AUTOMATYKA
WYKŁAD 1
Zastępowanie człowieka w czynnościach sterowniczych przez odpowiednie urządzenia sterujące, np. automatyzacja kotłowni, węzła ciepłowniczego i inne.
Przykłady. Wady. Zalety.
Dziedzina nauki obejmująca teorie i praktykę budowy urządzeń sterujących i regulacyjnych, inaczej nauka o automatyzacji np. automatyka budynkowa, przemysłowa.
Jest to czynność, w trakcie której jakąś wielkość fizyczną (np. temperaturę czy ciśnienie powietrza) mierzy sie na bieżąco, porównuje z inna wielkością wzorcowa i pomimo zakłócających wpływów zewnętrznych utrzymuje na stałym poziomie lub w określonych granicach (z dopuszczalna odchyłka).W skrócie:- pomiar,
- porównanie,
- korekta.
Układ Automatycznej Regulacji – zespół urządzeń automatyzujących dany proces czy instalacje.
Z1, Z2, Z3 – zakłócenia:- zyski od ludzi i urządzeń,- temp. otoczenia,- nasłonecznienie,- opady, wiatr.
Każdy typowy UAR składa sie z następujących elementów składowych:
1 = REGULATOR
2 = CZŁON POMIAROWY
3 = CZŁON WYKONAWCZY
4 = OBIEKT REGULACJI
z = wielkości zakłócające
y = wielkość regulowana
w = wartość zadana
u = wielkość nastawna
Jest to proces w układzie otwartym, w którym wielkość wejściowa wpływa na wielkość wyjściowa według prawidłowości właściwej danemu obiektowi. Regulacja natomiast odbywa sie w układzie zamkniętym (sygnał krąży w pętli).
Sterowanie temperaturą w pomieszczeniu:
Większość urządzeń, układów i procesów automatycznego sterowania i regulacji można przedstawić za pomocą schematów blokowych Przedstawiają one w postaci graficznej budowę UAR i jednoznacznie opisują jego działanie (drogę sygnałów) przy znanej zależności miedzy sygnałem wejściowym i wyjściowym.
Blok podstawowy: we wnętrzu prostokąta podawana jest
matematyczna zależność pomiędzy sygnałem
wejściowym i wyjściowym: G = a / b
Linia sygnałowa: odcinek lub linia łamana łącząca bloki na
schemacie. Strzałka symbolizuje kierunek przepływu
sygnału.
Węzeł informacyjny: obrazuje miejsce w układzie z którego
pobierana jest informacja.
Węzeł sumujący: zachodzi w nim algebraiczne sumowanie
sygnałów. Znak ujemny na grocie strzałki oznacza _e
dany sygnał jest odejmowany: c = a + b
Regulacja temperatury w pomieszczeniu ogrzewanym
e = odchyłka regulacji
2 = CZUJNIK TEMPERATURY
3 = SIŁOWNIK ZAWORU
4 = POMIESZCZENIE Z GRZEJNIKIEM
Różnice:
REGULACJA
STEROWANIE
Układ zamknięty
Układ otwarty = brak pętli
-
Brak elementu pomiarowego wielkości kontrolowanej
Węzeł sumujący
Zakłócenia są uwzględniane
Zakłócenia nie są uwzględniane
1 – regulator2 – człon pomiarowy3 – człon wykonawczy4 – pompa obiegowa5 – grzejnik w pomieszczeniu6 – źródło ciepła
WYKŁAD 2
Utrzymanie wartości regulowanej na stałym poziomie niezależnie od zakłócę działających na układ.
np. regulacja temperatury c.w.u. za podgrzewaczem c.w.u.
Wymagania: stała temperatura c.w.u. +60°C
Zakłócenia: zmienny w czasie rozbiór (pobór) c.w.u. i inne
Rozwiązanie: regulacja mocy cieplnej podgrzewacza
Elementy UAR:
REGULATOR: regulator temperatury
CZŁON POMIAROWY: czujnik temperatury c.w.u.
CZŁON WYKONAWCZY: siłownik zaworu regulacyjnego
OBIEKT REGULACJI: podgrzewacz c.w.u.
Sygnały w UAR
z = wielkości zakłócające: zmienny rozbiór c.w.u.
y = wielkość regulowana: chwilowa temperatura c.w.u. na wyjściu z podgrzewacza
w = wartość zadana: STAŁA (!!!) temperatura c.w.u. +60°C
u = wielkość nastawna: rozkaz do siłownika zaworu regulacyjnego, zamknij, otwórz
e = odchyłka regulacji: różnica miedzy w i y.
Ma za zadanie nadążanie za zmianami wartości zadanej, która zmienia się w sposób niezdeterminowany (trudny do przewidzenia).
np. regulacja pogodowa instalacji c.o.
Wymagania: dostosowanie mocy grzejnika do potrzeb
Zakłócenia: zmienna temperatura zewnętrzna te
Rozwiązanie: regulacja mocy cieplnej grzejnika poprzez zmianę
temperatury wody zasilającej (przy stałym m) w funkcji
temperatury zewnętrznej.
Wykres regulacyjny:
Wykres sporządzony według znanej dla danego obiektu (pomieszczenia, budynku) zależności przyporządkowujący danej te wymagana tz.
CZŁON POMIAROWY: czujnik temperatury wody na zasilaniu tz
CZŁON WYKONAWCZY: źródło ciepła (moc cieplna)
OBIEKT REGULACJI: instalacja ogrzewania
z = wielkości zakłócające: zmienna temperatura zewnętrzna te
y = wielkość regulowana: chwilowa temperatura tz na zasilaniu grzejnika (pomiar)
w = wartość zadana: ZMIENNA (!!!) temperatura na zasilaniu dla chwilowej
temperatury zewn. te
u = wielkość nastawna: rozkaz do źródła ciepła: zwiększ tz, zmniejsz tz (modulacja)
Realizuje zadana w czasie zmianę wartości zadanej według ściśle określonego programu godzinowego, dobowego, tygodniowego, miesięcznego, rocznego, dni roboczych i wolnych, itp.
np. osłabienia nocne czy weekendowe w instalacjach centralnego ogrzewania w obiektach użytkowanych okresowo (biura, szkoły).
W ramach regulacji programowej mogą być realizowane procesy sterowania i regulacji zarówno nadążnej jak i stałowartościowej.
...
bilbula