Kaskádové riadenie je riadenie, v ktorom sú zapojené dve alebo viac regulačných slučiek tak, že výstup jedného regulátora koriguje žiadanú hodnotu druhého regulátora.
Na obrázku vyššie je bloková schéma, ktorá ilustruje koncepciu kaskádového riadenia. Bloky v diagrame v skutočnosti predstavujú komponenty dvoch regulačných slučiek: hlavnej slučky, ktorá sa skladá z prvkov riadiaceho systému A, E, F a G, a podriadenej slučky, ktorá sa skladá z prvkov riadiaceho systému A, B C a D. Výstup regulátora hlavnej slučky je referenciou (požadovanou hodnotou) pre podradený regulátor. Regulátor podriadenej slučky generuje riadiaci signál pre pohon.
Pri procesoch, ktoré majú významné charakteristiky oneskorenia (kapacita alebo odpor, ktorý spomaľuje zmeny premennej), môže podriadená riadiaca slučka kaskádového systému odhaliť chybu procesu skôr a skrátiť tak čas potrebný na opravu chyby. Môžeme povedať, že podriadená regulačná slučka „rozdeľuje“ oneskorenie a znižuje vplyv poruchy na proces.
Kaskádový riadiaci systém používa viac ako jeden primárny snímací prvok a regulátor (v podriadenej regulačnej slučke) prijíma viac ako jeden vstupný signál. Preto je systém kaskádového riadenia viacslučkový riadiaci systém.
Príklad kaskádového riadiaceho systému
Vo vyššie uvedenom príklade bude regulačná slučka nakoniec vedúcou slučkou pri budovaní kaskádového riadiaceho systému. Okruh slave pribudne neskôr. Účelom tohto procesu je ohrievať vodu prechádzajúcu vnútrom výmenníka tepla prúdením okolo rúrok, ktorými prúdi para. Jednou z vlastností procesu je, že teleso výmenníka tepla má veľký objem a obsahuje veľa vody. Veľké množstvo vody má kapacitu, ktorá umožňuje akumulovať veľké množstvo tepla. To znamená, že ak sa zmení teplota vody vstupujúcej do výmenníka tepla, tieto zmeny sa prejavia na výstupe z výmenníka tepla s veľkým oneskorením. Dôvodom oneskorenia je veľká kapacita. Ďalším znakom tohto procesu je, že parné potrubia odolávajú prenosu tepla z pary vo vnútri potrubia do vody mimo potrubia. To znamená, že medzi zmenami prietoku pary a zodpovedajúcimi zmenami teploty vody dôjde k oneskoreniu. Dôvodom tohto oneskorenia je odpor.
Primárny prvok v tejto regulačnej slučke riadi teplotu vody opúšťajúcej výmenník tepla. Ak sa zmení teplota vody na výstupe, príslušné fyzikálne zmeny v primárnom prvku sú merané vysielačom, ktorý prevádza hodnotu teploty na signál odoslaný do regulátora. Regulátor meria signál, porovnáva ho s žiadanou hodnotou, vypočítava rozdiel a následne generuje výstupný signál, ktorý ovláda regulačný ventil na parnom potrubí, ktorý je konečným prvkom regulačnej slučky (regulátora). Parný regulačný ventil buď zvyšuje alebo znižuje prietok pary, aby sa teplota vody vrátila späť na nastavenú hodnotu. Avšak kvôli oneskoreným charakteristikám procesu bude zmena teploty vody pomalá a bude trvať dlho, kým regulačná slučka dokáže zistiť, ako veľmi sa zmenila teplota vody. Dovtedy môže dôjsť k príliš veľkým zmenám teploty vody. Výsledkom je, že regulačná slučka vygeneruje príliš silnú regulačnú akciu, ktorá môže viesť k odchýlke v opačnom smere (prekmit) a bude opäť „čakať“ na výsledok. Kvôli pomalej odozve, ako je táto, môže teplota vody cyklicky stúpať a klesať po dlhú dobu, kým sa vráti späť na nastavenú hodnotu.
Prechodová odozva riadiaceho systému sa zlepší, keď je systém doplnený o druhú kaskádovú riadiacu slučku, ako je znázornené na obrázku vyššie. Pridanou slučkou je kaskádová riadiaca podriadená slučka.
