El control en cascada es un control en el que se conectan dos o más lazos de control para que la salida de un controlador corrija el punto de ajuste del otro controlador.
La figura anterior es un diagrama de bloques que ilustra el concepto de control en cascada. Los bloques del diagrama representan en realidad los componentes de dos lazos de control: el lazo maestro, que se compone de los elementos del sistema de control A, E, F y G, y el lazo esclavo, que se compone de los elementos del sistema de control A, B C y D. La salida del controlador del lazo maestro es la referencia (punto de ajuste) para el controlador esclavo. El controlador de bucle esclavo genera una señal de control para el actuador.
Para procesos que tienen características de retraso significativas (capacitancia o resistencia que ralentiza los cambios en la variable), el lazo de control esclavo del sistema en cascada puede detectar el error del proceso antes y así reducir el tiempo requerido para corregir el error. Podemos decir que el lazo de control esclavo "divide" el retardo y reduce el impacto de la perturbación en el proceso.
Un sistema de control en cascada utiliza más de un elemento de detección principal y el controlador (en el lazo de control esclavo) recibe más de una señal de entrada. Por lo tanto, el sistema de control en cascada es un sistema de control de bucles múltiples.
Ejemplo de un sistema de control en cascada
En el ejemplo anterior, el lazo de control eventualmente será el lazo principal cuando se construya un sistema de control en cascada. El circuito esclavo se agregará más adelante. El objetivo de este proceso es calentar el agua que pasa por el interior del intercambiador de calor al circular por los conductos por los que circula el vapor. Una de las características del proceso es que el cuerpo del intercambiador de calor tiene un gran volumen y contiene mucha agua. Una gran cantidad de agua tiene una capacidad que le permite almacenar una gran cantidad de calor. Esto significa que si cambia la temperatura del agua que ingresa al intercambiador de calor, estos cambios aparecerán a la salida del intercambiador de calor con un gran retraso. La razón del retraso es la gran capacitancia. Otra característica de este proceso es que las tuberías de vapor resisten la transferencia de calor del vapor dentro de las tuberías al agua fuera de las tuberías. Esto significa que habrá un retraso entre los cambios en el flujo de vapor y los correspondientes cambios en la temperatura del agua. La razón de este retraso es la resistencia.
El elemento primario en este lazo de control controla la temperatura del agua que sale del intercambiador de calor. Si cambia la temperatura del agua de salida, el transmisor mide los cambios físicos correspondientes en el elemento primario y convierte el valor de temperatura en una señal enviada al controlador. El controlador mide la señal, la compara con el punto de referencia, calcula la diferencia y luego genera una señal de salida que controla la válvula de control en la línea de vapor, que es el elemento final del circuito de control (regulador). La válvula de control de vapor aumenta o disminuye el flujo de vapor para que la temperatura del agua regrese al punto establecido. Sin embargo, debido a las características de retraso del proceso, el cambio en la temperatura del agua será lento y pasará mucho tiempo antes de que el circuito de control pueda detectar cuánto ha cambiado la temperatura del agua. Para entonces, es posible que haya ocurrido demasiado cambio en la temperatura del agua. Como resultado, el lazo de control generará una acción de control excesivamente fuerte, que puede conducir a una desviación en la dirección opuesta (overshoot), y nuevamente "esperará" el resultado. Debido a una respuesta lenta como esta, la temperatura del agua puede subir y bajar durante mucho tiempo antes de volver al punto establecido.
La respuesta transitoria del sistema de control mejora cuando el sistema se complementa con un segundo lazo de control en cascada, como se muestra en la figura anterior. El lazo agregado es el lazo esclavo de control en cascada.
