Kryteria podziału regulatorów

REGULATORY
(wprowadzenie)
Wykład 7
Kryteria podziału regulatorów
Biorąc pod uwagę sposób dostarczenia energii potrzebnej
do napędu elementu wykonawczego wyróżnia się;
– regulatory
bezpośredniego
działania,
które
charakteryzują się tym, że energię potrzebną do napędu
elementu wykonawczego pobierają z obiektu regulacji za
pośrednictwem elementu pomiarowego (np. regulatory
temperatury, ciśnienia, przepływu itp.),
– regulatory o działaniu pośrednim, zasilane w energię
pomocniczą z obcego źródła (np. elektryczne,
elektroniczne).
Kryteria podziału regulatorów
Regulatory zasilane energią pomocniczą dzieli się na:
- elektryczne i elektroniczne,
- pneumatyczne
- hydrauliczne,
- mechaniczne.
Kryteria podziału regulatorów
W zależności od postaci sygnału wyjściowego rozróżnia się
regulatory:
- o wyjściu (sygnale) ciągłym (ciągła zależność pomiędzy
wielkością regulowaną y a odchyłka regulacji e w
określonym zakresie nastaw wielkości regulowanej Yh,
- o wyjściu nieciągłym: dwustawne (załącz/wyłącz), trójstawne
(otwórz/spoczynek/zamknij)
- quasi-ciągłe (kombinacja regulatora trójstawnego z
określonym napędem).
Pod względem zmiany sygnału wyjściowego można podzielić
regulatory na: analogowe i cyfrowe.
REGULATORY BEZPOŚREDNIEGO
DZIAŁANIA
- Regulatory bezpośredniego działania charakteryzują się
tym, że energię niezbędną do działania pobierają za
pomocą czujnika z obiektu regulacji.
- W
regulatorze
bezpośredniego
działania
element
pomiarowy, regulator, napęd i element wykonawczy
najczęściej stanowią jedną całość.
Zastosowanie regulatorów bezpośredniego
działania
Regulatory bezpośredniego działania w systemach
ogrzewania i klimatyzacji stosowane są do regulacji:
– temperatury (termostaty przygrzejnikowe, ograniczniki
temperatury powrotu, regulatory temperatury ciepłej
wody),
– ciśnienia (regulatory i reduktory ciśnienia),
– różnicy ciśnień ( regulatory różnicy ciśnień),
– przepływu (regulatory i ograniczniki przepływu),
– poziomu (regulatory poziomu wody).
Termostat grzejnikowy
•
•
•
•
•
•
8
1 - nastawnik temperatury,
2 - cieczowy czujnik temperatury,
3 – zabezpieczenie przeciążeniowe,
4 – skala nastawianych temperatur,
5 – dławnica,
6 – tuleja,
7 – połączenie gwintowe,
8 - grzybek.
Regulator temperatury c.w.u.
c.w.u. bezpośredniego działania z
nastawnikiem wartości zadanej, kapilarą oraz czujnikiem temperatury
pracującym na zasadzie adsorbcji.
adsorbcji.
Regulatory bezpośredniego działania
różnicy ciśnień
Regulator przepływu
- zastosowanie
Urządzenie przeznaczone jest szczególnie do stosowania w instalacjach
ciepłowniczych.
Regulator różnicy ciśnień i przepływu zastosowanie
Regulatory ciśnienia pary bezpośredniego działania
(reduktory ciśnienia)
Regulator ciśnienia pary
[Samson].
Oznaczenia na rysunku:
1 - korpus zaworu,
2 - gniazdo,
3 - grzyb,
4 - trzpień grzyba,
5 - dyfuzor,
6 - nastawnik wartości
zadanej,
7 - sprężyna nastawcza,
8 – siłownik,
9 - naczynie kondensacyjne.
REGULATORY DWUSTAWNE
Regulatory dwustawne
• Najczęściej wykonywane są jako regulatory elektryczne
sterujące napędami silnikowymi lub elektromagnetycznymi.
• W klimatyzacji i ciepłownictwie
znalazły szerokie
zastosowanie jako urządzenia zabezpieczające przed
niedopuszczalnym spadkiem lub wzrostem temperatury
(termostaty) oraz ciśnienia (presostaty).
• Służą także jako regulatory wilgotności (higrostaty) oraz
regulatory poziomu cieczy.
TERMOSTATY
• Termostatem nazywamy urządzenie składające się z
czujnika temperatury i regulatora.
• W termostatach najczęściej stosowane są czujniki
rozszerzalnościowe:
• bimetalowe,
• prętowe
• lub membranowe.