Teraz, keď sa zmení prietok pary, tieto zmeny budú snímané snímačom prietoku (B) a merané vysielačom (C), ktorý posiela signál do podriadeného ovládača (D). Súčasne snímač teploty (E) v riadiacej slučke vedenia sníma akúkoľvek zmenu teploty vody opúšťajúcej výmenník tepla. Tieto zmeny sú merané meracím prevodníkom (F), ktorý vysiela signál do hlavného regulátora (G). Tento regulátor vykonáva funkcie merania, porovnávania, výpočtu a vytvára výstupný signál, ktorý sa posiela do podriadeného regulátora (D). Tento signál koriguje žiadanú hodnotu podriadeného regulátora. Podriadený regulátor potom porovná signál, ktorý dostane zo snímača prietoku (C) s novou nastavenou hodnotou, vypočíta rozdiel a vygeneruje korekčný signál, ktorý sa odošle do riadiaceho ventilu (A) na korekciu prietoku pary.
V riadiacom systéme s pridaním podriadenej regulačnej slučky k hlavnej slučke je každá zmena prietoku pary okamžite snímaná dodatočnou slučkou. Potrebné nastavenie sa vykoná takmer okamžite, skôr ako porucha prúdu pary ovplyvní teplotu vody. Ak došlo k zmenám teploty vody na výstupe z výmenníka tepla, snímací prvok tieto zmeny zaznamená a hlavná regulačná slučka koriguje žiadanú hodnotu regulátora v podradenej regulačnej slučke. Inými slovami, nastaví nastavenú hodnotu alebo "posunie" ovládač v podriadenej regulačnej slučke tak, aby upravil prietok pary na udržanie požadovanej teploty vody. Táto reakcia podriadeného regulátora na zmeny toku pary však skracuje čas potrebný na kompenzáciu vplyvu poruchy z toku pary.
Pri analýze komplexných automatických riadiacich systémov sú obzvlášť dôležité ich blokové schémy, ktoré ukazujú miesta pôsobenia vplyvov a možné cesty šírenia signálov, ktoré interagujú medzi prvkami systému.
Blokové schémy pozostávajú z nasledujúcich konštrukčných prvkov:
dynamické, vykonávajúce nejaké funkčné alebo operátorské spojenie medzi ich vstupnými a výstupnými signálmi;
transformujúce, slúžiace na transformáciu povahy alebo štruktúry signálov;
porovnania, v ktorých sa signály odčítajú alebo pripočítavajú;
rozvetvovacie body, v ktorých sa cesta šírenia signálu rozvetvuje do niekoľkých ciest vedúcich do rôznych bodov v systéme;
spoje alebo čiary blokovej schémy označujúce smer šírenia signálu;
miesta pôsobenia vplyvov;
logické, vykonávajúce logické operácie.
Vyššie sme naznačili, že akýkoľvek automatický riadiaci systém, podľa samotného princípu jeho fungovania, vždy
má aspoň jednu spätnú väzbu, ktorá slúži na porovnanie skutočnej a požadovanej hodnoty regulovanej veličiny. Dohodli sme sa, že tento druh spätnej väzby nazveme hlavným.
Treba si však uvedomiť, že moderné systémy automatického riadenia okrem hlavných spätných väzieb, ktorých počet sa rovná počtu riadených veličín, majú často ešte niekoľko pomocných alebo lokálnych spätných väzieb. Automatické riadiace systémy s jednou regulovanou veličinou, ktoré majú iba jednu hlavnú spätnú väzbu a žiadnu lokálnu spätnú väzbu, sa nazývajú jednoslučkové. V jednoslučkových systémoch môže akcia aplikovaná na ktorýkoľvek bod obísť systém a vrátiť sa do pôvodného bodu po len jednej obchádzkovej trase (pozri obr. II.8). Automatické riadiace systémy, ktoré okrem jednej hlavnej spätnej väzby majú jednu alebo viac hlavných alebo lokálnych spätných väzieb, sa nazývajú viacslučkové. Systémy s viacerými slučkami sú charakteristické tým, že v nich akcia aplikovaná na ktorýkoľvek bod môže obísť systém a vrátiť sa do pôvodného bodu po niekoľkých rôznych obtokových cestách.
Ako príklad viacslučkového (dvojslučkového) automatického riadiaceho systému s jednou regulovanou veličinou je možné uviesť servosystém, v ktorom je okrem hlavnej spätnej väzby, ktorá slúži na generovanie chybového signálu a vykonáva sa pomocou synchrónneho -senzor a synchro-prijímač, existuje aj lokálna spätná väzba; tento sa vykonáva pomocou tachogenerátora a k nemu pripojeného obvodu RC, ktorého napätie z výstupu sa odpočítava od chybového signálu.
