Spojitý versus nespojitý regulátor

Dobrý den, měl bych na vás velkou prosbu a modlím se, aby byla vyslyšena.
Při mé přípravě na opravné zkoušky z automatizace, jsem narazil na vaši stránku: Regulace od Jardy.
   Moc se mi líbilo vaše vysvětlení PID regulátoru a hned jsem pochopil, jak to vlastně celé funguje. Byl jsem natěšený, že konečně najdu odpovědi na mé další otázky ohledně základů regulace, ale poté jsem si všiml, že nejde vlastně o stránku vyučující, ale o poradenství. Vím, že máte asi málo času a nechcete ho jen tak ztrácet kvůli cizímu člověku. Ale přece jen jsem to zkusil :)
   Potřeboval bych popsat alespoň podobným způsobem, jakým jste popisoval PID regulátor základ mezi spojitým a nespojitým regulátorem. Vůbec nechápu ty odborné termíny všech internetových stránek, protože člověk si to vlastně ani neumí představit v obyčejné praxi a to je smutné. Kdyby to každá internetová stránka popisovala jako vy, úplně do detailu, bylo by vše jednodušší.

Dobrý den. Byl jsem na dovolené, proto odpovídám se zpožděním. Nevím, do jaké hloubky chcete jít, proto popíši základ a případně odpovím na upřesňující dotazy.
   Když jste si už nastudoval PID regulátor, tak z toho budeme vycházet. Jedná se o spojitý regulátor, protože výstup z regulátoru nabývá spojité hodnoty např. 0-100% otevření ventilu podle změny vstupní veličiny. Když pro jednoduchost použijeme přirovnání ke dveřím, tak mohou být zavřené; různě pootevřené až otevřené. Nebo můžeme použít přirovnání k černobílé paletě -> černá; různé odstíny šedé až do čistě bílé. Takže základní charakteristikou spojitého regulátoru je, že na každou změnu na vstupu (měřená hodnota) „odpoví“ změnou svého výstupu (hýbne akčním členem) tj. reaguje spojitě.
   Nespojitý regulátor naopak má předem jasně definované stavy. Většinou se jedná o dvoustavové nebo třístavové regulátory. Když se vrátíme k našim porovnáním tak: dveře smí být jen otevřené nebo zavřené, nic mezitím (dvoustavový regulátor) a obraz může být například černý; tmavě šedý; bílí ale nic mezi! (třístavový regulátor).
   Hlavním zástupcem nespojitého dvoustavového regulátoru jsou kontaktní snímače (termostat, manostat atd.). Funkce takového regulátoru (např. termostatu topení) je primitivní. Je „zima“ tj. měřená hodnota poklesla pod nastavenou, tak zapnu topení. Je už „teplo“ tj. měřená stoupla nad požadovanou, tak vypni topení. Zde je vidět, že výstup regulátoru nabývá jen dvou hodnot tj. TOP/NETOP (ZAP/VYP). Aby nedocházelo k častému spínání a někdy i vlastní konstrukcí snímacího prvku je realizována necitlivost na změny na vstupu do regulátoru. Ve většině případů je použita hystereze či diference od nastavené, výjimečně dvě hodnoty pro změnu stavu.
   Hlavním zástupcem nespojitého třístavového regulátoru je polohování klapky, ventilu atd., kde jsou definované stavy OTEVÍREJ/STOP/ZAVÍREJ. Když si uvedeme příklad například na rybníku, který má nepravidelný přítok vody a mi chceme regulovat na stálou (konstantní) hladinu, pro jednoduchost ventilem, tak princip je: Hladina se zvyšuje, tak na určitý čas dej povel na otevírání ventilu a poté zastav. Počkej, jestli se hladina sníží. Pokud ne, tak dej opětovný povel na otevírání. Dochází-li k snížení pod nastavený stav, dej povel na zavírání, jinak STOP (nic nedělej). Zde jsou krásně vidět tři stavy: Otevírej – měřená hodnota je vyšší než nastavená; STOP – měřená hladina je v požadovaném rozmezí nebo se čeká na ustálení tj. prodleva mezi jednotlivými zásahy; Zavírej – hodnota je pod požadovanou úrovní. Nevýhodou tohoto regulátoru je vhodnost časové konstanty pro jednotlivé zásahy. Pokud bude čas velký, může nám dojít k přetečení rybníku při rychlém nárůstu přítoku a pokud bude konstanta rychlá, tak z třípolohového regulátoru vytvoříme skoro dvoupolohový.
   Shrnu-li použití regulátorů podle přesnosti a kvality regulace, tak dvoupolohový regulátor je základní druh regulátoru a je vhodný jen pro jednoduché aplikace. Třístavový regulátor je jen vylepšená alternativa dvoupolohového a je vhodná jen u omezeného počtu aplikací, proto je většinou nahrazena spojitým regulátorem, který můžeme nastavit jak pro rychlé, tak pomalé změny vstupní veličiny. Vícestavové nespojité regulátory se používají jen výjimečně.

Dobrý den, chtěl bych vám moc poděkovat za vaši ochotu, uvedl jste vyčerpávající odpověď.
Přečetl jsem si to teprve jednou a už vím, o co vlastně jde :)
Ještě jednou se omlouvám za váš čas a zároveň děkuji, jste moc hodný člověk.

Odesílatel: petr@seznam.cz

Komentáře