Regulácia s otvorenou a uzavretou slučkou v riadiacich a automatizačných systémoch

Udržiavanie regulovanej hodnoty v stanovených medziach alebo jej zmena podľa daného zákona počas prevádzky riadiaceho a automatizačného systému sa môže vykonávať podľa otvorených alebo uzavretých regulačných slučiek. Uvažujme systém (obr. 1) pozostávajúci zo sériovo zapojených: objekt regulácie OR, regulačný orgán RO, regulátor P a hlavné Z — zariadenie, pomocou ktorého je do systému napájaný hlavný úkon.

Pri regulácii s otvorenou slučkou (obr. 1, a) nie je referenčná akcia x (T) prichádzajúca do regulátora z mastera funkciou výsledku tejto akcie na objekte, je nastavená obsluhou. Určitá hodnota referenčného pôsobenia bude zodpovedať určitej aktuálnej hodnote regulovanej veličiny y (t), ktorá bude závisieť od rušivého pôsobenia F (t). Vysvetlenie základných pojmov nájdete tu: Všeobecné princípy systémov automatizácie budov

Systém s otvorenou slučkou je v podstate prenosový reťazec, v ktorom sa referenčná akcia x (t) od mastera po správnom spracovaní kontrolérom pomocou vnútorných vplyvov Z1(t) a Z2 (T) prenáša na objekt regulácie, ale nedochádza k spätnému účinku na objekt na regulátore.

Ryža. 1. Regulačné schémy pre otvorené (a) a uzavreté (b) slučky: З — požadovaná hodnota, R — regulátor, RO — regulačný orgán, OR — predmet regulácie, x (T) Účinok nastavenia je, Z1(t) a Z2 (T) — vnútorné regulačné vplyvy, y (T) Kontrolovaná hodnota je F (T) Pôsobí rušivo.

Príklady riadenia s otvorenou a uzavretou slučkou

Na obr. 2a znázorňuje schému riadenia rýchlosti otáčania stály motor E. Pri zmene polohy motora reostatu P sa zmení budiaci prúd v budiacej cievke generátora OVG G, čo má za následok zmenu jeho e. atď. str. a teda napätie dodávané do motora D.

Tachogenerátor TG, namontovaný na rovnakom hriadeli ako motor D, vyvíja napr. d. s úmerné rýchlosti otáčania hriadeľa motora. Voltmeter napojený na kefy tachogenerátora so stupnicou kalibrovanou v jednotkách otáčok umožňuje len vizuálnu kontrolu otáčok motora.

Ak sú charakteristiky strojov stabilné, potom každá poloha motora reostatu bude zodpovedať určitej hodnote otáčok motora. V tomto systéme regulátor pôsobí na objekt, ale nemá spätný účinok, tzn. systém pracuje v otvorenej slučke.

Ryža. 2.Schematické schémy pre riadenie otáčok jednosmerného motora s otvorenou (a) až uzavretou (b) slučkou: R — reostat, OVG — budiaca cievka generátora, G — generátor, OVD — budiaca cievka motora, D — motor, TG — tachogenerátor, DP je pohon motor posúvača reostatu, U je zosilňovač.

Ak pripojíme výstup systému k regulátoru tak, že regulátor prijíma vždy dva signály — signál z mastera a signál z výstupu objektu, tak dostaneme systém s uzavretou slučkou. V takomto systéme pôsobí nielen regulátor na objekt, ale aj objekt na regulátor.

Na obr. 2 b je znázornená schéma riadenia otáčok jednosmerného motora D, v ktorej je výstup systému spojený so vstupom systému pomocou tachogenerátora TG, reostatu P, zosilňovača Y a a. motor DP posuvného pohonu reostatu P.

Je tu automatická regulácia otáčok motora. Akákoľvek zmena rýchlosti spôsobí, že sa na motore DP objaví signál, ktorý posunie posúvač reostatu P na jednu alebo druhú stranu do polohy zodpovedajúcej danej rýchlosti motora D.

Ak sa rýchlosť otáčania z nejakého dôvodu zníži, potom sa posúvač reostatu P dostane do polohy, v ktorej sa zvýši budiaci prúd v budiacej cievke generátora OB. To povedie k zvýšeniu napätia generátora, a teda k zvýšeniu otáčok motora D, ktorý zaujme svoju počiatočnú polohu.

Keď sa rýchlosť motora D zvýši, posúvač reostatu P sa bude pohybovať v opačnom smere, čo spôsobí zníženie rýchlosti motora D.

Automatický riadiaci systém s otvorenou slučkou nezávisle, bez zásahu operátora, nemôže zmeniť svoj režim činnosti, ak sa poruchy vstupujúce do systému zmenia. Uzavretý systém automaticky reaguje na všetky zmeny, ktoré v systéme nastanú.

Pozri tiež: Metódy riadenia v automatizačných systémoch