Kaskadno upravljanje je regulacija u kojoj su dvije ili više regulacijskih petlji spojene tako da izlaz jednog regulatora ispravlja zadanu vrijednost drugog regulatora.
Gornja slika je blok dijagram koji ilustrira koncept kaskadne kontrole. Blokovi na dijagramu zapravo predstavljaju komponente dvije upravljačke petlje: glavne petlje, koju čine elementi upravljačkog sustava A, E, F i G, i slave petlje, koju čine elementi upravljačkog sustava A, B C i D. Izlaz kontrolera glavne petlje je referenca (zadana vrijednost) za slave kontroler. Podređeni regulator petlje generira upravljački signal za aktuator.
Za procese koji imaju značajne karakteristike kašnjenja (kapacitivnost ili otpor koji usporavaju promjene u varijabli), petlja slave upravljanja kaskadnog sustava može ranije otkriti grešku procesa i tako smanjiti vrijeme potrebno za ispravljanje pogreške. Možemo reći da podređena upravljačka petlja "dijeli" kašnjenje i smanjuje utjecaj smetnje na proces.
Kaskadni upravljački sustav koristi više od jednog primarnog senzorskog elementa i kontroler (u podređenoj upravljačkoj petlji) prima više od jednog ulaznog signala. Stoga je kaskadni sustav upravljanja sustav upravljanja s više petlji.
Primjer kaskadnog upravljačkog sustava
U gornjem primjeru, kontrolna petlja će na kraju biti vodeća petlja pri izgradnji kaskadnog upravljačkog sustava. Podređeni krug bit će dodan kasnije. Svrha ovog procesa je zagrijavanje vode koja prolazi kroz unutrašnjost izmjenjivača topline strujanjem oko cijevi kroz koje struji para. Jedna od značajki procesa je da tijelo izmjenjivača topline ima veliki volumen i sadrži puno vode. Velika količina vode ima kapacitet koji vam omogućuje pohranjivanje velike količine topline. To znači da ako se promijeni temperatura vode koja ulazi u izmjenjivač topline, te promjene će se pojaviti na izlazu iz izmjenjivača topline s velikim zakašnjenjem. Razlog kašnjenja je veliki kapacitet. Još jedna značajka ovog procesa je da parne cijevi odolijevaju prijenosu topline s pare unutar cijevi na vodu izvan cijevi. To znači da će doći do kašnjenja između promjena u protoku pare i odgovarajućih promjena temperature vode. Razlog za ovo kašnjenje je otpor.
Primarni element u ovoj regulacijskoj petlji kontrolira temperaturu vode koja izlazi iz izmjenjivača topline. Ako se promijeni temperatura izlazne vode, odgovarajuće fizičke promjene u primarnom elementu mjere se odašiljačem, koji pretvara vrijednost temperature u signal koji se šalje regulatoru. Regulator mjeri signal, uspoređuje ga sa zadanom vrijednosti, izračunava razliku i zatim generira izlazni signal koji upravlja regulacijskim ventilom na parovodu, koji je završni element regulacijske petlje (regulator). Ventil za kontrolu pare ili povećava ili smanjuje protok pare kako bi se temperatura vode vratila na zadanu točku. Međutim, zbog karakteristika kašnjenja procesa, promjena temperature vode bit će spora i trebat će puno vremena prije nego što kontrolna petlja osjeti koliko se temperatura vode promijenila. Do tada je možda došlo do prevelike promjene temperature vode. Kao rezultat toga, kontrolna petlja će generirati pretjerano snažno kontrolno djelovanje, što može dovesti do odstupanja u suprotnom smjeru (prekoračiti), i opet će "čekati" rezultat. Zbog sporog odgovora kao što je ovaj, temperatura vode može kružiti gore-dolje dugo vremena prije nego što se vrati na zadanu točku.
Prijelazni odziv regulacijskog sustava je poboljšan kada se sustav dopuni drugom kaskadnom kontrolnom petljom, kao što je prikazano na gornjoj slici. Dodana petlja je podređena petlja kaskadne kontrole.
