Регулиране на отворен и затворен контур в системите за управление и автоматизация

Поддържането на контролираната стойност в определените граници или промяната й съгласно даден закон по време на работата на системата за управление и автоматизация може да се извършва съгласно отворени или затворени контури за управление. Помислете за система (фиг. 1), състояща се от последователно свързани: обект на регулиране ИЛИ, регулиращо тяло RO, регулатор P и главен Z — устройство, с помощта на което се подава главно действие към системата.

При регулиране с отворен контур (фиг. 1, а) референтното действие x (T), идващ към регулатора от капитана, не е функция на резултата от това действие върху обекта, той се задава от оператора. Определена стойност на референтното действие ще съответства на определена текуща стойност на контролираната променлива y (t), която ще зависи от смущаващото действие F (t). За обяснение на основните термини вижте тук: Общи принципи на системите за автоматизация на сгради

Системата с отворен контур по същество е предавателна верига, в която референтното действие x (t) от капитана след правилна обработка от контролера посредством вътрешни влияния Z1(t) и Z2 (T) се прехвърля към обекта на регулиране, но няма обратен ефект на обекта върху регулатора.

Ориз. 1. Схеми за регулиране за отворени (а) и затворени (б) цикли: З — зададена стойност, R — регулатор, RO — регулиращ орган, ИЛИ — обект на регулиране, x (T) Действието за настройка е, Z1(t) и Z2 (T) — вътрешни регулаторни влияния, y (T) Контролираната стойност е F (T) Има смущаващ ефект.

Примери за управление с отворен и затворен контур

На фиг. 2, а показва схемата за управление на скоростта на въртене постоянен двигател Д. Когато позицията на двигателя на реостата Р се промени, токът на възбуждане във възбуждащата намотка на генератора OVG G ще се промени, което води до промяна в неговото e. и т.н. с. и следователно напрежението, подадено към двигателя D.

Тахогенераторът TG, монтиран на същия вал с двигателя D, развива e. d. s пропорционално на скоростта на въртене от вала на двигателя. Свързан към четките на тахогенератора волтметър със скала, калибрирана в единици на оборотите, позволява само визуален контрол на оборотите на двигателя.

Ако характеристиките на машините са стабилни, тогава всяка позиция на двигателя с реостат ще съответства на определена стойност на оборотите на двигателя. В тази система регулаторът действа върху обекта, но няма обратен ефект, т.е. системата работи в отворен цикъл.

Ориз. 2. Схематични схеми за управление на скоростта на постоянен двигател при отворен (а) до затворен (б) цикъл: R — реостат, OVG — намотка за възбуждане на генератора, G — генератор, OVD — намотка за възбуждане на двигателя, D — двигател, TG — тахогенератор, DP е задвижващият двигател на плъзгача на реостата, U е усилвателят.

Ако свържем системния изход към контролера по такъв начин, че контролерът да получава два сигнала през цялото време — сигнала от главния и сигнала от изхода на обекта, тогава получаваме система със затворен контур. В такава система има ефект не само от регулатора върху обекта, но и от обекта върху регулатора.

На фиг.2, б показва схема за управление на скоростта на DC двигателя D, в която изходът на системата е свързан към входа на системата посредством тахогенератор TG, реостат P, усилвател Y и двигател DP на задвижването на плъзгача на реостат P.

Тук има автоматичен контрол на оборотите на двигателя. Всяка промяна в скоростта ще доведе до появата на сигнал на двигателя DP, който ще премести плъзгача на реостата P на една или друга страна от позицията, съответстваща на дадената скорост на двигателя D.

Ако скоростта на въртене по някаква причина намалее, тогава плъзгачът на реостата P ще заеме позиция, при която токът на възбуждане в намотката на възбуждане на генератора OB ще се увеличи. Това ще доведе до увеличаване на напрежението на генератора и съответно до увеличаване на оборотите на двигателя D, който ще заеме първоначалното си положение.

С увеличаване на оборотите на двигателя D, плъзгачът на реостата P ще се движи в обратна посока, което ще доведе до намаляване на оборотите на двигателя D.

Системата за автоматично управление с отворен контур независимо, без намесата на оператора, не може да промени начина си на работа, ако смущенията, влизащи в системата, станат различни. Затворената система автоматично реагира на всички промени, които настъпят в системата.

Вижте също: Методи за управление в системите за автоматизация