Ahora, cuando cambia el flujo de vapor, estos cambios serán leídos por el sensor de flujo (B) y medidos por el transmisor (C), que envía una señal al controlador esclavo (D). Al mismo tiempo, el sensor de temperatura (E) en el lazo de control principal detecta cualquier cambio en la temperatura del agua que sale del intercambiador de calor. Estos cambios son medidos por un transductor de medición (F), que envía una señal al regulador maestro (G). Este controlador realiza las funciones de medición, comparación, cálculo y produce una señal de salida que se envía al controlador esclavo (D). Esta señal corrige el punto de consigna del controlador esclavo. El controlador esclavo luego compara la señal que recibe del sensor de flujo (C) con el nuevo punto de referencia, calcula la diferencia y genera una señal de corrección que se envía a la válvula de control (A) para corregir el flujo de vapor.
En un sistema de control con la adición de un lazo de control esclavo al lazo principal, el lazo adicional lee inmediatamente cualquier cambio en el caudal de vapor. El ajuste necesario se realiza casi de inmediato, antes de que la perturbación del flujo de vapor afecte la temperatura del agua. Si ha habido cambios en la temperatura del agua a la salida del intercambiador de calor, el elemento sensor percibe estos cambios y el lazo de control maestro corrige el punto de ajuste del controlador en el lazo de control esclavo. En otras palabras, establece un punto de ajuste o "cambia" el controlador en el lazo de control esclavo para ajustar el flujo de vapor a fin de mantener la temperatura deseada del agua. Sin embargo, esta reacción del controlador esclavo a los cambios en el flujo de vapor reduce el tiempo requerido para compensar el efecto de la perturbación del flujo de vapor.
Al analizar sistemas de control automático complejos, sus diagramas de bloques son de particular importancia, mostrando los puntos de aplicación de influencias y posibles caminos para la propagación de señales que interactúan entre los elementos del sistema.
Los diagramas de bloques constan de los siguientes elementos estructurales:
dinámicos, realizando alguna conexión funcional o de operador entre sus señales de entrada y salida;
transformar, sirviendo para transformar la naturaleza o estructura de las señales;
comparaciones en las que se restan o suman señales;
puntos de bifurcación, en los que la ruta de propagación de la señal se bifurca en varias rutas que conducen a diferentes puntos del sistema;
conexiones o líneas del diagrama de bloques, que indican la dirección de propagación de las señales;
puntos de aplicación de influencias;
lógico, realizando operaciones lógicas.
Indicamos anteriormente que cualquier sistema de control automático, según el principio mismo de su funcionamiento, siempre
tiene al menos una retroalimentación, que sirve para comparar el valor real y requerido de la variable controlada. Acordamos llamar a este tipo de retroalimentación la principal.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los sistemas de control automático modernos, además de las retroalimentaciones principales, cuyo número es igual al número de variables controladas, a menudo tienen varias retroalimentaciones auxiliares o locales. Los sistemas de control automático con una variable controlada, con una sola retroalimentación principal y sin retroalimentación local, se denominan de bucle único. En los sistemas de bucle único, una acción aplicada a cualquier punto puede pasar por alto el sistema y regresar al punto original, siguiendo solo un camino de desvío (ver Fig. II.8). Los sistemas de control automático que, además de una retroalimentación principal, tienen una o más retroalimentaciones principales o locales se denominan multilazo. Los sistemas multilazo se caracterizan por el hecho de que en ellos la acción aplicada a cualquier punto puede desviarse del sistema y volver al punto original, siguiendo varios caminos de desvío diferentes.
Como ejemplo de un sistema de control automático multilazo (dos lazos) con una variable controlada, se puede citar un servosistema en el que, además de la retroalimentación principal que sirve para generar una señal de error y se lleva a cabo mediante un sincro -sensor y un sincro-receptor, también hay retroalimentación local; este último se lleva a cabo utilizando un tacogenerador y un circuito RC conectado a él, cuya tensión de salida se resta de la señal de error.
Un ejemplo de un sistema de control automático de bucle múltiple con múltiples variables controladas es un sistema de control de motor de avión, en el que las variables controladas pueden ser la velocidad del motor, la presión de sobrealimentación, el tiempo de encendido, la temperatura del aceite, la temperatura del refrigerante y otras variables.