Sada, kada se protok pare promijeni, ove promjene će očitati senzor protoka (B) i mjeriti odašiljač (C), koji šalje signal podređenom regulatoru (D). Istodobno, temperaturni senzor (E) u vodećoj upravljačkoj petlji osjeti svaku promjenu temperature vode koja izlazi iz izmjenjivača topline. Ove promjene mjere mjerni pretvarač (F), koji šalje signal glavnom regulatoru (G). Ovaj kontroler obavlja funkcije mjerenja, usporedbe, izračunavanja i proizvodi izlazni signal koji se šalje podređenom regulatoru (D). Ovaj signal ispravlja zadanu vrijednost podređenog regulatora. Podređeni regulator zatim uspoređuje signal koji prima od senzora protoka (C) s novom zadanom točkom, izračunava razliku i generira signal korekcije koji se šalje kontrolnom ventilu (A) kako bi ispravio protok pare.
U sustavu upravljanja s dodatkom podređene regulacijske petlje glavnoj petlji, svaka promjena u brzini protoka pare odmah se očitava dodatnom petljom. Potrebna prilagodba se vrši gotovo odmah, prije nego što poremećaj protoka pare utječe na temperaturu vode. Ako je došlo do promjena u temperaturi vode na izlazu iz izmjenjivača topline, osjetni element percipira te promjene i glavna upravljačka petlja ispravlja zadanu vrijednost regulatora u podređenoj upravljačkoj petlji. Drugim riječima, postavlja zadanu točku ili "pomiče" regulator u podređenoj regulacijskoj petlji kako bi se prilagodio protok pare kako bi se održala željena temperatura vode. Međutim, ovaj odgovor podređenog regulatora na promjene u protoku pare smanjuje vrijeme potrebno za kompenzaciju učinka smetnje zbog protoka pare.
Pri analizi složenih sustava automatskog upravljanja od posebne su važnosti njihovi blok dijagrami koji prikazuju točke primjene utjecaja i moguće putove širenja signala koji međusobno djeluju između elemenata sustava.
Blok dijagrami se sastoje od sljedećih strukturnih elemenata:
dinamički, koji obavljaju neku funkcionalnu ili operatersku vezu između svojih ulaznih i izlaznih signala;
transformacija, koja služi za transformaciju prirode ili strukture signala;
usporedbe u kojima se signali oduzimaju ili zbrajaju;
točke grananja, u kojima se put širenja signala grana na nekoliko putova koji vode do različitih točaka u sustavu;
veze ili linije blok dijagrama koji pokazuju smjer širenja signala;
točke primjene utjecaja;
logički, izvođenje logičkih operacija.
Gore smo naznačili da svaki sustav automatskog upravljanja, prema samom principu svog rada, uvijek
ima barem jednu povratnu informaciju, koja služi za usporedbu stvarne i tražene vrijednosti kontrolirane varijable. Dogovorili smo se da ovu vrstu povratne informacije nazovemo glavnom.
Treba, međutim, napomenuti da moderni sustavi automatskog upravljanja, uz glavne povratne veze, čiji je broj jednak broju kontroliranih varijabli, često imaju još nekoliko pomoćnih ili lokalnih povratnih veza. Automatski upravljački sustavi s jednom kontroliranom varijablom, koji imaju samo jednu glavnu povratnu vezu i bez lokalne povratne informacije, nazivaju se jednostruki. U sustavima s jednom petljom, radnja primijenjena na bilo koju točku može zaobići sustav i vratiti se na izvornu točku, slijedeći samo jedan zaobilazni put (vidi sliku II.8). Sustavi automatskog upravljanja koji osim jedne glavne povratne sprege imaju jednu ili više glavnih ili lokalnih povratnih informacija nazivaju se višepetlji. Sustave s više petlji karakterizira činjenica da u njima djelovanje primijenjeno na bilo koju točku može zaobići sustav i vratiti se na izvornu točku, slijedeći nekoliko različitih zaobilaznih putova.
Kao primjer sustava automatskog upravljanja s više petlji (dvije petlje) s jednom kontroliranom varijablom može se navesti servo sustav u kojem se osim glavne povratne sprege koja služi za generiranje signala pogreške i provodi pomoću sinkrone -senzor i sinkro-prijemnik, postoji i lokalna povratna sprega; potonje se provodi pomoću tahogeneratora i na njega spojenog RC kruga, čiji se napon na izlazu oduzima od signala pogreške.
Primjer sustava upravljanja s više petlji, višestruko promjenjivi je upravljački sustav motora zrakoplova, u kojem kontrolirane varijable mogu biti brzina motora, tlak pojačanja, vrijeme paljenja, temperatura ulja, temperatura rashladne tekućine i druge varijable.
