Echipamente și Sisteme de Reglare

Într-un sistem de reglare după abatere (eroare), regulatorul îndeplineşte rolul elementului de comandă, de decizie. Regulatorul primeşte la intrare două semnale: semnalul de referinţă, care exprimă procentual valoarea dorită a mărimii reglate (de ieşire a procesului) şi semnalul de reacţie (măsură), generat de traductorul mărimii reglate sau de ansamblul traductor – adaptor. În urma procesării celor două semnale după un algoritm convenabil, dependent de comportamentul dinamic al procesului reglat, regulatorul elaborează semnalul de comandă a elementului de execuţie, prin intermediul căruia se intervine asupra procesului reglat pentru a aduce mărimea reglată la o valoare cât mai apropiată de valoarea referinţei. La trecerea sistemului de reglare din regimul MANUAL în regimul AUTOMAT, algoritmul de comandă al regulatorului înlocuieşte raţionamentul, judecata, logica operatorului uman [1].

În funcţie de natura fizică a semnalelor de intrare şi de ieşire, regulatorul poate fi: electronic, pneumatic, hidraulic sau mecanic. În funcţie de forma semnalelor procesate, regulatoarele pot fi continue (analogice), discrete (numerice), bipoziţionale sau tripoziţionale. Cele mai performante şi mai frecvent utilizate sunt, evident, regulatoarele electronice numerice.

3.1.1. Regulatoare electronice continue

Regulatoarele electronice continue unificate au semnale de intrare şi de ieşire sub forma unui curent electric în gama 2 10 mA sau 4 20 mA. Regulatorul convenţional generează comanda Xc prin prelucrarea erorii curente Xa=Xi-Xr după algoritmul PID (de tip proporţional – integral – derivativ):

, (3.1)

în care: K¬¬p- factorul de proporţionalitate [-]; Ti – constanta de integrare (timp de integrare) [s]; T¬d – constanta de derivare (timp de derivare) [s].

Între factorul de proporţionalitate K¬¬p şi banda de proporţionalitate Bp, cu care se operează frecvent în practică, există relaţia K¬¬p= 100/Bp. În cazurile particulare Td=0 şi Ti=∞, algoritmul de comandă PID devine PI şi, respectiv, PD.

În majoritatea cazurilor, panoul frontal al regulatorului conţine un comutator A/M pentru stabilirea regimului de lucru (AUTOMAT sau MANUAL), un comutator I/E pentru stabilirea tipului de referinţă (INTERNĂ sau EXTERNĂ), un buton pentru fixarea valorii semnalului de referinţă (atunci când referinţa este INTERNĂ), un buton pentru fixarea valorii semnalului de comandă (atunci când regimul este MANUAL) şi trei scale indicatoare pentru semnalele de referinţă, de eroare (abaterea) şi de comandă. La regulatoarele unificate, scalele celor trei semnale ale regulatorului sunt gradate în procente (valorilor de 4,12 mA şi 20 mA ale curentului unificat le corespund respectiv valorile procentuale 0,50 şi 100%).

În interiorul carcasei regulatorului se găsesc butoanele pentru modificarea parametrilor de acordare Kp (sau Bp), Ti şi Td , precum şi un comutator de sens (DIRECT sau INVERS). Sensul DIRECT corespunde cazului Kp < 0, iar sensul INVERS corespunde cazului Kp > 0. Din ecuaţia regulatorului de tip P (proporţional):

, (3.2)

rezultă că atunci când comutatorul de sens se află în starea DIRECT, creşterea semnalului de măsură Xr determină creşterea semnalului de comandă