Las razones para introducir realimentación local en el sistema de control automático son muy diferentes. Así, por ejemplo, se utilizan en elementos correctores para convertir la señal de acuerdo con la ley de control requerida, en elementos amplificadores - para linealización, reducción de ruido, reducción de la resistencia de salida, en actuadores - para aumentar la potencia.
Se puede introducir retroalimentación, que cubre varios elementos del sistema conectados en serie, para darles las propiedades dinámicas requeridas.
Los sistemas de control automático multidimensionales, es decir, los sistemas con varias variables controladas, se subdividen
sobre sistemas de regulación acoplados y desacoplados.
Los sistemas de regulación desacoplados son aquellos en los que los reguladores destinados a regular varias magnitudes no están conectados entre sí y sólo pueden interactuar a través de un objeto común de regulación para ellos. Los sistemas de regulación desacoplada, a su vez, se pueden dividir en dependientes e independientes.
Los sistemas dependientes de control desacoplado se caracterizan porque en ellos el cambio en una de las cantidades controladas depende del cambio en las otras. Como resultado, en tales sistemas, los procesos de regulación de varias variables controladas no pueden considerarse de forma independiente, aisladamente unos de otros.
Un ejemplo de un sistema dependiente de control desacoplado es una aeronave con piloto automático, que tiene canales de control independientes para los timones. Suponga, por ejemplo, que la aeronave se ha desviado de su rumbo previsto. Esto provocará la desviación del timón debido a la presencia del piloto automático. Al regresar a un rumbo dado, las velocidades angulares de ambas superficies de apoyo de la aeronave y, en consecuencia, las fuerzas de sustentación que actúan sobre ellas, se volverán desiguales, lo que hará que la aeronave se balancee. En este caso, el piloto automático desviará los alerones. Como resultado de las desviaciones del timón y los alerones, aumentará la resistencia aerodinámica de la aeronave. Por lo tanto, comenzará a perder altura y su eje longitudinal se desviará de la horizontal. El piloto automático desviará el elevador.
Así, en el ejemplo considerado, los procesos de control de las tres variables controladas -rumbo, balanceo lateral y balanceo longitudinal- estrictamente hablando, no pueden considerarse independientes entre sí, a pesar de la presencia de canales de control independientes.
Un sistema independiente de control desacoplado se caracteriza porque en él el cambio en cada una de las cantidades controladas no depende del cambio en las otras, por lo que los procesos de regulación de varias cantidades pueden considerarse de forma aislada entre sí. Como ejemplo de sistemas independientes de regulación desacoplada, a menudo se puede considerar un sistema para regular el número de revoluciones de una turbina hidráulica y un sistema para regular el voltaje de un generador síncrono girado por ella. Los procesos de control en estos sistemas son independientes, debido al hecho de que el proceso de control de tensión suele ser muchas veces más rápido que el proceso de control de velocidad.
Los sistemas de regulación acoplada son aquellos sistemas en los que los reguladores de varios valores regulados tienen conexiones mutuas entre sí, que interactúan entre ellos fuera del objeto de la regulación.
Un sistema de control acoplado se denomina autónomo si las conexiones entre sus reguladores constituyentes
son tales que un cambio en una de las variables controladas en el proceso de regulación no provoca un cambio en las variables controladas restantes.
El diagrama de bloques del sistema de control incoherente de un objeto bidimensional tiene la forma:
Error de regulación
Acción de control
Variables controladas medidas
Salidas sin medir en los canales principales con función de transferencia y
Controladores con funciones de transferencia y
Usando las funciones de transferencia discreta de los controladores de los canales principal y cruzado, describimos el sistema de control no acoplado:
Transformamos el sistema (2.0) por sustitución, obteniendo la ecuación de la conexión entre las salidas del sistema y sus entradas
(2.2)
En la primera ecuación, sustituimos el lado derecho de la segunda ecuación en su lugar:
(2.3)
De manera similar, al sustituir en la segunda ecuación en lugar del lado derecho de la primera ecuación, puede obtener la dependencia de la salida en y .