Razlozi za uvođenje lokalne povratne informacije u sustav automatskog upravljanja vrlo su različiti. Tako se, na primjer, koriste u korektivnim elementima za pretvaranje signala u skladu s potrebnim zakonom upravljanja, u elementima za pojačanje - za linearizaciju, smanjenje šuma, smanjenje izlaznog otpora, u aktuatorima - za povećanje snage.
Može se uvesti povratna informacija koja pokriva nekoliko serijski povezanih elemenata sustava kako bi im se dala potrebna dinamička svojstva.
Višedimenzionalni sustavi automatskog upravljanja, tj. sustavi s više kontroliranih varijabli, podijeljeni su
o sustavima nepovezane i spregnute regulacije.
Sustavi nepovezane regulacije su oni u kojima regulatori dizajnirani za regulaciju različitih veličina nisu međusobno povezani i mogu djelovati samo kroz zajednički predmet regulacije za njih. Sustavi nepovezane regulacije, pak, mogu se podijeliti na ovisne i neovisne.
Zavisne sustave nepovezanog upravljanja karakterizira činjenica da u njima promjena jedne od kontroliranih veličina ovisi o promjeni ostalih. Kao rezultat toga, u takvim sustavima procesi regulacije različitih kontroliranih varijabli ne mogu se promatrati neovisno, odvojeno jedan od drugog.
Primjer ovisnog sustava nespojenog upravljanja je zrakoplov s autopilotom, koji ima neovisne upravljačke kanale za kormila. Pretpostavimo, na primjer, da je zrakoplov skrenuo s unaprijed određenog kursa. To će uzrokovati otklon kormila zbog prisutnosti autopilota. Pri povratku na zadani kurs, kutne brzine obje nosive površine zrakoplova, a time i sile uzgona koje djeluju na njih, postat će nejednake, što će uzrokovati kotrljanje zrakoplova. Autopilot će tada skrenuti krilce. Kao rezultat odstupanja kormila i krilaca, otpor zrakoplova će se povećati. Stoga će početi gubiti visinu, a njegova uzdužna os će odstupiti od horizontale. Autopilot će tada skrenuti dizalo.
Dakle, u razmatranom primjeru, kontrolni procesi triju kontroliranih varijable - smjera, bočnog kotrljanja i uzdužnog kotrljanja - strogo govoreći, ne mogu se smatrati neovisnima jedan o drugom, unatoč prisutnosti neovisnih upravljačkih kanala.
Neovisni sustav nepovezanog upravljanja karakterizira činjenica da u njemu promjena svake od kontroliranih veličina ne ovisi o promjeni ostalih, zbog čega se procesi regulacije različitih veličina mogu promatrati odvojeno jedni od drugih. . Kao primjer neovisnih sustava nespregnute regulacije često se može uzeti u obzir sustav za regulaciju broja okretaja hidroturbine i sustav za regulaciju napona sinkronog generatora koji se njime okreće. Procesi upravljanja u ovim sustavima su neovisni, zbog činjenice da se proces regulacije napona obično odvija višestruko brže od procesa regulacije brzine.
Sustavi spregnute regulacije su takvi sustavi u kojima su regulatori različitih reguliranih vrijednosti međusobno povezani, koji međusobno djeluju izvan predmeta regulacije.
Spojeni upravljački sustav naziva se autonomnim ako postoje veze između njegovih sastavnih regulatora
su takvi da promjena jedne od kontroliranih varijabli tijekom procesa upravljanja ne uzrokuje promjenu preostalih kontroliranih varijabli.
Blok dijagram sustava nekoherentnog upravljanja dvodimenzionalnim objektom ima oblik:
Greška u regulaciji
Kontrolna radnja
Mjerene kontrolirane varijable
Neizmjereni izlazi na glavnim kanalima s prijenosnom funkcijom i
Kontroleri s prijenosnim funkcijama i
Koristeći diskretne prijenosne funkcije regulatora glavnog i križnog kanala, opisujemo sustav nespojenog upravljanja:
Transformirajmo sustav (2.0) supstitucijom, dobivši jednadžbu veze između izlaza sustava i njegovih ulaza
(2.2)
U prvoj jednadžbi umjesto toga zamjenjujemo desnu stranu druge jednadžbe:
(2.3)
Slično, kada zamjenjujete u drugu jednadžbu umjesto desne strane prve jednadžbe, možete dobiti ovisnost izlaza o i .
