Circuito di regolazione
Un semplice esempio di un circuito di regolazione è la regolazione della temperatura ambiente tramite riscaldamento. La temperatura ambiente viene misurata con un sensore e trasmessa a un regolatore. Questo regolatore confronta la temperatura ambiente attuale con un setpoint e calcola un valore di uscita (valore regolante) per il controllo del riscaldamento.
Un regolatore PID impostato correttamente raggiunge il setpoint il più rapidamente possibile e lo mantiene costante. La variazione del valore di uscita determina la variazione del valore istantaneo, spesso con ritardo temporale. Questo comportamento deve essere compensato dal regolatore.
Attuatori
L'attuatore è parte integrante del circuito di regolazione e viene influenzato dal regolatore. Ciò determina una variazione della portata di massa ed energia.
La seguente tabella fornisce una panoramcia dell'impiego degli attuatori
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Impiego per |
Organo attuatore |
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Portata di massa liquida e gassosa |
Valvola, valvola a farfalla, valvola a saracinesca |
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Portata di massa fissa, ad es. materiali sfusi |
Valvola di scarico, nastro trasportatore, canale a vibrazione |
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Portata di energia elettrica |
Contatto di commutazione, contattore, relé, tiristore |
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Resistenza di regolazione, trasformatore variabile, transistor |
Si distinguono i seguenti attuatori:
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Attuatori proporzionali con segnale di regolazione costante
In modo proporzionale rispetto al valore di uscita vengono acquisiti il grado di apertura, l'angolo di rotazione o le posizioni. All'interno del campo di regolazione il valore di uscita influenza in modo analogo il processo.
Fanno parte degli attuatori di questo gruppo azionamenti pneumatici a molla ma anche azionamenti a motore con risposta di posizione nei quali viene creato un circuito di regolazione della posizione.
Il valore di uscita viene generato da un regolatore continuo, ad es. PID_Compact.
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Attuatori proporzionali con segnale PWM
In questi attuatori viene generato un impulso in base alla cadenza del tempo di campionamento la cui lunghezza è proporzionale al valore di uscita. L'attuatore, ad es. una resistenza di riscaldamento o un'unità di raffreddamento, viene attivato in sincronismo di clock per durate diverse a seconda del valore di uscita.
Il segnale di regolazione può assumere gli stati "On" o "Off" in modo unipolare o rappresentare in modo bipolare ad es. i valori "Aperto/Chiuso", "Avanti/Indietro", "Accelera/Frena" ecc.
Il valore di uscita viene generato da un regolatore a due punti, ad es. PID_Compact con modulazione di larghezza di impulso.
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Attuatori ad effetto integrale con segnale di regolazione a tre punti
Spesso gli attuatori vengono azionati da motori la cui durata di attivazione è proporzionale al movimento di regolazione dell'organo di regolazione di portata. Tra questi figurano ad es. valvole, valvole a farfalla e valvole a saracinesca. Nonostante le diverse forme costruttive tutti questi attuatori hanno il medesimo effetto di un componente I sull'ingresso del circuito.
Il valore di uscita viene generato da un regolatore a passi, ad es. PID_3Step.