από κατάλληλη επεξεργασία από τον ελεγκτή μέσω εσωτερικών επιρροών Z1(t) και Z2 (T) μεταφέρεται στο αντικείμενο ρύθμισης, αλλά δεν υπάρχει αντίστροφη επίδραση στο αντικείμενο στον ρυθμιστή.

Ρύζι. 1. Σχήματα ρύθμισης για ανοικτούς (α) και κλειστούς (β) βρόχους: З — σημείο ρύθμισης, R — ρυθμιστή, RO — ρυθμιστικό φορέα, OR — αντικείμενο ρύθμισης, x (T) Η ενέργεια προσαρμογής είναι Z1(t) και Z2 (T) — εσωτερικές ρυθμιστικές επιρροές, y (T) Η ελεγχόμενη τιμή είναι F (T) Έχει ενοχλητικό αποτέλεσμα.

Παραδείγματα ελέγχου ανοικτού και κλειστού βρόχου

Στο σχ. Το σχήμα 2α δείχνει το σχήμα ελέγχου ταχύτητας περιστροφής μόνιμο κινητήρα Ε. Όταν αλλάξει η θέση του κινητήρα του ρεοστάτη P, το ρεύμα διέγερσης στο πηνίο διέγερσης της γεννήτριας OVG G θα αλλάξει, με αποτέλεσμα να αλλάξει το e. και τα λοιπά. σελ. και επομένως η τάση που παρέχεται στον κινητήρα D.

Η ταχογεννήτρια TG, τοποθετημένη στον ίδιο άξονα με τον κινητήρα D, αναπτύσσει π. ρε. s ανάλογη με την ταχύτητα περιστροφής του άξονα του κινητήρα. Ένα βολτόμετρο συνδεδεμένο με τις βούρτσες της ταχογεννήτριας με μια κλίμακα βαθμονομημένη σε μονάδες στροφών επιτρέπει μόνο οπτικό έλεγχο των στροφών του κινητήρα.

Εάν τα χαρακτηριστικά των μηχανών είναι σταθερά, τότε κάθε θέση του κινητήρα ρεοστάτη θα αντιστοιχεί σε μια ορισμένη τιμή της ταχύτητας του κινητήρα. Σε αυτό το σύστημα, ο ρυθμιστής δρα στο αντικείμενο, αλλά δεν έχει αντίστροφη επίδραση, δηλ. το σύστημα λειτουργεί σε ανοιχτό βρόχο.

Ρύζι. 2.Σχηματικά διαγράμματα για ανοικτό (α) έως κλειστό (β) βρόχο έλεγχος ταχύτητας κινητήρα συνεχούς ρεύματος: R — ρεοστάτη, OVG — πηνίο διέγερσης γεννήτριας, G — γεννήτρια, OVD — πηνίο διέγερσης κινητήρα, D — κινητήρα, TG — ταχύγεννήτρια, DP είναι ο κινητήρας κινητήρας του ρυθμιστικού ρεοστάτη, ο ενισχυτής U είναι.

Εάν συνδέσουμε την έξοδο του συστήματος στον ελεγκτή με τέτοιο τρόπο ώστε ο ελεγκτής να λαμβάνει δύο σήματα ανά πάσα στιγμή — το σήμα από τον κύριο και το σήμα από την έξοδο του αντικειμένου, τότε έχουμε ένα σύστημα κλειστού βρόχου. Σε ένα τέτοιο σύστημα υπάρχει επίδραση όχι μόνο του ρυθμιστή στο αντικείμενο, αλλά και του αντικειμένου στον ρυθμιστή.

Στο Σχ. 2, το b δείχνει ένα σχήμα για τον έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα DC D, στο οποίο η έξοδος του συστήματος συνδέεται με την είσοδο του συστήματος μέσω μιας ταχογεννήτριας TG, ενός ρεοστάτη P, ενός ενισχυτή Υ και ενός DP κινητήρα του ολισθητήρα του ρεοστάτη P.

Υπάρχει αυτόματος έλεγχος στροφών κινητήρα εδώ. Οποιαδήποτε αλλαγή στην ταχύτητα θα προκαλέσει την εμφάνιση ενός σήματος στο DP του κινητήρα το οποίο θα μετακινήσει το ρυθμιστικό ρεοστάτη P στη μία ή στην άλλη πλευρά της θέσης που αντιστοιχεί στη δεδομένη ταχύτητα κινητήρα D.

Εάν η ταχύτητα περιστροφής για κάποιο λόγο μειωθεί, τότε η ολίσθηση του ρεοστάτη P θα πάρει μια θέση όπου το ρεύμα διέγερσης στο πηνίο διέγερσης της γεννήτριας OB θα αυξηθεί. Αυτό θα οδηγήσει σε αύξηση της τάσης της γεννήτριας και, κατά συνέπεια, σε αύξηση των στροφών του κινητήρα D, ο οποίος θα πάρει την αρχική του θέση.

Καθώς η ταχύτητα του κινητήρα D αυξάνεται, η ολίσθηση του ρεοστάτη P θα κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση, προκαλώντας μείωση της ταχύτητας του κινητήρα D.

Ένα αυτόματο σύστημα ελέγχου ανοιχτού βρόχου ανεξάρτητα, χωρίς παρέμβαση του χειριστή, δεν μπορεί να αλλάξει τον τρόπο λειτουργίας του εάν οι διαταραχές που εισέρχονται στο σύστημα διαφέρουν. Ένα κλειστό σύστημα αντιδρά αυτόματα σε όλες τις αλλαγές που συμβαίνουν στο σύστημα.

Δείτε επίσης: Μέθοδοι ελέγχου σε συστήματα αυτοματισμού