Jednadžba (2.3) pokazuje da svaka kontrolirana varijabla ovisi i o prvom ulazu sustava i o drugom ulazu sustava. Pokažimo da se stabilnost nespojenog sustava u ovom slučaju smanjuje. Da bismo to učinili, pretpostavljamo da su prijenosne funkcije objekta u glavnom i poprečnom kanalu međusobno jednake i da su prijenosne funkcije regulatora međusobno jednake.
Tada jednadžba (2.3) poprima oblik:
(2.4)
Ako u objektu nema križnih veza, tada izlazna vrijednost ovisi samo o referenci u skladu sa sljedećim izrazom:
U skladu s Nyquistovim kriterijem, da bi zatvoreni sustav s jednom petljom bio stabilan (ako je otvoreni stabilan), potrebno je da APFC hodograf otvorenog sustava ne pokriva točku s koordinatama. Na temelju toga, u nekoherentnom sustavu upravljanja, ako se uzme jednak nuli, ovaj će kriterij biti isti, s jedinom razlikom što će koordinate kritične točke biti . Tako se u nekoherentnom sustavu upravljanja sužava područje stabilnog upravljanja, što smanjuje stabilnost sustava i pogoršava kvalitetu procesa tranzicije. Ako se unutarnje unakrsne veze ne uzmu u obzir pri izračunu optimalnih postavki regulatora u nekoherentnom upravljačkom sustavu, tada sustav može biti nestabilan. Kako bi se održala stabilnost sustava nekoherentnog upravljanja u prisutnosti internih veza, potrebno je smanjiti pojačanje u odnosu na dobitke regulatora u nedostatku poprečnih veza za toliko da AFC hodograf otvorenog sustav ne pokriva točku koordinatama .
Očito se to može postići značajnim postizanjem pojačanja regulatora, t.j. brzina regulatora, što naglo pogoršava kvalitetu regulacije. Stoga, uz jake unutarnje veze, priliku za postizanje visoke kvalitete regulacije treba tražiti ne u prilagodbi struktura i postavki nepovezanih regulatora, već u „odvezivanju“ unutarnjih veza kroz poprečne kanale. Oni. potrebno je promijeniti strukturu samog sustava. Postoje dva načina za slabljenje ili potpuno "razvezivanje" unakrsnih veza:
1. odabir nepovezanih ili slabo povezanih parametara kao kontroliranih vrijednosti;
2. stvaranje sustava povezane regulacije uvođenjem dodatnih vanjskih kompenzacijskih veza između regulatora u ACP
Nespojeni sustav upravljanja je jednostavniji, pouzdaniji i jeftiniji od spojenog upravljačkog sustava. Oni su ostvarivi čak iu slučajevima kada su koherentni sustavi regulacije tehnički neizvedivi. Međutim, podložni su ometajućim utjecajima, šire se kroz glavne i poprečne kanale, što može dovesti do pogoršanja kvalitete regulacije i, kao najbolje opcije, gubitka stabilnosti. Prednosti nekoherentnih upravljačkih sustava zahtijevaju traženje načina za proširenje opsega njihove primjene na objekte s međusobno povezanim kontroliranim vrijednostima uz održavanje zadovoljavajuće kvalitete upravljanja. Stupanj povezanosti dviju kontroliranih varijabli može se odrediti pomoću prijenosnih funkcija objekta u glavnom i križnom kanalu. Stupanj komunikacije na prvom glavnom kanalu jednak je omjeru njegove prijenosne funkcije i prijenosne funkcije drugog glavnog kanala: . Stupanj komunikacije na drugom križnom kanalu jednak je omjeru prijenosne funkcije ovog kanala i prijenosne funkcije prvog glavnog kanala: . Opći stupanj povezanosti između regulacijskih vrijednosti: . Ovisno o veličini ukupnog stupnja veze, može se preporučiti jedna od sljedećih opcija upravljanja:
Takvim spojem regulatora kanali će postati glavni, a ukupni stupanj povezanosti bit će karakteriziran novom vrijednošću. Ako se pokaže da je ukupni stupanj korelacije vrijednosti manji od 1, tada se može primijeniti sustav odvojenog upravljanja;
3. pri omjeru je značajan stupanj povezanosti, što može značajno smanjiti stabilnost sustava nekoherentne regulacije; u tom slučaju potrebno je eliminirati ili značajno oslabiti unutarnje veze u ACP-u;
4. Moguće je "odvezati" regulaciju vrijednosti u prisutnosti poprečnih veza ako se provodi regulacija vrijednosti s različitim dinamičkim karakteristikama, što smanjuje njihov odnos kroz proces, na primjer, regulatori tlaka obično rade na višim frekvencijama od regulatora temperature, što određuje njihov slab međusobni utjecaj.
