स्थिति नियंत्रक और दो-स्थिति नियंत्रण

नियंत्रण वस्तुओं में जिनमें आत्म-समतलता नहीं है, स्वचालित नियंत्रक की सहायता के बिना किसी भी बाधा प्रभाव को स्थानीयकृत नहीं किया जा सकता है और समतोल राज्य प्राप्त नहीं किया जाएगा।

स्वचालित नियामक का संचालन नियंत्रित पैरामीटर के विचलन और नियामक निकाय के नियामक प्रभाव के बीच संबंध के प्रकार से निर्धारित होता है, जो इसके आंदोलन के परिणामस्वरूप होता है। इस निर्भरता को कहा जाता है नियंत्रक की गतिशील विशेषता या नियंत्रक का नियामक कानून... इस निर्भरता के प्रकार के अनुसार, नियामकों को स्थितीय, स्थिर या आनुपातिक, अस्थिर और आइसोड्रोमिक में विभाजित किया गया है।

पोजिशनर में रेगुलेटर में दो या दो से अधिक निश्चित स्थिति हो सकती है, जिनमें से प्रत्येक नियंत्रित पैरामीटर के कुछ मूल्यों से मेल खाती है।

पदों की संख्या के अनुसार, नियामक दो-स्थिति, तीन-स्थिति और बहु-स्थिति हो सकते हैं।

व्यवहार में, सबसे बड़ा आवेदन पाया जाता है दो-स्थिति नियामक... उन पर अधिक विस्तार से चर्चा की जानी चाहिए।

दो-स्थिति नियामक में, जब नियंत्रित पैरामीटर निर्धारित मान (नियामक की असंवेदनशीलता से अधिक राशि से) से विचलित हो जाता है, तो नियामक निकाय अधिकतम या न्यूनतम संभव प्रवाह के अनुरूप चरम स्थिति में से एक पर कब्जा कर लेता है। . किसी विशेष मामले में, न्यूनतम मूल्य शून्य अंतर्वाह हो सकता है।

ऑन-ऑफ विनियमन के साथ एक अंत की स्थिति से दूसरी स्थिति में विनियमन निकाय की गति आमतौर पर उच्च गति पर की जाती है - सैद्धांतिक रूप से तत्काल शून्य के बराबर समय में।

नियंत्रित पैरामीटर के दिए गए मान के लिए अंतर्वाह और बहिर्वाह के बीच समानता नहीं देखी जाती है। यह अधिकतम या न्यूनतम भार पर ही हो सकता है। इसलिए, दो-स्थिति नियंत्रण में, प्रणाली आमतौर पर एक गैर-संतुलन अवस्था में होती है। नतीजतन, नियंत्रित पैरामीटर सेट वैल्यू से दोनों दिशाओं में लगातार दोलन करता है।

देरी के अभाव में इन दोलनों का आयाम, जैसा कि यह मान लेना आसान है, नियामक की एक निश्चित असंवेदनशीलता होगी... नियंत्रित पैरामीटर के संभावित दोलनों का क्षेत्र नियामक मृत क्षेत्र पर निर्भर करता है और यह मानते हुए निर्धारित किया जाता है कि वहाँ कोई देरी नहीं है।

नियंत्रक का डेडबैंड आगे और पीछे की दिशाओं में नियंत्रक की गति आरंभ करने के लिए आवश्यक नियंत्रित पैरामीटर के परिवर्तन की सीमा है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि कमरे का तापमान नियामक, 20 ° C बनाए रखने के लिए सेट किया गया है, तो हीटर को गर्म पानी की आपूर्ति करते समय नियामक को बंद करना शुरू कर देता है, जब आंतरिक हवा का तापमान 21 ° तक बढ़ जाता है, और इसे 19 ° के तापमान पर खोलता है। , तब इस रेगुलेटर का डेड जोन 2 ° के बराबर होता है।

सेट पैरामीटर को ऑन-ऑफ के साथ बनाए रखने की सटीकता अपेक्षाकृत अधिक है।

यदि नियंत्रण सटीकता काफी अधिक है, तो ऐसा प्रतीत होता है कि सभी सुविधाओं में ऑन-ऑफ नियंत्रकों का उपयोग किया जा सकता है। ऑन-ऑफ नियंत्रण की प्रयोज्यता ज्यादातर मामलों में प्राप्त नियंत्रण सटीकता से नहीं, बल्कि स्वीकार्य स्विचिंग आवृत्ति द्वारा निर्धारित होती है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि बार-बार स्विच करने से नियामक के पुर्जे (बहुत बार संपर्क) तेजी से खराब हो जाते हैं और इसलिए, इसके संचालन की विश्वसनीयता में कमी आती है।

देरी की उपस्थिति विनियमन प्रक्रिया को खराब कर देती है, क्योंकि यह पैरामीटर उतार-चढ़ाव के आयाम को बढ़ाता है, लेकिन दूसरी ओर, देरी स्विचिंग आवृत्ति को कम करती है और इस प्रकार ऑन-ऑफ विनियमन के दायरे का विस्तार करती है।

सुखाने वाले ओवन में इलेक्ट्रिक दो-स्थिति तापमान नियंत्रक का एक योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 1.

