Studiul Caracteristicilor SRA

Argument

Prin sistem de reglare automata (SRA) se intelege un ansamblu format dintr-o instalatie tehnologica si dintr-un numar de aparate si echipamente de automatizare, care asigura functionarea automata a instalatiei tehnologice respective.

Automatica poate fi definita ca domeniul stiintei si tehnicii care studiaza princiipile si echipamente prin intermediul carora conducerea proceselor tehnologice poate fi asigurata fara participarea directa a omului.

Echipamentele de automatizare moderne si de o larga diversitate sunt elaborate si produse de institute de cercetare-proiectare si de numeroase intreprinderi din tara noastra.

Clasificarea SRA

Clasificarea SRA se efectueaza dupa mai multe criterii. Unele dintre acestea pornesc in principal de la caracteristicile instalatiei tehnologice supuse automatizarii, iar altele pornesc in principal de la caracteristicile regulatorului automat.

Din prima categorie fac parte, de exemplu clasificarile in functie de viteza de desfasurare a proceselor tehnologice automatizate sau in functie de numarul de marimi reglate, iar a doua categorie poate fi ilustrata prin clasificarile in functie de numarul de regulatoare automate care intervin in cadrul SRA sau in functie de legile de reglare realizate.

In functie de viteza de desfasurare a proceselor tehnologice automatizate se deosebesc SRA pentru procese rapide si SRA pentru procese lente.

Procesele rapide tipice sunt cele care se desfasoara in masinile si actionarile electrice. Ca urmare, SRA pentru procese rapide efectueaza reglarea automata a unor curenti, tensiuni, turatii, poziti unghiulare, aceste marimi fiind specifice pentru functionarea masinilor si actionarilor electrice.

Procesele lente sunt cele care se desfasoara in instalatii industriale de ardere, in reactoare chimice, in coloane de fractionare, in general in instalatii in care au loc schmburi de caldura, tranferuri de masa, reactii chimice. Ca urmare, SRA pentru procese lente efectueaza reglarea unor temperaturi, presiuni, debite, niveluri, concentratii etc.

1.Caracteristici ale SRA

1.1 Caracterisitici statice ale elementelor SRA

Caracteristica statica a unui element dintr-un SRA reprezinta dependenta dintre marimea de iesire si marimea de intrare in cazul in care elemental se gaseste in regim stationar, cele doua marimi avand valori constante. Astfel considerand elemental E din fig.1.1 cu marimile de intrare si iesire u si v, caracteristica statica a acestui element este reprezentata de dependenta in regim stationar dintre marimea vst = const si marimea ust = const; se constata intucat valorile celor doua marimi sunt constante, timpul nu intervine in aspectul caracteristicilor statice.

Fig 1.1 Element al SRA

Importanta caracteristicilor statice consta in faptul ca permit stabilirea unui parametru principal al elementului si in faptul ca permit incadrarea elementului in clasa celor liniare sau a celor neliniare.

a. Caracteristici statice liniare

Aspectul unei caracteristici statice liniare este reprezentat in fig 1.2 si constata ca are aspectul unei drepte D trecand prin originea planului de coordonare vst si ust.

Fig 1.2 Caracteristica statica liniara

Notand cu unghiul facut de dreapta D cu axa abciselor, rezulta ca raportul dintre valorile corespunzatoare ale marimilor vst si ust este constant.

b. Caracteristici statice neliniare

In cazurile in care in interiorul intervalului de valori pe care le ia marimea ust se obtine o caracteristica statica cu un aspect diferit de cel din fig 1.2, rezulta ca elemental respectiv este neliniar, caracteristica sa statica fiind neliniara

Fig 1.3 caracteristica statica neliniara Fig 1.4 caracteristica statica neliniara

din segmente de dreapta curbilinie

Fig 1.5Cracteristica statica neliniara Fig 1.6 caracteristica statica neliniara

cu saturatie de tip histerezis

Exista un numar mare de variante de caracteristici statice neliniare, unele dintre acestea fiind reprezentate in fig 1.3, 1.4, 1.5, 1.6; in toate cazurile , aspectul este diferit de cel din fig 1.2.

La caracteristica statica in fig 1.5 se constata prezenta saturatiei, insa acest fenomen intervine la valori ust sat si –ust sat care se gasescin interiorul intervalului de valori de lucru ale marimii ust si, ca urmare, caracterictica statica respectiva face parte din categoria caracteristicilor statice neliniare.

Caracteristica statica neliniara din fig 1.5 este denumita caracteristica statica de tip histerezis si intervine la multe elemente folosite pentru automatica.

1.2 Caracteristici dinamice ale elementelor SRA

Caracteristica dinamica a unui element E reflecta comportarea sa in timp, respective indica evolutia in timp a marimi sale de iesire v in cazul cand la intrare marimea u are o anumita variatie in timp. Atat marimea de intrare u, cat si marimea de iesire v sunt functiuni de timp, deci el ear trebui notate prin u(t) si v(t).