Príkladom viacslučkového, viacnásobne variabilného riadiaceho systému je riadiaci systém leteckého motora, v ktorom riadenými premennými môžu byť otáčky motora, plniaci tlak, časovanie zapaľovania, teplota oleja, teplota chladiacej kvapaliny a iné premenné.
Dôvody pre zavedenie lokálnej spätnej väzby do automatického riadiaceho systému sú veľmi odlišné. Používajú sa napríklad v korekčných prvkoch na konverziu signálu v súlade s požadovaným zákonom riadenia, v zosilňovacích prvkoch - na linearizáciu, redukciu šumu, zníženie výstupného odporu, v akčných členoch - na zvýšenie výkonu.
Je možné zaviesť spätnú väzbu, ktorá pokrýva niekoľko sériovo zapojených prvkov systému, aby im poskytla požadované dynamické vlastnosti.
Rozdeľujú sa viacrozmerné automatické riadiace systémy, teda systémy s viacerými riadenými veličinami
o systémoch neviazanej a viazanej regulácie.
Systémy neviazanej regulácie sú tie, v ktorých regulátory určené na reguláciu rôznych veličín nie sú navzájom prepojené a môžu interagovať iba prostredníctvom spoločného objektu regulácie. Systémy neviazanej regulácie zase možno rozdeliť na závislé a nezávislé.
Závislé systémy neviazaného riadenia sa vyznačujú tým, že v nich zmena jednej z riadených veličín závisí od zmeny ostatných. Výsledkom je, že v takýchto systémoch nemožno procesy regulácie rôznych riadených veličín posudzovať nezávisle, navzájom izolovane.
Príkladom závislého systému neviazaného riadenia je lietadlo s autopilotom, ktorý má nezávislé riadiace kanály pre kormidlá. Predpokladajme napríklad, že sa lietadlo odchýlilo od vopred určeného kurzu. To spôsobí vychýlenie kormidla v dôsledku prítomnosti autopilota. Pri návrate do daného kurzu budú uhlové rýchlosti oboch nosných plôch lietadla a následne na ne pôsobiace vztlakové sily nerovnaké, čo spôsobí prevrátenie lietadla. Autopilot následne vychýli krídelká. V dôsledku vychýlenia kormidla a krídielok sa zvýši odpor lietadla. Preto začne strácať výšku a jeho pozdĺžna os sa bude odchyľovať od horizontály. Autopilot potom vychýli výťah.
V uvažovanom príklade teda riadiace procesy troch riadených premenných - smerovanie, bočné nakláňanie a pozdĺžne nakláňanie - prísne vzaté, nemožno považovať za nezávislé, napriek prítomnosti nezávislých riadiacich kanálov.
Nezávislý systém neviazaného riadenia sa vyznačuje tým, že v ňom zmena každej z riadených veličín nezávisí od zmeny ostatných, takže procesy regulácie rôznych veličín možno posudzovať izolovane od seba. Za príklad nezávislých systémov neviazanej regulácie možno často považovať systém regulácie počtu otáčok hydroturbíny a systém regulácie napätia ňou otáčaného synchrónneho generátora. Riadiace procesy v týchto systémoch sú nezávislé, pretože proces riadenia napätia zvyčajne prebieha mnohonásobne rýchlejšie ako proces riadenia rýchlosti.
Systémy združenej regulácie sú také systémy, v ktorých regulátory rôznych regulovaných veličín majú medzi sebou vzájomné prepojenia, ktoré medzi sebou pôsobia mimo objektu regulácie.
Združený riadiaci systém sa nazýva autonómny, ak sú spojenia medzi jeho základnými regulátormi
sú také, že zmena jednej z riadených veličín v procese regulácie nespôsobí zmenu zvyšných riadených veličín.
Bloková schéma systému nekoherentného riadenia dvojrozmerného objektu má tvar:
Chyba regulácie
Kontrolná akcia
Merané regulované veličiny
Nemerané výstupy na hlavných kanáloch s prenosovou funkciou a
Ovládače s prenosovými funkciami a
Pomocou diskrétnych prenosových funkcií ovládačov hlavných a krížových kanálov popíšeme systém nespriahnutého riadenia:
Transformujme systém (2.0) substitúciou, získajme rovnicu spojenia medzi výstupmi systému a jeho vstupmi
(2.2)
V prvej rovnici namiesto toho nahradíme pravú stranu druhej rovnice:
(2.3)
Podobne pri dosadzovaní do druhej rovnice namiesto pravej strany prvej rovnice môžete získať závislosť výstupu na a .