चावल। 1. ड्राईंग कैबिनेट में इलेक्ट्रिक टू-पोजिशन थर्मोस्टेट का योजनाबद्ध आरेख: 1 — बाईमेटेलिक सेंसर; 2 - ताप विद्युत तत्व

इस रेगुलेटर में एक सेंसर 1 और एक इलेक्ट्रिक हीटिंग एलिमेंट 2 होता है। सेंसर में दो होते हैं द्विधातु संपर्क प्लेटें, जो तापमान के प्रभाव में, एक दूसरे के करीब आ सकते हैं, या इसके विपरीत, एक विद्युत परिपथ खोल सकते हैं।

आमतौर पर, सुखाने वाले कैबिनेट में 105 डिग्री सेल्सियस का तापमान बनाए रखा जाता है।फिर, जब सेट तापमान तक पहुंच जाता है, तो संपर्कों को बंद कर दिया जाना चाहिए और हीटिंग तत्व का हिस्सा हेरफेर किया जाना चाहिए।हीटर की पैंतरेबाज़ी के बाद Qpr का आवश्यक मूल्य इस तरह से चुना जा सकता है कि यह सूखने वाले ओवन Qst से गर्मी के नुकसान की पूरी तरह से भरपाई करता है।

लेकिन इसे इस तरह से भी एडजस्ट किया जा सकता है कि सेट तापमान पर पहुंचने पर हीटर पूरी तरह से बंद हो जाए। पहले संस्करण में, यह प्राप्त करना संभव है कि Qpr = Qst, फिर रेगुलेटर स्विच नहीं करेगा।

अंजीर में। 2 दो-स्थिति नियंत्रण प्रक्रिया की विशेषता दिखाता है। यह आंकड़ा ऑब्जेक्ट लोड Qpr या Qst में एक अचानक परिवर्तन के बाद समय के साथ नियंत्रित पैरामीटर में परिवर्तन दिखाता है। समय के साथ नियामक निकाय की गति को भी यहाँ दिखाया गया है।

चावल। 2. दो-स्थिति नियंत्रण प्रक्रिया के लक्षण

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दो-स्थिति विनियमन में, भार में परिवर्तन से नियंत्रित मूल्य के औसत मूल्य में परिवर्तन होता है, अर्थात कुछ अनियमितताओं की विशेषता। नियंत्रित पैरामीटर के औसत मूल्य से विचलन की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है

ΔPcm = (ΔTzap /W) (Qpr/2 — Qct),

जहाँ ΔPcm — औसत सेट मान से नियंत्रित पैरामीटर का अधिकतम विस्थापन; ΔTzap — स्थानांतरण विलंब समय; W वस्तु का क्षमता कारक है।

सामान्य मामलों में, Qpr = Qct और ΔTzap — मान नगण्य है। इसलिए, विस्थापन बहुत महत्वपूर्ण नहीं हो सकता है और नियामक के मृत क्षेत्र से अधिक नहीं होता है।

चालू और बंद नियंत्रकों के आवेदन के क्षेत्र

एक दो-स्थिति नियंत्रक का उपयोग इस घटना में किया जा सकता है कि नियंत्रित वस्तु के स्व-समतल की डिग्री एकता के करीब है और गड़बड़ी के लिए वस्तु की संवेदनशीलता 0.0005 1 / s से अधिक नहीं है, अगर कोई अन्य कारण आपको मजबूर नहीं कर रहा है इस नियंत्रक को छोड़ने के लिए। इन कारणों में शामिल हैं:

