Otvorena i zatvorena regulacija u sustavima upravljanja i automatizacije

Održavanje kontrolirane vrijednosti unutar navedenih granica ili njezino mijenjanje prema zadanom zakonu tijekom rada sustava upravljanja i automatizacije može se izvršiti prema otvorenim ili zatvorenim regulacijskim petljama. Promotrimo sustav (slika 1) koji se sastoji od serijski spojenih: objekta regulacije OR, regulacijskog tijela RO, regulatora P i glavnog Z — uređaja uz pomoć kojeg se glavno djelovanje dovodi u sustav.

U regulaciji s otvorenom petljom (Sl. 1, a), referentno djelovanje x (T) koje dolazi regulatoru od mastera nije funkcija rezultata ovog djelovanja na objekt, postavlja ga operater. Određenoj vrijednosti referentnog djelovanja odgovarat će određena trenutna vrijednost regulirane veličine y (t), koja će ovisiti o ometajućem djelovanju F (t). Za objašnjenje osnovnih pojmova pogledajte ovdje: Opći principi sustava automatizacije zgrada

Sustav s otvorenom petljom je u biti prijenosni lanac u kojem se referentno djelovanje x (t) od mastera nakon pravilne obrade od strane regulatora pomoću internih utjecaja Z1(t) i Z2 (T) prenosi na objekt regulacije, ali nema povratnog djelovanja na objekt na regulatoru.

Riža. 1. Regulacijske sheme za otvorene (a) i zatvorene (b) petlje: Z — zadana vrijednost, R — regulator, RO — regulacijsko tijelo, OR — objekt regulacije, x (T) Djelovanje prilagodbe je, Z1(t) i Z2 (T) — unutarnji regulatorni utjecaji, y (T) Kontrolirana vrijednost je F (T) Ima ometajući učinak.

Primjeri upravljanja otvorenom i zatvorenom petljom

Na sl. Slika 2a prikazuje shemu upravljanja brzinom vrtnje stalni motor E. Kada se promijeni položaj motora reostata P, promijenit će se uzbudna struja u uzbudnom svitku generatora OVG G, što će rezultirati promjenom njegove e. itd. pp. i stoga napon koji se dovodi na motor D.

Tahogenerator TG, montiran na istoj osovini kao i motor D, razvija e. d. s proporcionalan brzini vrtnje osovine motora. Voltmetar spojen na četkice tahogeneratora sa skalom kalibriranom u jedinicama okretaja omogućuje samo vizualnu kontrolu okretaja motora.

Ako su karakteristike strojeva stabilne, tada će svaki položaj motora reostata odgovarati određenoj vrijednosti brzine motora. U ovom sustavu regulator djeluje na objekt, ali nema obrnuto djelovanje, tj. sustav radi u otvorenoj petlji.

Riža. 2.Shematski dijagrami za regulaciju brzine istosmjernog motora s otvorenom (a) do zatvorenom (b) petljom: R — reostat, OVG — uzbudni svitak generatora, G — generator, OVD — uzbudni svitak motora, D — motor, TG — tahogenerator, DP je pogon motor klizača reostata, U je pojačalo.

Ako izlaz sustava povežemo s regulatorom na način da regulator u svakom trenutku prima dva signala — signal s mastera i signal s izlaza objekta, tada dobivamo sustav zatvorene petlje. U takvom sustavu postoji učinak ne samo regulatora na objekt, već i objekta na regulator.

Na slici 2, b prikazana je shema za regulaciju brzine istosmjernog motora D, u kojoj je izlaz sustava povezan s ulazom sustava pomoću tahogeneratora TG, reostata P, pojačala Y i motor DP pogona klizača reostata P.

Ovdje postoji automatska kontrola brzine motora. Svaka promjena brzine uzrokovat će pojavu signala na motoru DP koji će pomaknuti klizač reostata P na jednu ili drugu stranu u položaj koji odgovara zadanoj brzini motora D.

Ako se brzina vrtnje iz nekog razloga smanji, tada će klizač reostata P zauzeti položaj u kojem će porasti uzbudna struja u uzbudnom svitku generatora OB. To će dovesti do povećanja napona generatora i, sukladno tome, do povećanja broja okretaja motora D, koji će zauzeti početni položaj.

Kako se brzina motora D povećava, klizač reostata P pomicat će se u suprotnom smjeru, uzrokujući smanjenje brzine motora D.

Automatski sustav upravljanja otvorenom petljom samostalno, bez intervencije operatera, ne može promijeniti svoj način rada ako smetnje koje ulaze u sustav postanu drugačije. Zatvoreni sustav automatski reagira na sve promjene koje se događaju u sustavu.

Vidi također: Metode upravljanja u sustavima automatizacije