Rovnica (2.3) ukazuje, že každá riadená veličina závisí od prvého vstupu systému , aj od druhého vstupu systému . Ukážme, že stabilita rozpojeného systému v tomto prípade klesá. Aby sme to dosiahli, predpokladáme, že prenosové funkcie objektu v hlavnom a krížovom kanáli sú si navzájom rovné a prenosové funkcie regulátorov sú si navzájom rovné.
Potom má rovnica (2.3) tvar:
(2.4)
Ak v objekte nie sú žiadne krížové väzby, výstupná hodnota závisí iba od referencie v súlade s nasledujúcim výrazom:
V súlade s Nyquistovým kritériom, aby bol uzavretý jednoslučkový systém stabilný (ak je stabilný otvorený), je potrebné, aby APFC hodograf otvoreného systému nepokrýval bod so súradnicami. Na základe toho v nekoherentnom riadiacom systéme, ak sa rovná nule, toto kritérium bude rovnaké, len s tým rozdielom, že súradnice kritického bodu budú . V nekoherentnom riadiacom systéme sa teda oblasť stabilného riadenia zužuje, čo znižuje stabilitu systému a zhoršuje kvalitu procesu prechodu. Ak sa pri výpočte optimálnych nastavení regulátora v nekoherentnom riadiacom systéme neberú do úvahy interné krížové väzby, systém môže byť nestabilný. Aby sa zachovala stabilita systému nesúvislého riadenia pri prítomnosti vnútorných väzieb, je potrebné znížiť zisk v porovnaní so ziskami regulátorov pri absencii priečnych väzieb o toľko, že hodograf AFC otvoreného systém nepokrýva bod súradnicami.
Je zrejmé, že sa to dá dosiahnuť výrazným dosiahnutím zisku regulátora, t.j. rýchlosť regulátora, čo prudko zhoršuje kvalitu regulácie. Preto so silnými vnútornými prepojeniami by sa príležitosť na získanie vysokej kvality regulácie mala hľadať nie v úprave štruktúr a nastavení nesúvisiacich regulátorov, ale „rozviazaním“ vnútorných spojení cez krížové kanály. Tie. je potrebné zmeniť štruktúru samotného systému. Existujú dva spôsoby, ako oslabiť alebo úplne „rozviazať“ krížové prepojenia:
1. výber nesúvisiacich alebo slabo súvisiacich parametrov ako kontrolovaných hodnôt;
2. vytvorenie systému prepojenej regulácie zavedením dodatočných externých kompenzačných väzieb medzi regulátormi do krajín AKT
Neprepojený riadiaci systém je jednoduchší, spoľahlivejší a lacnejší ako združený riadiaci systém. Sú realizovateľné aj v prípadoch, keď sú koherentné regulačné systémy technicky nerealizovateľné. Sú však náchylné na rušivé vplyvy, šíria sa hlavnými a priečnymi kanálmi, čo môže viesť k zhoršeniu kvality regulácie a v najlepšom prípade k strate stability. Výhody nekoherentných riadiacich systémov vyžadujú hľadať spôsoby, ako rozšíriť rozsah ich aplikácie na objekty s prepojenými riadenými veličinami pri zachovaní uspokojivej kvality riadenia. Stupeň spojenia medzi dvoma riadenými premennými je možné určiť pomocou prenosových funkcií objektu v hlavnom a krížovom kanáli. Stupeň komunikácie na prvom hlavnom kanáli sa rovná pomeru jeho prenosovej funkcie k prenosovej funkcii druhého hlavného kanála: . Stupeň komunikácie na druhom krížovom kanáli sa rovná pomeru prenosovej funkcie tohto kanála k prenosovej funkcii prvého hlavného kanála: . Všeobecný stupeň spojenia medzi regulačnými hodnotami: . V závislosti od veľkosti celkového stupňa pripojenia možno odporučiť jednu z nasledujúcich možností ovládania:
Pri takomto spojení regulátorov sa kanály stanú hlavnými a celkový stupeň spojenia bude charakterizovaný novou hodnotou. Ak sa ukáže, že celkový stupeň korelácie hodnôt je menší ako 1, možno použiť systém oddelenej kontroly;
3. pri pomere je stupeň zapojenia významný, čo môže výrazne znížiť stabilitu systému nesúrodej regulácie; v tomto prípade je potrebné odstrániť alebo výrazne oslabiť vnútorné väzby v AKT;
4. Je možné „rozviazať“ reguláciu hodnôt za prítomnosti krížových väzieb, ak sa vykonáva regulácia hodnôt s rôznymi dynamickými charakteristikami, čo znižuje ich vzťah v procese, napríklad regulátory tlaku zvyčajne pracujú na vyšších frekvenciách ako regulátory teploty, čo určuje ich slabé vzájomné ovplyvňovanie.