Pristupi postavljanju nekoherentnog upravljačkog sustava mogu biti sljedeći:
1. postavljanje u jednokružnim sustavima;
2. Istovremena optimizacija regulatora u sustavu nekoherentne regulacije, uzimajući u obzir utjecaj glavnog i prijelaznog kanala.
Prvi pristup koristi modele glavnih kanala i odgovarajućih regulatora. Od njih su sastavljeni upravljački sustavi s jednom petljom, u kojima se podešavanje odgovarajućih regulatora provodi jednom od numeričkih metoda. Prednost ovakvog pristupa postavljanju regulatora je jednostavnost i velika brzina.
Iz sustava jednadžbi za odnos između izlaza postrojenja ( i ) i ulaza sustava ( i ) (2.3), (2.4) proizlazi da kontrolirana vrijednost ne ovisi samo o dinamičkim svojstvima glavnog kanala i regulatora, ali i na dinamička svojstva drugog glavnog kanala , križnih kanala , te od drugog regulatora. Slično, parametar. Stoga se podešavanje upravljačkog dijela sustava mora provesti uzimajući u obzir dinamička svojstva ne samo odgovarajućeg glavnog kanala, već i uzimajući u obzir utjecaj dinamike poprečnih kanala. Stoga je nedostatak ovog pristupa podešavanju regulatora neoptimalnost rezultirajućih parametara ugađanja.
Razmotrimo drugi pristup. Proračun prijelaznog procesa u sustavu nekoherentnog upravljanja provodi se prema sljedećem sustavu jednadžbi konačnih razlika:
, gdje su težinski koeficijenti za koje su zadovoljeni sljedeći uvjeti:
Pokazatelji kvalitete za odgovarajući izlaz sustava, koji se koriste kao kriteriji optimizacije. Veći od težinskih faktora dodjeljuje se pokazatelju kvalitete rezultata čija je regulacija najvažnija.
Kada se koristi konvolucija, problem optimizacije se formira na sljedeći način: 
. Pri korištenju metode gradijenta kao numeričke metode optimizacije, algoritam optimizacije (algoritamska shema) bit će isti kao i za sustav s jednom petljom. Razlika će biti u tome što će se pri proračunu prijelaznog procesa koristiti sustav jednadžbi (3.0) i početni uvjeti (3.1). Prilikom izračunavanja parcijalnih derivacija kriterija s obzirom na optimalne postavke, može se koristiti jedan od dva gore razmatrana pristupa (sa i bez kvazianalitičkih rekurentnih ovisnosti). Pri korištenju jednadžbi konačnih razlika potrebno je uzeti parcijalne derivacije svih jednadžbi sustava (3.0) s obzirom na sve postavke oba regulatora. Početni uvjeti za izračun numeričkih vrijednosti rezultirajućeg sustava jednadžbi konačnih razlika moraju se specificirati slično početnim uvjetima (3.1).
2. Klasifikacija ASR. Načela upravljanja.
Kontrolirati- radi se o svrhovitom utjecaju na objekt koji osigurava njegovo optimalno (u određenom smislu) funkcioniranje i kvantificira se vrijednošću kriterija (pokazatelja) kvalitete. Kriteriji mogu biti tehnološke ili ekonomske prirode (izvedba procesne jedinice, proizvodni trošak itd.).
Tijekom rada izlazne vrijednosti odstupaju od zadanih vrijednosti zbog smetnji z B i postoji neusklađenost između struje kod T i dano i 3 izlazne vrijednosti objekta. Ako je dostupno smetnje z B objekt samostalno osigurava normalno funkcioniranje, tj. samostalno eliminira nastalu neusklađenost na T-i 3, onda ga ne treba kontrolirati. Ako objekt ne osigurava ispunjenje uvjeta za normalan rad, tada se za neutralizaciju utjecaja smetnji nameće kontrolno djelovanje x R, mijenjanje materijalnih ili toplinskih tokova objekta uz pomoć aktuatora. Dakle, u procesu upravljanja objekt je podvrgnut utjecajima koji kompenziraju smetnje i osiguravaju održavanje njegovog normalnog rada.
propisnaziva se održavanjem izlaznih vrijednosti objekta u blizini potrebnih konstantnih ili varijabilnih vrijednosti kako bi se osigurao normalan način njegovog rada primjenom kontrolnih radnji na objekt.
