Regeling met open en gesloten lus in controle- en automatiseringssystemen
Het handhaven van de gecontroleerde waarde binnen de gespecificeerde limieten of het wijzigen ervan volgens een bepaalde wet tijdens de werking van het regel- en automatiseringssysteem kan worden gedaan volgens open of gesloten regellussen. Beschouw een systeem (Fig. 1) bestaande uit serieel verbonden: object van regeling OF, regelorgaan RO, regelaar P en hoofd Z - een apparaat met behulp waarvan hoofdactie aan het systeem wordt geleverd.
Bij open-lusregeling (Fig. 1, a) is de referentieactie x (T) die van de master naar de regelaar komt, geen functie van het resultaat van deze actie op het object, deze wordt ingesteld door de operator. Een bepaalde waarde van de referentieactie zal overeenkomen met een bepaalde huidige waarde van de gecontroleerde variabele y (t), die zal afhangen van de storende actie F (t). Zie hier voor een uitleg van de basistermen: Algemene principes van gebouwautomatiseringssystemen
Het systeem met open lus is in wezen een transmissieketen waarin de referentieactie x (t) van de master na juiste verwerking door de controller door middel van interne invloeden Z1(t) en Z2 (T) wordt overgedragen naar het object van regeling, maar er is geen omgekeerd effect op het object op de regelaar.
Rijst. 1. Regelschema's voor open (a) en gesloten (b) lussen: З — instelpunt, R — regelaar, RO — regelorgaan, OF — object van regeling, x (T) De aanpassingsactie is, Z1(t) en Z2 (T) — interne regulerende invloeden, y (T) De gecontroleerde waarde is F (T) Het heeft een storend effect.
Voorbeelden van open en closed loop control
In afb. 2a toont het regelschema voor de rotatiesnelheid permanente motor E. Wanneer de motorpositie van de reostaat P verandert, zal de excitatiestroom in de excitatiespoel van de generator OVG G veranderen, wat resulteert in een verandering in zijn e. enz. pp. en dus de aan de motor geleverde spanning D.
De tachogenerator TG, gemonteerd op dezelfde as als de motor D, ontwikkelt b.v. D. s evenredig met het toerental van de motoras. Een voltmeter die is aangesloten op de borstels van de tachogenerator met een schaal die is gekalibreerd in omwentelingen, maakt alleen visuele controle van het motortoerental mogelijk.
Als de kenmerken van de machines stabiel zijn, komt elke positie van de reostaatmotor overeen met een bepaalde waarde van het motortoerental. In dit systeem werkt de regelaar op het object, maar heeft geen omgekeerd effect, dwz. het systeem werkt in een open lus.
Rijst. 2.Schematische diagrammen voor open (a) tot gesloten (b) lus DC-motortoerentalregeling: R - reostaat, OVG - generatorbekrachtigingsspoel, G - generator, OVD - motorbekrachtigingsspoel, D - motor, TG - tachogenerator, DP is de aandrijving motor van de reostaatschuif, U is de versterker.
Als we de systeemuitgang op zo'n manier met de controller verbinden dat de controller te allen tijde twee signalen ontvangt - het signaal van de master en het signaal van de objectuitgang, dan krijgen we een systeem met gesloten lus. In zo'n systeem is er niet alleen een effect van de regelaar op het object, maar ook van het object op de regelaar.
In figuur 2 toont b een schema voor het regelen van de snelheid van de gelijkstroommotor D, waarbij de uitgang van het systeem is verbonden met de ingang van het systeem door middel van een tachogenerator TG, een reostaat P, een versterker Y en een motor DP van de schuifaandrijving van de regelweerstand P.
Er is hier een automatische motortoerentalregeling. Elke snelheidsverandering zal een signaal op de motor DP veroorzaken dat de reostaatschuif P naar de ene of de andere kant van de positie zal verplaatsen die overeenkomt met de gegeven motorsnelheid D.
Als de rotatiesnelheid om de een of andere reden afneemt, zal de schuif van de reostaat P een positie innemen waar de excitatiestroom in de excitatiespoel van de generator OB zal toenemen. Dit zal leiden tot een toename van de spanning van de generator en dienovereenkomstig tot een toename van het toerental van de motor D, die zijn oorspronkelijke positie zal innemen.
Naarmate de snelheid van motor D toeneemt, zal de weerstandsschuif P in de tegenovergestelde richting bewegen, waardoor de snelheid van motor D afneemt.
Een automatisch regelsysteem met open lus kan onafhankelijk, zonder tussenkomst van een operator, zijn werkingsmodus niet wijzigen als de storingen die het systeem binnenkomen anders worden. Een gesloten systeem reageert automatisch op alle veranderingen die zich voordoen in het systeem.