Prístupy k nastaveniu nekoherentného riadiaceho systému môžu byť nasledovné:
1. nastavenie v jednookruhových systémoch;
2. Súčasná optimalizácia regulátorov v systéme nekoherentnej regulácie s prihliadnutím na vplyv hlavného a prechodného kanála.
Prvý prístup využíva modely hlavných kanálov a zodpovedajúcich regulátorov. Z nich sa skladajú jednoslučkové riadiace systémy, v ktorých sa nastavenie príslušných regulátorov vykonáva jednou z numerických metód. Výhodou tohto prístupu k nastavovaniu regulátorov je jednoduchosť a vysoká rýchlosť.
Zo sústavy rovníc pre vzťah medzi výstupmi zariadenia ( a ) a vstupmi systému ( a ) (2.3), (2.4) vyplýva, že regulovaná hodnota nezávisí len od dynamických vlastností hlavného kanála a regulátora , ale aj na dynamických vlastnostiach druhého hlavného kanála, krížových kanálov a od druhého regulátora. Podobne aj parameter. Vyladenie riadiacej časti systému sa preto musí vykonávať s prihliadnutím na dynamické vlastnosti nielen príslušného hlavného kanála, ale aj s prihliadnutím na vplyv dynamiky krížových kanálov. Preto nevýhodou tohto prístupu k nastavovaniu regulátorov je neoptimálnosť výsledných parametrov ladenia.
Uvažujme o druhom prístupe. Výpočet prechodového procesu v systéme nekoherentného riadenia sa vykonáva podľa nasledujúceho systému konečných diferenčných rovníc:
, kde sú hmotnostné koeficienty, pre ktoré sú splnené tieto podmienky:
Indikátory kvality pre príslušný výstup systému, používané ako optimalizačné kritériá. Väčší z váhových faktorov je priradený indikátoru kvality produkcie, ktorej regulácia je najdôležitejšia.
Pri použití konvolúcie je problém optimalizácie vytvorený takto: 
. Pri použití gradientovej metódy ako numerickej optimalizačnej metódy bude optimalizačný algoritmus (schéma algoritmu) rovnaký ako pre jednoslučkový systém. Rozdiel bude v tom, že pri výpočte prechodového procesu sa použije sústava rovníc (3.0) a počiatočných podmienok (3.1). Pri výpočte parciálnych derivácií kritéria vzhľadom na optimálne nastavenia možno použiť jeden z dvoch prístupov diskutovaných vyššie (s použitím a bez použitia kvázianalytických opakujúcich sa závislostí). Pri použití konečne-diferenčných rovníc je potrebné vziať parciálne derivácie všetkých rovníc systému (3.0) vzhľadom na všetky nastavenia oboch regulátorov. Počiatočné podmienky pre výpočet číselných hodnôt výsledného systému konečných diferenčných rovníc musia byť špecifikované podobne ako počiatočné podmienky (3.1).
2. Klasifikácia ASR. Zásady riadenia.
Kontrola- ide o účelový zásah do objektu, ktorý zabezpečuje jeho optimálne (v určitom zmysle) fungovanie a je kvantifikovaný hodnotou kvalitatívneho kritéria (ukazovateľa). Kritériá môžu byť technologickej alebo ekonomickej povahy (výkon procesnej jednotky, výrobné náklady atď.).
Počas prevádzky sa výstupné hodnoty odchyľujú od nastavených hodnôt v dôsledku porúch z B a medzi prúdom je nesúlad v T a daný a 3 výstupné hodnoty objektu. Ak je k dispozícii poruchy z B objekt nezávisle zabezpečuje normálne fungovanie, t.j. nezávisle odstraňuje výsledný nesúlad v T-a 3, potom to netreba kontrolovať. Ak objekt nezabezpečuje splnenie podmienok pre normálnu prevádzku, potom sa na neutralizáciu vplyvu porúch ukladá kontrolná akcia x R, zmena materiálových alebo tepelných tokov objektu pomocou aktuátora. V procese riadenia je teda objekt vystavený vplyvom, ktoré kompenzujú poruchy a zabezpečujú udržanie jeho normálnej prevádzky.
regulácianazývané udržiavanie výstupných hodnôt objektu v blízkosti požadovaných konštantných alebo premenných hodnôt, aby sa zabezpečil normálny režim jeho prevádzky aplikáciou riadiacich akcií na objekt.