Poziva se automatski uređaj koji održava izlazne vrijednosti objekta blizu traženih vrijednosti automatski regulator.
Prema principu regulacije ASR se dijeli na one koji rade po odstupanju, smetnjama i po kombiniranom principu.
Odstupanjem. U sustavima koji rade na odstupanju kontrolirane vrijednosti od zadane vrijednosti (Sl. 1-2, a), bijes z uzrokuje odstupanje stvarne vrijednosti kontrolirane varijable na od njegove zadane vrijednosti i. Automatski regulator AP uspoređuje vrijednosti ti i ja, u slučaju njihove neusklađenosti, proizvodi regulatorni učinak x odgovarajućeg predznaka, koji se preko aktuatora (nije prikazan na slici) dovodi do reguliranog objekta OR i eliminira ovu neusklađenost. U sustavima kontrole odstupanja, za formiranje regulatornih radnji, neophodna je neusklađenost, to je njihov nedostatak, jer je zadatak regulatora upravo spriječiti neusklađenost. Međutim, u praksi su takvi sustavi dobili prevladavajuću distribuciju, budući da se regulacijsko djelovanje u njima provodi bez obzira na broj, vrstu i mjesto pojave poremećenih utjecaja. Sustavi kontrole odstupanja su zatvoreno.
Od ogorčenja. Kod regulacije smetnjom (Sl. 1-2, b) AP B regulator prima informaciju o trenutnoj vrijednosti glavne uznemirujuće radnje z1. Prilikom mjerenja i neusklađivanja s nominalni značenje i B regulator generira regulatornu akciju X, usmjerena na objekt. U poremećenim sustavima upravljački signal prolazi kroz petlju brže nego u sustavima koji se temelje na principu devijacije, zbog čega se uznemirujući učinak može eliminirati i prije nego što nastane neusklađenost. Međutim, praktički je nemoguće provesti kontrolu smetnji za većinu objekata kemijske tehnologije, jer to zahtijeva uzimanje u obzir utjecaja svih smetnji objekta ( z1, z2, ...) čiji je broj obično velik; štoviše, neke od njih nije moguće kvantificirati. Na primjer, mjerenje takvih poremećaja kao što su promjena aktivnosti katalizatora, hidrodinamička situacija u aparatu, uvjeti prijenosa topline kroz stijenku izmjenjivača topline i mnogih drugih nailazi na temeljne poteškoće i često je neizvedivo. Obično se glavna perturbacija uzima u obzir, na primjer, opterećenjem objekta.
Osim toga, signali o trenutnoj vrijednosti kontrolirane varijable smetnjom se šalju u upravljačku petlju sustava. na nisu primljeni, stoga s vremenom odstupanje kontrolirane vrijednosti od nominalne vrijednosti može premašiti dopuštene granice. Sustavi kontrole poremećaja su otvorena.
Prema kombiniranom principu. Takvom regulacijom, tj. zajedničkom uporabom načela regulacije devijacijom i smetnjom (sl. 1-6, u), moguće je dobiti visokokvalitetne sustave . U njima je utjecaj glavne perturbacije z1 neutralizira AR B regulator, koji radi na principu perturbacije, a utjecaj drugih smetnji (npr. z2 i drugi)-regulator AR, koji reagira na odstupanje trenutne vrijednosti reagirane količine od zadane vrijednosti.
Prema broju podesivih vrijednosti ASR se dijeli na jednodimenzionalne i višedimenzionalne. Jednodimenzionalni sustavi imaju jednu podesivu vrijednost, drugu - nekoliko podesivih vrijednosti.
Zauzvrat višedimenzionalni sustave možemo podijeliti na sustave nepovezane i spregnute regulacije. U prvom od njih regulatori nisu međusobno izravno povezani i zasebno utječu na njima zajednički predmet regulacije. Sustavi nepovezano kontrole se obično koriste kada je međusobni utjecaj kontroliranih vrijednosti objekta mali ili praktički izostaje. Inače se koriste sustavi povezane regulacija, u kojoj su regulatori različitih količina jednog tehnološkog objekta međusobno povezani vanjskim vezama (izvan objekta) kako bi se oslabio međusobni utjecaj kontroliranih veličina. Ako je istovremeno moguće potpuno eliminirati utjecaj kontroliranih varijabli jedne na drugu, tada se takav sustav spregnutog upravljanja naziva autonomna.
