Reglarea Automată a Temperaturii cu Regulator Bipozițional

1. SCOPUL LUCRĂRII

Lucrarea are ca scop cunoaşterea constructivă, funcţională şi determinarea performanţelor unui sistem de reglare automată a temperaturii echipat cu un regulator bipoziţional.

2. PREZENTAREA LUCRĂRII

Reglarea automată a unor mărimi ca: temperatură, nivel, presiune, concentraţie, în procese lente în care perturbaţia principală determină variaţia într-un singur sens a mărimii de ieşire se realizează, dacă nu se cer performanţe ridicate, cu regulatoare bipoziţionale.

În figura 10.1 este prezentat răspunsul tipic la aplicarea unui semnal treaptă pe referinţa unui sistem de reglare automată cu regulator bipoziţional. Din figură se observă că, deşi la momentul t1 mărimea de comandă u devine nulă şi elementul de execuţie anulează valoarea mărimii de execuţie a procesului, ieşirea y încă creşte şi începe să scadă doar la momentul t = t1+τ datorită inerţiei procesului reglat şi a traductorului. Se constată că mărimea reglată y va oscila cu amplitudinea y şi perioada TP.

Fig. 10.1. Răspunsul sistemului de reglare cu algoritm bipoziţional la un semnal treaptă pe referinţă

Perioada de oscilaţie TP dintre două cuplări a mărimii de execuţie este un indice de performaţă important. O perioadă scurtă de cuplare, care se datoreşte unei rezerve de putere de execuţie mare, corespunde la o frecvenţă de cuplare mare, cu repercursiuni negative asupra durabilităţii şi fiabilităţii instalaţiei reglate. O perioadă lungă de oscilaţie corespunde unei rezerve mici de putere de execuţie, ceea ce face ca la o variaţie accentuată a perturbaţiilor sistemul să nu mai poată fi controlat.

Lucrarea are ca obiectiv principal determinarea influenţei variaţiei puterii de execuţie Pm, implicit a rezervei de putere RP, asupra perioadei TP şi a amplitudinii y de oscilaţie a mărimii reglate.

3. APARATURA UTILIZATA

3.1 Descriere stand

Schema funcţională a standului pentru studiul regulatoarelor bipoziţionale utilizate pentru reglarea automată a temperaturii este prezentată în figura 10.2 .

Fig.10.2. Schema funcţională a standului

Procesul este simulat fizic de bulbul metalic al unui traductor de temperatură cu gaz înfăşurat într-o izolaţie termică şi electrică pe care este bobinată o rezistenţă de încălzire Rînc. Bulbul este legat cu un tub capilar, cu diametrul înterior foarte mic comparativ cu cel exterior, la un regulator bipoziţional mecanic cu burduf gofrat. Regulatorul comandă un contact electric KR prin care se cuplează rezistenţa Rînc la o sursă de curent electric. În paralel cu contactul KR, între bornele C şi D, este montat un bec verde, iar în paralel cu rezistenţa de încălzire, între bornele A şi B, este montat un bec roşu. Standul se alimentează de la o sursă de curent continuu stabilizată cu tensiunea Ual, cuplată la bornele E şi F.

Când temperatura măsurată este Tm > r+0,5 ∆, regulatorul modifică valoarea mărimii de comanda la u = 0 şi contactul KR este deschis. Becul verde se aprinde fiind alimentat prin rezistenţa de încălzire Rînc care are valoare mult mai mică decât cea a filamentului becului. Căderea de tensiune pe Rînc este foarte mică şi nu asigură aprinderea becului roşu. În această stare sistemul începe să se răcească.