Zavolá sa automatické zariadenie, ktoré udržiava výstupné hodnoty objektu v blízkosti požadovaných hodnôt automatický regulátor.
Podľa princípu regulácie ASR sa delí na tie, ktoré fungujú odchýlkou, poruchou a kombinovaným princípom.
Odchýlkou. V systémoch pracujúcich na odchýlke regulovanej hodnoty od nastavenej hodnoty (obr. 1-2, a), pobúrenie z spôsobuje odchýlku skutočnej hodnoty regulovanej veličiny pri z jeho danej hodnoty a Automatický regulátor AP porovnáva hodnoty ty a ja, v prípade ich nesúladu vyvoláva regulačný účinok X zodpovedajúceho znaku, ktorý sa privádza cez ovládač (nie je znázornený na obrázku) k regulovanému objektu OR, a odstraňuje tento nesúlad. V systémoch regulácie odchýlok je na vytvorenie regulačných opatrení nevyhnutný nesúlad, to je ich nevýhoda, pretože úlohou regulátora je práve predchádzať nesúladu. V praxi však takéto systémy získali prevládajúcu distribúciu, pretože regulačné pôsobenie v nich sa vykonáva bez ohľadu na počet, typ a miesto výskytu rušivých vplyvov. Systémy kontroly odchýlky sú ZATVORENÉ.
Z rozhorčenia. Pri regulácii rušením (obr. 1-2, b) AP B regulátor prijíma informáciu o aktuálnej hodnote hlavnej rušivej akcie z1. Pri meraní a nezhoduje sa s nominálny hodnotu a B regulátor generuje regulačné opatrenie X, nasmerovaný na objekt. V rušených systémoch prechádza riadiaci signál slučkou rýchlejšie ako v systémoch založených na princípe odchýlky, v dôsledku čoho môže byť rušivý efekt eliminovaný ešte skôr, ako dôjde k nesúladu. Pre väčšinu objektov chemickej technológie je však prakticky nemožné implementovať kontrolu porúch, pretože to vyžaduje zohľadnenie vplyvu všetkých porúch objektu ( z1, z2, ...), ktorých počet je zvyčajne veľký; niektoré z nich sa navyše nedajú vyčísliť. Napríklad meranie takých porúch, ako je zmena aktivity katalyzátora, hydrodynamická situácia v zariadení, podmienky prestupu tepla stenou výmenníka tepla a mnohé iné, naráža na zásadné ťažkosti a je často nerealizovateľné. Zvyčajne sa hlavné rušenie zohľadňuje napríklad zaťažením objektu.
Okrem toho sú signály o aktuálnej hodnote regulovanej veličiny odosielané do riadiacej slučky systému prostredníctvom poruchy. pri nie sú prijímané, preto môže časom odchýlka kontrolovanej hodnoty od menovitej hodnoty prekročiť prípustné limity. Systémy kontroly rušenia sú OTVORENÉ.
Podľa kombinovaného princípu. Pri takejto regulácii, t. j. pri spoločnom využívaní princípov regulácie odchýlkou a narušením (obr. 1-6, v), je možné získať vysokokvalitné systémy . V nich vplyv hlavnej poruchy z1 je neutralizovaný regulátorom ARB, ktorý funguje na poruchovom princípe, a vplyvom iných porúch (napr. z2 a iné)-regulátor AR, reagujúci na odchýlku aktuálnej hodnoty reagovanej veličiny od nastavenej hodnoty.
Podľa počtu nastaviteľných hodnôt ASR sa delí na jednorozmerné a viacrozmerné. Jednorozmerný systémy majú jednu nastaviteľnú hodnotu, druhú - niekoľko nastaviteľných hodnôt.
Vo svojom poradí viacrozmerný systémy možno rozdeliť na systémy neviazanej a združenej regulácie. V prvom z nich regulátory spolu priamo nesúvisia a objekt regulácie, ktorý je im spoločný, ovplyvňujú samostatne. systémy nesúvisiace ovládacie prvky sa zvyčajne používajú vtedy, keď je vzájomný vplyv kontrolovaných hodnôt objektu malý alebo prakticky chýba. V opačnom prípade sa používajú systémy príslušného regulácia, pri ktorej sú regulátory rôznych veličín jedného technologického objektu navzájom prepojené externými väzbami (mimo objektu), aby sa oslabilo vzájomné ovplyvňovanie riadených veličín. Ak je zároveň možné úplne eliminovať vzájomné pôsobenie regulovaných veličín, potom sa takýto systém združeného riadenia nazýva tzv. autonómny.
