Меню

Двухпозиционный регулятор температуры принцип работы



Двухпозиционное регулирование

Двухпозиционное регулирование — самый простой способ регулирования. Это может быть определено как регулирование, при котором регулирующий орган перемещается из одного крайнего положения в другое и обратно: включено или выключено, открыто или закрыто.

Выключатель – пример двухпозиционного регулированияВыключатель – пример двухпозиционного регулирования

Хороший пример двухпозиционного регулятора — обычный домашний электрообогреватель, который регулирует комнатную температуру, включая или выключая систему нагрева по достижению определенной температуры.

Если комнатная температура опускается ниже определенной отметки, чувствительный элемент термостата обнаруживает это изменение и включает систему нагрева. Когда комнатная температура возвращается до желательной температуры, чувствительный элемент термостата выключает систему нагрева.

Принцип работы двухпозиционного регулирования

Двухпозиционное регулирование применяется в промышленности, чтобы включать или выключать оборудование, например, откачивающий насос. Откачивающие насосы часто используются, чтобы поддерживать уровень в определенном интервале в емкостях типа отстойников, удаляя воду, когда уровень становит слишком высоким.

Откачивающий насосОткачивающий насос

При подъеме воды в отстойнике поднимается поплавок с присоединенным к нему стержнем, который выходит за пределы этой емкости. Смещаясь вверх стержень толкает закрепленным на нем кольцом приводной рычаг выключателя. Этот рычаг замыкает контакты внутри выключателя, которые включают питание электродвигателя насоса, и насос начинает работать. Когда насос откачает достаточное количество воды, чтобы понизить уровень до минимального (уровень приема насоса), другое кольцо на стержне с поплавком (верхнее) опускает приводной рычаг выключателя, и контакты размыкаются, выключая электродвигатель. Откачивающий насос прекращает свою работу.

Зона нечувствительностиЗона нечувствительности

Зона нечувствительности — это величина изменения уровня при его повышении или понижении, которая требуется для стержня с поплавком, чтобы перевести электрический выключатель с положения «ВКЛ» в положение «ВЫКЛ» или наоборот. Зона нечувствительности в этом примере могла бы быть уменьшена, если переместить два кольца на стержне с поплавком ближе друг к другу. После этого для включения или выключении насоса будет требоваться меньшее изменение уровня в отстойнике. Если бы это было выполнено, то уровень в отстойнике мог бы поддерживаться более точно, но насос при этом при этом должен включаться и выключаться более часто. Это могло бы привести к преждевременному износу элементов системы.

Читайте также:  Реле регулятор для муравья схема

Источник

Вопрос №5.Логика работы двухпозиционного регулятора. Принцип действия и назначение устройства.

Двухпозиционный регулятор – это устройство формирующее импульсный сигнал с двумя устойчивыми состояниями (вкл./выкл.) в зависимости от величины аналогового сигнала рассогласования на входе. Выходным устройством двухпозиционного регулятора являются реле или полупроводниковый ключ.

Двухпозиционный регулятор сравнивает значение измеренной величины с эталонным (уставкой). Состояние выходного сигнала изменяется на противоположное, если входной сигнал (измеренная величина) пересекает пороговый уровень (уставку).

Двухпозиционный регулятор используется: для регулирования измеренной величины в несложных системах, когда не требуется особой точности; для сигнализации о выходе контролируемой величины за заданные границы.

1) Прямой гистерезис

Применяется в случае использования прибора для управления работой нагревателя или сигнализации о том, что значение текущего измерения меньше величины уставки – Туст.

При этом выходное устройство, подключенное к логическому устройству (ЛУ), первоначально включается при значениях Т Туст+∆ и вновь включается при Т

Примечание: Работа данного регулятора и точность поддержания измеряемой величины зависит от величины ∆, которую мы можем задавать. При этом снижение ширины гистерезиса приводит к повышению точности работы двухпозиционного регулятора с одной стороны, а с другой стороны частые коммутации влияют на низкую надежность работы контактов реле, а также на образование электромагнитных помех. Решение в данном случае возможно за счет применения бесконтактных управляемых ключей (тиристоры, симисторы) с коммутацией в момент перехода точки через ноль.