La ecuación (2.3) muestra que cada variable controlada depende tanto de la primera entrada del sistema como de la segunda entrada del sistema. Demostremos que la estabilidad de un sistema desacoplado disminuye en este caso. Para hacer esto, asumimos que las funciones de transferencia del objeto en los canales principal y cruzado son iguales entre sí y las funciones de transferencia de los controladores son iguales entre sí.
Entonces la ecuación (2.3) toma la forma:
(2.4)
Si no hay enlaces cruzados en el objeto, entonces el valor de salida depende solo de la referencia de acuerdo con la siguiente expresión:
De acuerdo con el criterio de Nyquist, para que un sistema cerrado en lazo simple sea estable (si uno abierto lo es), es necesario que la hodógrafa APFC de un sistema abierto no cubra un punto con coordenadas. En base a esto, en un sistema de control incoherente, si se toma igual a cero, este criterio será el mismo, con la única diferencia que las coordenadas del punto crítico serán . Así, en un sistema de control incoherente, el área de control estable se estrecha, lo que reduce la estabilidad del sistema y empeora la calidad del proceso de transición. Si no se tienen en cuenta los acoplamientos cruzados internos al calcular la configuración óptima del controlador en un sistema de control incoherente, entonces el sistema puede ser inestable. Para mantener la estabilidad del sistema de control incoherente en presencia de enlaces internos, es necesario reducir la ganancia en comparación con las ganancias de los controladores en ausencia de enlaces cruzados tanto que la hodógrafa AFC del abierto -el sistema de bucle no cubre el punto con coordenadas.
Obviamente, esto se puede lograr logrando significativamente la ganancia del controlador, es decir la velocidad del regulador, lo que empeora considerablemente la calidad de la regulación. Por lo tanto, con fuertes conexiones internas, la oportunidad de obtener una regulación de alta calidad debe buscarse no ajustando las estructuras y configuraciones de los reguladores no relacionados, sino “desatando” las conexiones internas a través de canales cruzados. Aquellos. es necesario cambiar la estructura del propio sistema. Hay dos formas de debilitar o "desatar" por completo los enlaces cruzados:
1. elegir parámetros no relacionados o débilmente relacionados como valores controlados;
2. creación de un sistema de regulación vinculada mediante la introducción de vínculos compensatorios externos adicionales entre los reguladores en la ACP
Un sistema de control desacoplado es más sencillo, fiable y económico que un sistema de control acoplado. Son realizables incluso en los casos en que los sistemas de regulación coherentes son técnicamente inviables. Sin embargo, son susceptibles a influencias perturbadoras, se propagan por los canales principales y transversales, lo que puede conducir a un deterioro en la calidad de la regulación y, en la mejor opción, a la pérdida de estabilidad. Las ventajas de los sistemas de control incoherentes hacen necesario buscar formas de ampliar el alcance de su aplicación a objetos con valores controlados interconectados manteniendo una calidad de control satisfactoria. El grado de conexión entre las dos variables controladas se puede determinar utilizando las funciones de transferencia del objeto en los canales principal y transversal. El grado de comunicación en el primer canal principal es igual a la relación de su función de transferencia a la función de transferencia del segundo canal principal: . El grado de comunicación en el segundo canal transversal es igual a la relación entre la función de transferencia de este canal y la función de transferencia del primer canal principal: . El grado general de conexión entre los valores reguladores: . Dependiendo de la magnitud del grado total de conexión, se puede recomendar una de las siguientes opciones de control:
Con tal conexión de los reguladores, los canales se convertirán en los principales y el grado general de conexión se caracterizará por un nuevo valor. Si resulta que el grado total de correlación de valores es menor a 1, entonces se puede aplicar un sistema de control desacoplado;
3. en la relación , el grado de conexión es significativo, lo que puede reducir significativamente la estabilidad del sistema de regulación incoherente; en este caso, es necesario eliminar o debilitar significativamente los vínculos internos en la ACP;
4. Es posible “desatar” la regulación de valores en presencia de entrecruzamientos si se realiza la regulación de valores con diferentes características dinámicas, lo que reduce su relación a través del proceso, por ejemplo, reguladores de presión Por lo general, operan a frecuencias más altas que los reguladores de temperatura, lo que determina su débil influencia mutua entre sí.