Podľa počtu signálových ciest ASR sa delí na jednookruhové a viacokruhové. Jednoslučkové sa nazývajú systémy obsahujúce jednu uzavretú slučku a multiloop- majúci niekoľko uzavretých slučiek
Podľa dohody(povaha zmeny vplyvu na jazdu) ASR sa delia na automatické stabilizačné systémy, systémy programového riadenia a servosystémy.
Automatické stabilizačné systémy navrhnutý tak, aby udržiaval regulovanú hodnotu na danej hodnote, ktorá je nastavená ako konštantná ( u= konštanta). Toto sú najbežnejšie systémy.
Programové riadiace systémy skonštruované tak, že nastavená hodnota regulovanej veličiny je funkciou vopred známeho času u=f(t). Sú vybavené softvérovými snímačmi, ktoré tvoria hodnotu a na čas. Takéto systémy sa používajú pri automatizácii chemicko-technologických procesov periodického pôsobenia alebo procesov fungujúcich podľa určitého cyklu.
V sledovacích systémoch nastavená hodnota regulovanej veličiny nie je vopred známa a je funkciou externej nezávislej procesnej veličiny u=f(y1). Tieto systémy slúžia na riadenie jednej technologickej veličiny ( otrok), ktorý je v určitej závislosti od hodnôt iného ( vedenie) technologická hodnota. Rôzne sledovacie systémy sú systémy na reguláciu pomeru dvoch množstiev, napríklad spotreby dvoch produktov. Takéto systémy reprodukujú na výstupe zmenu hnanej hodnoty v určitom pomere so zmenou vedúcej hodnoty. Tieto systémy sa snažia eliminovať nesúlad medzi hodnotou vedúcej veličiny vynásobenej konštantným faktorom a hodnotou hnanej veličiny.
Z povahy regulačných vplyvov Rozlišujte medzi kontinuálnym ACP, relé a impulzom.
Kontinuálne AKTkonštruované tak, že kontinuálna zmena vstupnej hodnoty systému zodpovedá kontinuálnej zmene hodnoty na výstupe každého spoja.
Relé (poloha) ACP majú reléové prepojenie, ktoré prevádza spojitú vstupnú hodnotu na diskrétnu reléovú hodnotu, ktorá má iba dve pevné hodnoty: minimálnu a maximálnu možnú hodnotu. Reléové spojenia vám umožňujú vytvárať systémy s veľmi vysokým ziskom. V uzavretej regulačnej slučke však prítomnosť reléových spojov vedie k samokmitaniu regulovanej hodnoty s určitou periódou a amplitúdou. Systémy s regulátormi polohy sú reléové systémy.
Pulz ACPmajú vo svojom zložení impulznú väzbu, ktorá premieňa spojitú vstupnú hodnotu na diskrétny impulz, t.j. na sled impulzov s určitou periódou ich striedania. Obdobie výskytu impulzov je nastavené násilne. Vstupná hodnota je úmerná amplitúde alebo trvaniu výstupných impulzov. Zavedenie impulzného spojenia odbremení merací prístroj systému od záťaže a umožní použiť na výstupe málo výkonné, ale citlivejšie meracie zariadenie, ktoré reaguje na malé odchýlky regulovanej hodnoty, čo vedie k zvýšeniu v kvalite systému.
V impulznom režime je možné zostaviť viackanálové obvody pri znížení spotreby energie na pohon servopohonu.
Systémy s digitálnym výpočtovým zariadením v uzavretej riadiacej slučke tiež pracujú v impulznom režime, pretože digitálne zariadenie vydáva výsledok výpočtu vo forme impulzov nasledujúcich v určitých časových intervaloch potrebných na výpočet. Toto zariadenie sa používa vtedy, keď odchýlku regulovanej veličiny od nastavenej hodnoty treba vypočítať z údajov viacerých meracích prístrojov alebo keď je v súlade s kritériami pre najlepší výkon systému potrebné vypočítať program na zmenu riadená premenná.
Zapojenie jednotiek podľa schémy odpojenej regulácie zabezpečuje nezávislosť prevádzky oboch jednotiek, t.j. zmena prietoku vody pre zásobovanie teplou vodou v širokom rozsahu od nuly (v noci) po maximum nemá prakticky žiadny vplyv na prevádzku jednotky. vykurovacieho systému.
