КИП­­ и Автоматика

     Наиболее простой закон регулирования температуры - позиционный. При этом методе, нанагреватель подается полная мощность до достижения заданного значения температуры, после чегоподача мощности прекращается. Несмотря на это, разогретый нагреватель продолжает отдавать теплои температура объекта какое-то время продолжает нарастать, что приводит к перегреву, иногдазначительному. При последующем остывании объекта, по достижении заданного значениятемпературы, на нагреватель вновь подается полная мощность. Нагреватель сначала разогревает себя,затем окружающие области объекта, и, таким образом, охлаждение будет продолжаться до тех пор,пока волна тепла не достигнет датчика температуры. Следовательно, реальная температура можетоказаться значительно ниже заданного значения. Таким образом, при позиционном законерегулирования возможны значительные колебания температуры около заданного значения. 

     Этот недостаток можно уменьшить или даже вовсе устранить, применяя пропорциональноинтегрально-дифференциальный закон регулирования (ПИД закон). ПИД предполагает уменьшениемощности, подаваемой на нагреватель, по мере приближения температуры объекта к заданнойтемпературе. Кроме того, в установившемся режиме регулирования по ПИД закону находитсявеличина тепловой мощности, необходимой для компенсации тепловых потерь и поддержаниязаданной температуры. 

     Пропорционально - интегрально-дифференциальный закон регулирования обеспечиваетзначительно более высокую точность поддержания температуры, чем позиционный. Мощность N,которая должна выделяться нагревателем, выраженная в процентах от его максимальной мощности,рассчитывается по формуле: 

      Для системных процессов часто требуется чтобы контролируемые параметры (например,скорость мотора) были способны быстро реагировать на внешние воздействия и поддерживатьдругие системные константы (давление, поток, температура, и т.п.). Простым примером являетсянасосная система, которая имеет несколько отводных клапанов. Для поддержания постоянногопотока для каждого клапана, давление в трубопроводе должно быть постоянным. Если насос,питающий систему, управляется приводом, то при открытии клапанов скорость мотора должнавозрастать и уменьшаться при их закрытии для поддержания постоянного давления втрубопроводе.Средством для соответствия этому требованию является «регулятор задания». Давление втрубопроводе, измеренное датчиком, сравнивается с заданным значением давления. Регулятор,сравнивая давление в системе с заданным значением, формирует задание скорости для моторадля коррекции ошибки. Один из самых общих видов регуляторов использует алгоритм ПИДрегулирования. В нем используется 3 составляющих вида регуляторов для устранения ошибок:Пропорциональный, Интегральный и Дифференциальный регулятор 

     Термопара – самый распространенный в промышленности температурный датчик. 

     В 1821 году физик Томас Иоганн Зеебек заметил, что при соединении двух проводников из разнородных металлов в них возникает напряжение (термоЭДС), величина которого зависит от степени нагрева места соединения.

     Позднее это явление стали называть термоэлектрическим эффектом или эффект Зеебека. На этом и основан принцип действия термопары.  

     Использование термопар, позволяет измерять температуру в очень широком диапазоне (от -250C до 2500C). Погрешность измерения достаточно высокая и находится в пределах 0,5…2С. В отличие от других датчиков, термопары не нуждаются в источнике тока, но они более линейны, чем многие другие датчики и их нелинейность хорошо описывается математически. 

     Достаточно простая схема питания устройства от сети ~220 вольт, которая обеспечивает ток нагрузки при указанных номиналах элементов до 150 мА, что бывает достаточно во многих случаях.

     Данная схема позволяет организовать задержку отключения реле. 

     Задержка выключения зависит от емкости С1 и сопротивления R3.