Los enfoques para configurar un sistema de control incoherente pueden ser los siguientes:
1. configuración en sistemas de un solo circuito;
2. Optimización simultánea de reguladores en el sistema de regulación incoherente, teniendo en cuenta la influencia de los canales principal y de transición.
El primer enfoque utiliza modelos de los canales principales y los reguladores correspondientes. De estos, se componen los sistemas de control de un solo lazo, en los que el ajuste de los controladores correspondientes se realiza mediante uno de los métodos numéricos. La ventaja de este enfoque para configurar reguladores es la simplicidad y la alta velocidad.
Del sistema de ecuaciones para la relación entre las salidas de la planta ( y ) y las entradas del sistema ( y ) (2.3), (2.4) se deduce que el valor controlado depende no solo de las propiedades dinámicas del canal principal y del controlador, sino también de las propiedades dinámicas del segundo canal principal, los canales cruzados y del segundo regulador. Del mismo modo, el parámetro. Por lo tanto, la sintonización de la parte de control del sistema debe realizarse teniendo en cuenta las propiedades dinámicas no solo del canal principal correspondiente, sino también teniendo en cuenta la influencia de la dinámica de los canales cruzados. Por lo tanto, la desventaja de este enfoque para ajustar los controladores es que los parámetros de ajuste resultantes no son óptimos.
Consideremos el segundo enfoque. El cálculo del proceso transitorio en el sistema de control incoherente se realiza según el siguiente sistema de ecuaciones en diferencias finitas:
, donde los coeficientes de peso para los que se cumplen las siguientes condiciones:
Indicadores de calidad de la salida del sistema correspondiente, utilizados como criterios de optimización. El mayor de los factores de ponderación se asigna al indicador de calidad del producto cuya regulación es más importante.
Cuando se usa la convolución, el problema de optimización se forma de la siguiente manera: 
. Cuando se utiliza el método de gradiente como método de optimización numérica, el algoritmo de optimización (esquema de algoritmo) será el mismo que para un sistema de bucle único. La diferencia será que al calcular el proceso transitorio se utilizará el sistema de ecuaciones (3.0) y las condiciones iniciales (3.1). Al calcular las derivadas parciales del criterio con respecto a la configuración óptima, se puede utilizar uno de los dos enfoques discutidos anteriormente (con y sin dependencias recurrentes cuasi-analíticas). Cuando se usan ecuaciones en diferencias finitas, es necesario tomar derivadas parciales de todas las ecuaciones del sistema (3.0) con respecto a todos los ajustes de ambos controladores. Las condiciones iniciales para calcular los valores numéricos del sistema resultante de ecuaciones en diferencias finitas deben especificarse de manera similar a las condiciones iniciales (3.1).
2. Clasificación de ASR. Principios de gerencia.
Control- este es un impacto intencional en el objeto, que asegura su funcionamiento óptimo (en cierto sentido) y se cuantifica por el valor del criterio de calidad (indicador). Los criterios pueden ser de carácter tecnológico o económico (desempeño de una unidad de proceso, costo de producción, etc.).
Durante el funcionamiento, los valores de salida se desvían de los valores establecidos debido a perturbaciones z B y hay un desajuste entre el actual en T y dado y 3 valores de salida del objeto. Si está disponible disturbios z B el objeto garantiza de forma independiente el funcionamiento normal, es decir, elimina de forma independiente el desajuste resultante en T-y 3, entonces no necesita ser controlado. Si el objeto no garantiza el cumplimiento de las condiciones para el funcionamiento normal, entonces, para neutralizar la influencia de las perturbaciones, se impone acción de control xR, cambiando el material o los flujos de calor del objeto con la ayuda del actuador. Así, en el proceso de control, el objeto está sujeto a influencias que compensan las perturbaciones y aseguran el mantenimiento de su funcionamiento normal.
regulaciónllamado mantener los valores de salida del objeto cerca de los valores constantes o variables requeridos para garantizar su funcionamiento normal mediante la aplicación de acciones de control al objeto.