Po broju signalnih puteva ASR se dijeli na jednokružno i višekružno. Jednopetlja nazivaju se sustavi koji sadrže jednu zatvorenu petlju, i višepetlja- ima nekoliko zatvorenih krugova
Po dogovoru(priroda promjene utjecaja na vožnju) ASR se dijele na sustave automatske stabilizacije, sustave upravljanja programom i servo sustave.
Automatski stabilizacijski sustavi dizajniran za održavanje kontrolirane vrijednosti na zadanoj vrijednosti, koja je postavljena konstantnom ( u= const). To su najčešći sustavi.
Sustavi upravljanja programom konstruiran na način da je zadana vrijednost kontrolirane varijable funkcija vremena unaprijed poznata u=f(t). Opremljeni su softverskim senzorima koji formiraju vrijednost i na vrijeme. Takvi se sustavi koriste u automatizaciji kemijsko-tehnoloških procesa periodičnog djelovanja ili procesa koji djeluju prema određenom ciklusu.
U sustavima za praćenje zadana vrijednost kontrolirane varijable nije unaprijed poznata i funkcija je vanjske neovisne procesne varijable u=f(y 1). Ovi sustavi služe za kontrolu jedne tehnološke količine ( rob), što je u određenoj ovisnosti o vrijednostima drugog ( vodeći) tehnološka vrijednost. Različiti sustavi za praćenje su sustavi za regulaciju omjera dviju količina, na primjer, potrošnje dvaju proizvoda. Takvi sustavi na izlazu reproduciraju promjenu pogonske vrijednosti u određenom omjeru s promjenom vodeće. Ovi sustavi nastoje eliminirati neusklađenost između vrijednosti vodeće veličine, pomnožene konstantnim faktorom, i vrijednosti vođene veličine.
Po prirodi regulatornih utjecaja Razlikovati kontinuirani ACP, relej i puls.
Kontinuirani ACPkonstruiran na način da kontinuirana promjena ulazne vrijednosti sustava odgovara kontinuiranoj promjeni vrijednosti na izlazu svake veze.
Relej (položaj) ACP imaju relejnu vezu koja pretvara kontinuiranu ulaznu vrijednost u diskretnu vrijednost releja koja uzima samo dvije fiksne vrijednosti: minimalnu i najveću moguću. Relejne veze omogućuju stvaranje sustava s vrlo visokim dobicima. Međutim, u zatvorenoj upravljačkoj petlji, prisutnost relejnih veza dovodi do samooscilacija kontrolirane vrijednosti s određenim periodom i amplitudom. Sustavi s regulatorima položaja su relejni sustavi.
Pulsni ACPimaju u svom sastavu impulsnu vezu koja kontinuiranu ulaznu vrijednost pretvara u diskretni impuls, tj. u niz impulsa s određenim periodom njihove izmjene. Razdoblje pojavljivanja pulseva se postavlja nasilno. Ulazna vrijednost je proporcionalna amplitudi ili trajanju izlaznih impulsa. Uvođenje impulsne veze oslobađa mjerni uređaj sustava od opterećenja i omogućuje korištenje mjernog uređaja male snage, ali osjetljivijeg na izlazu, koji reagira na mala odstupanja kontrolirane vrijednosti, što dovodi do povećanja u kvaliteti sustava.
U impulsnom načinu rada moguće je izgraditi višekanalne sklopove, uz smanjenje potrošnje energije za aktiviranje aktuatora.
Sustavi s digitalnim računalnim uređajem u zatvorenoj upravljačkoj petlji također rade u impulsnom načinu rada, budući da digitalni uređaj daje rezultat proračuna u obliku impulsa koji slijede u određenim vremenskim intervalima potrebnim za proračun. Ovaj uređaj se koristi kada se odstupanje kontrolirane varijable od zadane vrijednosti mora izračunati iz očitanja više mjernih instrumenata ili kada je u skladu s kriterijima najbolje izvedbe sustava potrebno izračunati program za promjenu kontrolirana varijabla.
Spajanje jedinica prema nespojenoj upravljačkoj shemi osigurava neovisnost rada obje jedinice, tj. promjena protoka vode za opskrbu toplom vodom u širokom rasponu od nule (noću) do maksimuma praktički nema utjecaja na rad uređaja. sustav grijanja.