Termostaty-przykłady zastosowań w technice
Termostatygrzewczo--wentylacyjnej.
grzewczo
Termostaty pomieszczeniowe służą do
sterowania:
• wentylokonwektorami, gdzie mogą załączać
nagrzewnice elektryczne, otwierać lub
zamykać
zawory
regulacyjne
doprowadzające czynnik
grzejny lub
chłodniczy,
zmieniać
obroty silników
napędzających wentylatory,
• sterować grzejnikami elektrycznymi,
• sterować
pracą
gazowych
urządzeń
grzewczych.
Termostaty zabezpieczające
Termostaty zabezpieczające stosowane są do:
• zabezpieczania kotłów i wymienników ciepła przed nadmiernym
wzrostem temperatury czynnika grzejnego:
• termostaty ze stykiem przełączającym i automatycznym powrotem do
zadanego położenia (STW),
• termostaty ze stykiem otwierającym i blokadą (powrót do zadanego
położenia po naciśnięciu przycisku wyzwalacza tylko po spadku
temperatury poniżej wartości granicznej - reset) - (STB),
• zabezpieczania nagrzewnic elektrycznych przed nadmiernym wzrostem
temperatury,
Termostat– ogranicznik temperatury bezpieczeństwa
(STB) firmy SAMSON, ze stykiem otwierającym i
blokadą
Termostaty przeciwzamrożeniowe
•
(f-my Johnson Controls)
Presostaty - presostat różnicy ciśnień
Presostat różnicy ciśnień znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie
muszą być sygnalizowane zmiany normalnych różnic ciśnienia (również
nadciśnienia i podciśnienia).
Monitorowanie i sterowanie ciśnieniem różnicowym, monitorowanie
przepływu, automatyczna kontrola stacji filtrów i awarii wentylatorów.
Presostat z wyświetlaczem wartości zadanej
Zastosowanie presostatów
• Zabezpieczenie kotłów
• Zabezpieczenie agregatów chłodniczych
• Zabezpieczenie wymienników płytowych przed
oszronieniem
• Kontrola sprężu wentylatorów
• Kontrola stanu filtrów
Regulatory (sterowniki) cyfrowe
Regulacja DDC przy zastosowaniu
mikrokomputera
• Aktualnie
w
automatyzacji
urządzeń
i
instalacji
technologicznych w inżynierii środowiska są powszechnie
stosowane regulatory cyfrowe i sterowniki.
• Regulacja cyfrowa jest możliwa poprzez zastosowanie
komputerów w systemach sterowania
• Regulatorami cyfrowymi nazywane są małe urządzenia
mikroprocesorowe głównie realizujące funkcje regulacyjne
jak np.: cyfrowy regulator temperatury, cyfrowy regulator
przepływu itp.
• Bardziej rozbudowane urządzenia mikroprocesorowe z
przewagą funkcji sterowania nazywane są sterownikami.
Regulacja DDC przy zastosowaniu mikrokomputera
•
Podstawowa różnica pomiędzy regulatorami analogowymi i cyfrowymi
polega na tym, że w regulatorach analogowych sygnały analogowe
ulegają ciągłej obróbce a w regulatorach cyfrowych następuje zamiana
sygnału analogowego na cyfrowy (binarny) następnie obróbka sygnału i
ponowna zamiana na sygnał analogowy (rys.).
Regulator cyfrowy
ym
•
•
A/D
Mikrokomputer
D/A
w
Ponadto sygnały w regulatorach cyfrowych są próbkowane co ustalony
odstęp czasu (cykliczny charakter pracy).
Obliczenia cyfrowe wykonywane są tylko dla dyskretnego czasu zamiast
w sposób ciągły, potrzebny jest więc impulsator po stronie wejściowej i
ekstrapolator po stronie wyjściowej.
Sterowniki w różnych
wykonaniach
Sterowniki kompaktowe
• W jednej obudowie sterownika mieszczą się wszystkie
niezbędne elementy tj. zasilacz, jednostka centralna, panel
operatorski (ekran z klawiaturą) oraz moduły wejścia i
wyjścia o określonej liczbie zacisków.
Programowalne regulatory (sterowniki)
kompaktowe z biblioteką aplikacji
Excel 50 firmy
Honeywell
Regulatory Synco™ 200 (RLU2..) firmy Siemens
Regulator cyfrowy SCSC-9100 firmy
Johnson Controls
Rozszerzalny sterownik DXDX-9100 firmy Johnson
Controls
Rozszerzalny sterownik
TAC Xenta 300
Sterowniki modułowe WAGO
Sterownik modułowy Excel 500
Dziękuję za uwagę !