Un dispositivo automático que mantiene los valores de salida de un objeto cerca de los valores requeridos se llama regulador automático.
Según el principio de regulación Los ASR se dividen en los que funcionan por desviación, por perturbación y por el principio combinado.
Por desviación. En sistemas que operan en la desviación del valor controlado del valor establecido (Fig. 1-2, a), Indignacion z provoca una desviación del valor real de la variable controlada a de su valor dado y. El controlador automático AP compara los valores tu y yo, en caso de su desajuste, produce un efecto regulador X de la señal correspondiente, que se alimenta a través del actuador (no mostrado en la figura) al objeto regulado del OR, y elimina este desajuste. En los sistemas de control de desviación, el desajuste es necesario para la formación de acciones regulatorias, esta es su desventaja, ya que la tarea del regulador es precisamente prevenir el desajuste. Sin embargo, en la práctica, tales sistemas han recibido una distribución predominante, ya que la acción reguladora en ellos se realiza independientemente del número, tipo y lugar de ocurrencia de las influencias perturbadoras. Los sistemas de control de desviación son cerrado.
Por indignación. Cuando se regula por perturbación (Fig. 1-2, b) regulador AP B recibe información sobre el valor actual de la principal acción perturbadora z1. Al medirlo y no coincidir con nominal valor y B el regulador genera una acción regulatoria X, dirigida al objeto. En los sistemas perturbados, la señal de control pasa por el bucle más rápido que en los sistemas basados en el principio de desviación, por lo que el efecto perturbador puede eliminarse incluso antes de que se produzca el desajuste. Sin embargo, es prácticamente imposible implementar el control de perturbaciones para la mayoría de los objetos de la tecnología química, ya que esto requiere tener en cuenta la influencia de todas las perturbaciones de los objetos ( z1, z2, ...) cuyo número suele ser grande; además, algunos de ellos no pueden cuantificarse. Por ejemplo, la medición de perturbaciones tales como un cambio en la actividad del catalizador, la situación hidrodinámica en el aparato, las condiciones de transferencia de calor a través de la pared del intercambiador de calor y muchas otras, encuentra dificultades fundamentales y, a menudo, es inviable. Por lo general, la perturbación principal se tiene en cuenta, por ejemplo, por la carga del objeto.
Además, las señales sobre el valor actual de la variable controlada se envían al lazo de control del sistema por perturbación. a no se reciben, por lo tanto, con el tiempo, la desviación del valor controlado del valor nominal puede exceder los límites permitidos. Los sistemas de control de perturbaciones son abierto.
Según el principio combinado. Con tal regulación, es decir, con el uso conjunto de los principios de regulación por desviación y por perturbación (Fig. 1-6, en), es posible obtener sistemas de alta calidad . En ellos, la influencia de la perturbación principal z1 es neutralizado por el regulador AR B, que opera según el principio de perturbación, y la influencia de otras perturbaciones (por ejemplo, z2 etc.) - regulador AR, que reacciona a la desviación del valor actual de la cantidad reaccionada del valor establecido.
Según el número de valores ajustables ASR se divide en unidimensional y multidimensional. unidimensional los sistemas tienen un valor ajustable, el segundo - varios valores ajustables.
A su momento multidimensional Los sistemas se pueden dividir en sistemas de regulación desacoplados y acoplados. En el primero de ellos, los reguladores no están directamente relacionados entre sí y afectan por separado al objeto de regulación común a ellos. Sistemas no relacionado Los controles generalmente se usan cuando la influencia mutua de los valores controlados del objeto es pequeña o prácticamente inexistente. De lo contrario, se utilizan sistemas asociado regulación, en la que los reguladores de diferentes valores de un objeto tecnológico están interconectados por enlaces externos (fuera del objeto) para debilitar la influencia mutua de los valores controlados. Si al mismo tiempo es posible eliminar completamente la influencia de las variables controladas entre sí, entonces dicho sistema de control acoplado se llama autónomo.