K tomu musí byť prietok vody v prívodnom potrubí rovný celkovému prietoku vody pre vykurovanie - vetranie a zásobovanie teplou vodou. Okrem toho by sa spotreba vody na TÚV mala brať podľa maximálneho zaťaženia dodávky teplej vody a minimálnej teploty vody v prívodnom potrubí, t.j. v režime, keď je spotreba TÚV úplne pokrytá prívodným potrubím (ak je spotrebiteľ nemá nainštalované skladovacie nádrže).
Spotreba vody na vykurovanie, vetranie, dodávku teplej vody a celková spotreba vody každým účastníkom siete nezávisí od konfigurácie siete. Predplatiteľom vypočítaný prietok sa nastavuje pomocou škrtiacej membrány, ktorej priemer otvoru je určený vzorcom (odsek 4.17 SP 41-101-95)
kde G je odhadovaný prietok vody v potrubí, ktorý sa rovná Gcelk t/h
DN - tlak zhášaný membránou, m
Minimálna veľkosť otvoru membrány - 3 mm
Automatizácia systému líčenia
Automatické doplňovacie zariadenia udržiavajú konštantný alebo zákon meniaci tlak vody v mieste doplňovania siete.
Pre vykurovacie siete s relatívne malými tlakovými stratami v sieti a priaznivým profilom terénu sa tlak v mieste doplňovania vo všetkých režimoch (vrátane režimu, keď sú čerpadlá siete odstavené) udržiava konštantný. Predpokladá sa udržiavanie konštantného tlaku vo vratnom potrubí pred sieťovými čerpadlami pomocou regulátora tlaku „za sebou (regulátor prívodu) inštalovaného na potrubí doplňovacej vody.
V prípade, že statický tlak vykurovacej siete prekročí tlak vo vratnom potrubí kotolne počas prevádzky čerpadiel siete, nastavenie na statický tlak sa vykoná manuálne. Tlak vody sa meria v tlakovom potrubí doplňovacích čerpadiel miestnymi indikačnými a signalizačnými tlakomermi, ktoré dávajú impulz na zapnutie záložného čerpadla a vo vratnom potrubí indikačnými, samočinnými a signalizačnými tlakomermi na miestny štít. Počíta sa aj s inštaláciou sekundárneho zariadenia na indikáciu, záznam a signalizáciu prietokomeru na meranie spotreby prídavnej vody a sekundárneho zariadenia na záznam a signalizáciu kyslíkomeru na meranie obsahu kyslíka v prídavnej vode na miestnom mieste. štít. Odporový teplomer na doplňovacom potrubí je napojený na spoločný zapisovač, ktorý súčasne zaznamenáva teplotu sieťovej vody.
V otvorených vykurovacích sieťach je pri inštalácii centrálnych zásobníkov tlak vo vratnom potrubí automaticky regulovaný dvoma regulačnými ventilmi, z ktorých prvý je inštalovaný na obtokovom potrubí prebytočnej sieťovej vody do zásobníkov a druhý na potrubí. zo skladovacích nádrží po prečerpávacích čerpadlách. Počas hodín, keď je denné zaťaženie dodávky teplej vody pod priemerom, sú čerpadlá vypnuté a tlak vo vratnom potrubí je regulovaný prvým ventilom. V hodinách, keď je zaťaženie dodávky teplej vody vyššie ako priemerné denné zaťaženie, sa automaticky zapnú prečerpávacie čerpadlá, zatvorí sa prvý regulačný ventil a regulátor tlaku sa prepne na regulačný ventil nainštalovaný za prečerpávacími čerpadlami.
Na zabezpečenie konštantného prietoku doplňovacej vody v otvorenej vykurovacej sieti je na tlakovom potrubí doplňovacích čerpadiel inštalovaný regulátor prietoku.
Hladinu vody v nádrži doplňovacieho odvzdušňovača udržiava regulačný ventil na potrubí chemicky upravenej vody. Ak sa namiesto posuvného tlakového vákuového odvzdušňovača použije atmosférický odvzdušňovač, potom sa dodatočne inštaluje regulátor na udržiavanie konštantného tlaku v odvzdušňovacej kolóne. Schéma zabezpečuje núdzové zastavenie pracovných: doplňovacích a prečerpávacích čerpadiel a automatické zapínanie záložných čerpadiel, ako aj signalizáciu tlaku vo vratnom potrubí hladiny v nádrži doplňovacieho odvzdušňovača a zásobnej vody. nádržiach a obsahu kyslíka v prídavnej vode.