2) Обратный гистерезис

Применяется в случае использования прибора для управления работой «холодильника» (напри­мер, вентилятора) или сигнализации о превышении значения уставки. При этом выходное уст­ройство первоначально включается при значениях Т>Туст +∆, выключается при Т Туст +∆, также осуществляя двухпозиционное регулирование.

3) П-образная логика

Применяется при использовании прибора для сигнализации о входе контролируемой величины в заданные границы. При этом выходное устройство включается при Туст-∆ 4) U-образная логика

Читайте также:  Распиновка 5 контактного реле регулятор

Применяется при использовании прибора для сигнализации о выходе контролируемой величины за заданные границы. При этом выходное устройство включается при Т Туст.+ ∆.

5) Дополнительные функции двухпозиционного регулятора

Задержка включения и выключения выходного устройства применяется для защиты выходного устройства от частых срабатываний при работе в режиме компаратора в устройствах автоматизации с возможностью установки времени задержки включения и выключения выходных цепей.

В зависимости от реализации задач реализуется (выбирается) время задержки при включении и выключении двухпозиционного регулятора, при этом величина задержки должна быть не меньше кратковременных всплесков измеряемой величины, обусловленных ошибкой или особенностью тех. процессов. Применяя данную функцию есть возможность исключить проявление случайных помех, а также частые срабатывания реле, тем самым повысить надежность системы.

Примечание: с одной стороны обеспечивая надежность работы мы вносим некоторую инерционность, которую необходимо учитывать при выборе настоек регулятора.

Источник

Что такое ПИД терморегулятор и его отличия от двухпозиционного терморегулятора

В настоящее время при необходимости автоматизации процессов нагрева, охлаждения, или поддержания заданной температуры трудно обойтись без терморегулятора. Например, вы хотите установить тёплый пол, или вы собрались построить свой собственный инкубатор, вы без всякого сомнения столкнетесь с выбором терморегулятора. Эта статья описывает основные типы терморегуляторов и их различия.

Принцип работы двухпозиционного терморегулятора.

Терморегуляторы используют для поддержания заданной температуры, исходя из этого можно выделить 2 типа работы терморегулятора — нагрев и охлаждение, рассмотрим подробней на простом примере. Например, у нас есть небольшой ящик, внутри которого нам необходимо поддерживать заданную температуру, скажем 35°C при начальной температуре 25°C. Нам понадобится: терморегулятор, датчик температуры, нагреватель. Для начала убедимся в том, что терморегулятор работает в нужном нам режиме, в данном случае — нагрев. Поместим датчик температуры в наш ящик, и подключим нагрузку — нагреватель. Включаем терморегулятор, выставляем нужную нам температуру и гистерезис. Будем наблюдать следующее:

Читайте также:  Регулятор для душевой кабины timo

На данном графике видно, как изменяется температура при регулировании. После преодоления отметки в 35°C терморегулятор выключает нагреватель, но он всё ещё горячий и продолжает нагревать ящик. В результате этого температура поднимается до 38°C, затем плавно снижается до установленной температуры и величину гистерезиса, в нашем случае до 34.5°C. Далее цикл повторяется, включается нагреватель, температура поднимается и колебания продолжаться в небольшом пределе. На этом простом примере продемонстрирована работа обычного двухпозиционного терморегулятора.

Принцип работы ПИД терморегулятора.

Проделаем тот же эксперимент с ПИД терморегулятором:

Можно заметить, что колебания температуры на втором цикле нагрева-охлаждения (18мин), значительно меньше, чем при использовании двухпозиционного терморегулятора. Это связанно с тем, что ПИД регулятор с помощью обратной связи и алгоритмов прогнозирования может за несколько циклов нагрева – охлаждения подстроиться таким образом, чтобы вовремя включать-выключать нагрузку (нагреватель), в результате обеспечивая минимальные отклонения температуры от заданной. На графике видно, как после второго цикла нагрева — охлаждения температура установилась в заданном значении.

Подведём итоги.

Каждый из представленных типов терморегуляторов выполняет свою задачу, если у вас есть необходимость в поддержании температуры в очень узких пределах, то вам стоит остановиться на выборе ПИД терморегулятора, если же точность поддержания температуры для ваших целей не столь важна, можно выбрать двухпозиционный терморегулятор, который стоит значительно дешевле ПИД терморегулятора.

Сеть интернет магазинов электроники и автоматики. График работы с пн-пт: 10:00 до 19:00,(+7 GMT)

Источник