Por el número de caminos de la señal ASR se divide en circuito único y circuito múltiple. Bucle único se llaman sistemas que contienen un circuito cerrado, y multibucle- tener varios circuitos cerrados
Con cita(la naturaleza del cambio en la influencia de conducción) ASR se dividen en sistemas de estabilización automática, sistemas de control de programa y sistemas de servo.
Sistemas automáticos de estabilización diseñado para mantener el valor controlado en un valor dado, que se establece constante ( tu= constante). Estos son los sistemas más comunes.
Sistemas de control de programas construido de tal manera que el valor establecido de la variable controlada es una función del tiempo conocida de antemano u=f(t). Están equipados con sensores de software que forman el valor y a tiempo. Dichos sistemas se utilizan en la automatización de procesos químico-tecnológicos de acción periódica o procesos que funcionan según un ciclo determinado.
En los sistemas de rastreo el valor establecido de la variable controlada no se conoce de antemano y es una función de una variable de proceso independiente externa u=f(y 1). Estos sistemas sirven para controlar una cantidad tecnológica ( esclavo), que está en cierta dependencia de los valores de otro ( principal) valor tecnológico. Una variedad de sistemas de seguimiento son sistemas para regular la proporción de dos cantidades, por ejemplo, el consumo de dos productos. Dichos sistemas reproducen en la salida un cambio en el valor impulsado en una cierta proporción con un cambio en el principal. Estos sistemas buscan eliminar el desajuste entre el valor de la cantidad principal, multiplicado por un factor constante, y el valor de la cantidad impulsada.
Por la naturaleza de las influencias regulatorias Distinguir entre ACP continuo, relé y pulso.
ACP continuoconstruido de tal manera que un cambio continuo en el valor de entrada del sistema corresponde a un cambio continuo en el valor a la salida de cada eslabón.
Relé (posición) ACP tener un enlace de relé que convierte un valor de entrada continuo en un valor de relé discreto que toma solo dos valores fijos: el mínimo y el máximo posible. Los enlaces de retransmisión le permiten crear sistemas con ganancias muy altas. Sin embargo, en un lazo de control cerrado, la presencia de enlaces de relé conduce a autooscilaciones del valor controlado con un cierto período y amplitud. Los sistemas con controladores de posición son sistemas de relés.
Pulso ACPtienen en su composición un enlace de pulsos que convierte un valor de entrada continuo en un pulso discreto, es decir, en una secuencia de pulsos con un cierto período de su alternancia. El período de aparición de los pulsos se establece de manera forzosa. El valor de entrada es proporcional a la amplitud o duración de los pulsos de salida. La introducción de un enlace de pulso libera el dispositivo de medición del sistema de la carga y permite el uso de un dispositivo de medición de baja potencia pero más sensible en la salida, que responde a pequeñas desviaciones del valor controlado, lo que conduce a un aumento en la calidad del sistema.
En el modo de pulso, es posible construir circuitos multicanal, mientras se reduce el consumo de energía para accionar el actuador.
Los sistemas con un dispositivo informático digital en un bucle de control cerrado también funcionan en modo pulsado, ya que el dispositivo digital emite el resultado del cálculo en forma de pulsos que siguen en ciertos intervalos de tiempo necesarios para el cálculo. Este dispositivo se utiliza cuando la desviación de la variable controlada del valor establecido debe calcularse a partir de las lecturas de varios instrumentos de medición o cuando, de acuerdo con los criterios para el mejor rendimiento del sistema, es necesario calcular el programa para cambiar la variable controlada.
La conexión de las unidades según el esquema de control desacoplado asegura la independencia del funcionamiento de ambas unidades, es decir, un cambio en el caudal de agua para suministro de agua caliente en un amplio rango desde cero (por la noche) hasta el máximo, prácticamente no tiene efecto sobre el funcionamiento del sistema de calefacción.