1. बार-बार, 4-5 मिनट से कम, रेगुलेटर को चालू और बंद करना, जो आमतौर पर कम क्षमता वाले कारकों और साइट लोड में लगातार बदलाव के साथ किया जाता है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि स्वीकार्य स्विचिंग आवृत्ति इस स्तर पर नियामकों के तकनीकी परिष्कार द्वारा निर्धारित की जाती है। ये आंकड़े स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के अभ्यास द्वारा स्थापित किए गए हैं। शायद भविष्य में उन्हें मुख्य रूप से नीचे की ओर परिष्कृत किया जा सकता है। इसके अलावा, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि नियामक तत्वों में से किसी एक के संचालन (चक्र) की न्यूनतम मानकीकृत संख्या को जानते हुए, नियामक के आवश्यक जीवन को निर्धारित करके अनुमेय स्विचिंग आवृत्ति निर्धारित करना संभव है।

2. ताप वाहक की आपूर्ति को रोकने की अयोग्यता, उदाहरण के लिए आपूर्ति वेंटिलेशन यूनिट के एयर हीटर या एयर कंडीशनिंग यूनिट के पहले हीटिंग के एयर हीटर के लिए। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि अगर सर्दियों के मौसम में हीटरों को शीतलक की आपूर्ति पूरी तरह से या आंशिक रूप से बंद हो जाती है, तो जब पंखा काम कर रहा होता है, जो ठंडी हवा को तेज गति से चूसता है, तो यह बहुत जल्दी जम सकता है।

3.अनियमित पर्यावरणीय मापदंडों के बड़े विचलन की अस्वीकार्यता यहां इसका अर्थ है कि कई मामलों में वायु मापदंडों में से एक को विनियमित किया जाता है, जबकि दूसरे को विनियमित नहीं किया जाता है, लेकिन कुछ सीमाओं के भीतर होना चाहिए।

उदाहरण के लिए, आप कपड़ा उद्योग की दुकानों में एक निश्चित तापमान बनाए रखने को कह सकते हैं। यहां कार्य ऐसे तापमान को विनियमित करना है जिस पर कुछ सीमाओं के भीतर सापेक्ष आर्द्रता बनाए रखने की स्थिति बनी रहेगी। हालाँकि, यदि तापमान निर्दिष्ट सीमा के भीतर रखा जाता है, तो सापेक्ष आर्द्रता में उतार-चढ़ाव अनुमेय क्षेत्र से अधिक हो जाता है।

अंतिम परिस्थिति को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि तापमान के संबंध में नियंत्रित वस्तु की क्षमता गुणांक सापेक्ष आर्द्रता के संबंध में समान गुणांक से अपेक्षाकृत अधिक है। बहुत बार व्यवहार में ऐसी कार्यशालाओं में ऑन-ऑफ तापमान नियंत्रण को छोड़ना आवश्यक होता है।

4. नियंत्रित मापदंडों में उतार-चढ़ाव की आवश्यकताओं के अनुपालन में नियंत्रण पर्यावरण के मापदंडों के तेज और महत्वपूर्ण विचलन की अक्षमता।

उदाहरण के लिए, आपूर्ति कक्ष एयर हीटर की हीटिंग क्षमता के ऑन-ऑफ समायोजन के दौरान आपूर्ति हवा का तापमान इस तरह के महत्वपूर्ण विचलन हो सकता है जिससे कार्यस्थल में उड़ने की अप्रिय उत्तेजना हो सकती है। सामान्य तौर पर, आंतरिक तापमान में उतार-चढ़ाव स्थापित सीमा से अधिक नहीं होगा।

इस परिस्थिति को एयर हीटर की क्षमता गुणांक के विभिन्न मूल्यों द्वारा आपूर्ति हवा के तापमान और उत्पादन कक्ष को इनडोर तापमान को नियंत्रित करने की वस्तु के रूप में नियंत्रित करने की वस्तु के रूप में भी समझाया जा सकता है।

इस प्रकार, यदि वस्तु की कोई उपयुक्त विशेषता है और ऑन-ऑफ नियंत्रक को छोड़ने का कोई कारण नहीं है, तो आपको हमेशा बाद वाले को स्थापित करने का लक्ष्य रखना चाहिए। इस प्रकार का नियामक सबसे सरल और सस्ता निकला, संचालन में सबसे विश्वसनीय और योग्य रखरखाव की आवश्यकता नहीं है। इसके अलावा, ऐसे नियामक स्थिर विनियमन गुणवत्ता सुनिश्चित करते हैं।

एक महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि दो-स्थिति नियामक की सक्रियता के लिए अक्सर न्यूनतम ऊर्जा खपत की आवश्यकता होती है, क्योंकि इसका उपयोग केवल बंद या खोलने के क्षणों में किया जाता है।

दो-स्थिति नियंत्रक बहुत बार उपयोग किए जाते हैं बिजली के ओवन में स्वत: तापमान नियंत्रण के लिए.