Da biste to učinili, protok vode u dovodnom vodu mora biti jednak ukupnom protoku vode za grijanje - ventilaciju i opskrbu toplom vodom. Štoviše, potrošnju vode za PTV treba uzeti prema maksimalnom opterećenju opskrbe toplom vodom i minimalnoj temperaturi vode u dovodnom vodu, tj. u načinu kada je opterećenje PTV-a potpuno pokriveno s dovodnog voda (ako je potrošač nema ugrađene spremnike).
Potrošnja vode za grijanje, ventilaciju, opskrbu toplom vodom i ukupna potrošnja vode za svakog pretplatnika mreže ne ovisi o konfiguraciji mreže. Izračunati protok od strane pretplatnika postavlja se pomoću membrane prigušne zaklopke, čiji je promjer otvora određen formulom (klauzula 4.17 SP 41-101-95)
gdje je G procijenjeni protok vode u cjevovodu, jednak Gtotal t/h
DN - pritisak ugašen dijafragmom, m
Minimalna veličina otvora dijafragme - 3 mm
Automatizacija sustava šminkanja
Automatizirani uređaji za nadopunjavanje održavaju konstantan ili promjenjiv tlak vode na mjestu nadopunjavanja mreže.
Za mreže grijanja s relativno malim gubicima tlaka u mreži i povoljnim profilom terena, tlak na točki dopune u svim načinima rada (uključujući način rada kada su mrežne crpke zaustavljene) održava se konstantnim. Predviđeno je održavanje konstantnog tlaka u povratnom razvodniku ispred mrežnih crpki uz pomoć regulatora tlaka „za sebe (regulator napajanja) ugrađenog na cjevovod nadopune vode.
U slučaju kada statički tlak toplinske mreže premašuje tlak u povratnom razdjelniku kotlovnice tijekom rada mrežnih crpki, podešavanje na statički tlak se vrši ručno. Tlak vode mjeri se u tlačnim cijevima pumpi za nadopunjavanje lokalnim pokaznim i signalnim manometrima koji daju impuls za uključivanje rezervne crpke, a u povratnom razvodniku pokaznim, samosnimajućim i signalizirajućim mjeračima tlaka na lokalnom štit. Predviđena je i ugradnja sekundarnog uređaja za indikaciju, bilježenje i signalizaciju mjerača protoka za mjerenje potrošnje nadopunjene vode i sekundarnog uređaja za snimanje i signalizaciju mjerača kisika za mjerenje sadržaja kisika u nadopunjenoj vodi na lokalu. štit. Otporni termometar na liniji za dopunu spojen je na zajednički snimač, koji istovremeno bilježi temperaturu vode u mreži.
U otvorenim toplinskim mrežama, kod ugradnje centralnih akumulacijskih spremnika, tlak u povratnom cjevovodu se automatski regulira pomoću dva regulacijska ventila, od kojih se prvi postavlja na obilazni cjevovod viška vode iz mreže do spremnika, a drugi na cjevovodu. iz spremnika nakon prijenosnih pumpi. U satima kada je opterećenje opskrbe toplom vodom ispod dnevnog prosjeka, prijenosne pumpe se isključuju, a tlak u povratnom cjevovodu regulira se prvim ventilom. U satima kada je opterećenje opskrbe toplom vodom veće od prosječnog dnevnog opterećenja, prijenosne crpke se automatski uključuju, prvi regulacijski ventil se zatvara, a regulator tlaka prebacuje na regulacijski ventil instaliran nakon prijenosnih pumpi.
Kako bi se osigurao stalan protok nadopune vode u otvorenoj toplinskoj mreži, na tlačnom cjevovodu pumpi za nadopunu ugrađuje se regulator protoka.
Razina vode u spremniku za odzračivanje nadopune održava se regulacijskim ventilom na kemijski obrađenom vodu. Ako se umjesto vakuumskog deaeratora s kliznim tlakom koristi atmosferski odzračivač, tada se dodatno ugrađuje regulator za održavanje konstantnog tlaka u stupcu odzračivanja. Shema predviđa hitno zaustavljanje radnih: pumpi za dopunu i prijenos i automatsko uključivanje pripravnih, kao i signaliziranje tlaka u povratnom cjevovodu razine u spremniku za odzračivanje dopune i vode za skladištenje spremnike i sadržaj kisika u nadopunjenoj vodi.