Para ello, el caudal de agua en la línea de suministro debe ser igual al caudal total de agua para calefacción - ventilación y suministro de agua caliente. Además, el consumo de agua para el suministro de agua caliente debe tomarse de acuerdo con la carga máxima del suministro de agua caliente y la temperatura mínima del agua en la línea de suministro, es decir, en el modo en que la carga del suministro de agua caliente está completamente cubierta desde el línea de suministro (si el consumidor no tiene tanques de almacenamiento instalados).
El consumo de agua para calefacción, ventilación, suministro de agua caliente y el consumo total de agua de cada suscriptor de la red no dependen de la configuración de la red. El caudal calculado por el suscriptor se establece mediante un diafragma de estrangulación, cuyo diámetro de apertura está determinado por la fórmula (cláusula 4.17 de SP 41-101-95)
donde G es el caudal de agua estimado en la tubería, igual a Gtotal t/h
DN - presión apagada por el diafragma, m
Tamaño mínimo de apertura del diafragma - 3 mm
Automatización del sistema de maquillaje
Los dispositivos de reposición automatizados mantienen una presión de agua constante o variable en el punto de reposición de la red.
Para redes de calefacción con pérdidas de presión relativamente pequeñas en la red y un perfil de terreno favorable, la presión en el punto de reposición en todos los modos (incluido el modo cuando las bombas de la red están detenidas) se mantiene constante. Se prevé mantener una presión constante en el colector de retorno frente a las bombas de la red con la ayuda de un regulador de presión “después de sí mismo” (regulador de alimentación) instalado en la tubería de agua de reposición.
En el caso de que la presión estática de la red de calefacción exceda la presión en el colector de retorno de la sala de calderas durante el funcionamiento de las bombas de la red, el ajuste de la presión estática se realiza manualmente. La presión del agua se mide en las tuberías de presión de las bombas de reposición mediante manómetros de indicación y señalización locales, que dan un impulso para encender la bomba de respaldo, y en el colector de retorno mediante manómetros de indicación, autorregistro y señalización en el escudo local. En el tablero local también está prevista la instalación de un dispositivo secundario de indicación, registro y señalización de un caudalímetro para la medida del consumo de agua de aportación y un dispositivo secundario de registro y señalización de un oxigenómetro para la medida del contenido de oxígeno en la aportación. agua. El termómetro de resistencia en la línea de reposición está conectado a un registrador común, que registra simultáneamente la temperatura del agua de la red.
En las redes de calefacción abiertas, al instalar tanques de almacenamiento central, la presión en la tubería de retorno se regula automáticamente mediante dos válvulas de control, de las cuales la primera está instalada en la tubería de derivación del exceso de agua de la red a los tanques de almacenamiento, y la segunda en la tubería de los tanques de almacenamiento después de las bombas de transferencia. Durante las horas en que la carga de suministro de agua caliente está por debajo del promedio diario, las bombas de transferencia se apagan y la presión en la tubería de retorno se regula mediante la primera válvula. En las horas en que la carga del suministro de agua caliente es mayor que la carga diaria promedio, las bombas de transferencia se encienden automáticamente, la primera válvula de control se cierra y el regulador de presión cambia a la válvula de control instalada después de las bombas de transferencia.
Para garantizar un flujo constante de agua de reposición en una red de calefacción abierta, se instala un regulador de flujo en la tubería de presión de las bombas de reposición.
El nivel del agua en el tanque del desaireador de reposición se mantiene mediante una válvula de control en la línea de agua tratada químicamente. Si se utiliza un desaireador atmosférico en lugar de un desaireador de vacío de presión deslizante, se instala adicionalmente un regulador para mantener una presión constante en la columna del desaireador. El esquema prevé una parada de emergencia de las de trabajo: bombas de reposición y transferencia y encendido automático de las de respaldo, así como la señalización de la presión en la tubería de retorno del nivel en el tanque desaireador de reposición y agua de almacenamiento. tanques y el contenido de oxígeno en el agua de reposición.
