Sisteme Reglabile

Sumarul cursului

1. Definitia procesului

2. Proces cantitativ, Proces continuu

3. Controlul procesului

4. Controlul procesului in bucla

5. Mergand mai departe

6. Controlul discret

1. Definitia procesului

Un proces reprezinta orice influenta adusa asupra unui obiect sau forma de energie pentru a-i schimba proprietatile fizice. De exemplu, intr-o uzina de fabricare a automobilelor, pe de o parte intra diverse materii prime, iar pe de alta parte sunt scoase masinile. Uzina reprezinta un proces, insa unul foarte complicat, si ar fi descuranjant sa incercam sa-l explicam in acest context. De asemenea, stim ca procesul uzinei de automobile este impartit in mai multe sub-procese, sub-sub-procese, si asa mai departe.

Un exemplu mai elementar de proces reprezinta modul in care se poate incalzi o camera de locuit. Exista o sursa de incalzire, care trebuie controlata pentru a furniza o cantitate rezonabila de confort termic. Daca procesul de incalzire este controlat manual, si consideram ca sursa de incalzire e apa fierbinte, putem conclude ca o persoana poate controla temperatura camerei in limite rezonabile prin simpla ajustare a unui robinet de apa calda, ca mai multa sau mai putina apa fierbinte, sa intre in radiator. Ne putem da seama ca poate fi atins un punct in asa fel inncat nici o alta interventie nu e necesara pentru a mentine o anumita temperatura. Asta daca consideram ca nici o alta persoana nu intra in camera si temperatura exterioara nu se modifica semnificativ, soarele nu rasare sau apune, etc.

Evident, nu dorim sa avem un operator care sa-si petreaca timpul, ajustand temperatura in mai multe camere, deci vom face ca acest tip de proces sa fie controlat automat.

Vom reveni la acest exemplu mai tarziu pentru a discuta functiile controlului automat.

2. Procese cantitative, Procese continui

Exista doua tipuri de baza de control a proceselor; Procese continue si procese cantitative. Procesele continue sunt acelea care opereaza fara intrerupere pentru o perioada mai mare de timp. Exemple sunt: statiile de tratare a apelor reziduale, care trebuie sa functioneze in continuu pentru a face fata fluxurilor mari de apa menajera a oraselor, sistemele de incalzire si ventilatie ale cladirilor, sistemele de producere a energiei electrice, etc.

Pe de alta parte, procesele cantitative, reprezinta procesele care functioneaza in maniera de a produce o anumita cantitate de produs (energie) pe o perioada de timp data. Exemple pot fi producerea anumitor marci de bere, poducerea alimentelor, producerea de pamant pentru flori, producerea de recipiente pentre, etc.

Putem deja identifica multe procese sau sub-procese care se incadreza in una sau alta din cele doua categorii. Deosebirea de baza apare daca o anume cantitate de produs este fabricat inainte ca procesul sa fie modificat pentru a produce o cantitate similara dar al unui produs diferit; de exemplu diferite marci a unui produs particular necesitand diferite „retete” a materialelor prime.

3. Controlul procesului

Sa ne intoarcem la exemplul nostru cu incalzirea, sa vedem de ce avem nevoie pentr a-l controla intr-un mod automat. In cazul in care operatorul controleaza manual temperatura camerei, executa trei functii distincte:

a) masoara temperatura camerei (prin nivelul de confort simtit la nivelul corpului),

b) decide daca e nevoie de mai multa sau mai putina caldura,

c) actioneza modificand cantitatea de caldura (daca e necesar).

Aceleasi trei actiuni trebuie facute de oricare sistem de control al procesului. De aici incolo, vom considera controlul unui proces ca insemnand controlul automatic prin intermediul unui dispozitiv electronic. Desi, controlul manual al unui operator este foarte important si niciodata nu trebuie neglijat, ne vom concentra pe sistemele de control automate.

a) Masurarea procesului

Pentru a controla temperatura camerei, avem nevoie de mijloace prin care sa masuram temperatura medie a camerei. Aceasta poate fi facuta de un numar de dispozitive, pe care le vom examina mai tarziu in curs. Este suficient sa spunem ca un termostat poate fi montat intr-o locatie „rezonabila” pentru a furniza o „medie” a temperaturii camerei, si furniza un semnal electric sau electronic catre un alt dipozitiv.

b) Controlerul

Odata ce am masurat temperatura, am transformat aceasta informatie intr-un semnal electric si l-am trimis catre alt dispozitiv, trebuie comparata aceasta temperatura cu temperatura dorita pentru a decide daca temperatura trebuie ridicata sau coborata. Aceasta functie este facuta de un controler. Controlerul are un mod prin care operatorul poate seta temperatura dorita. Operatorul va selecta valoarea convenabila in unitati de masura (in cazul de fata, grade Celsius sau grade Fahrenheit). Controlerul compara valoarea setata de operator cu temperatura reala, si transmite diferenta catre un alt dispozitiv pentru a modifica temperatura.