Le proprietà di un sistema regolato sono definite dalle condizioni della tecnica di processo e della macchina e non subiscono praticamente alcuna influenza. Per ottenere una buona regolazione è indispensabile scegliere un tipo di regolatore idoneo per questo sistema regolato e adeguarlo al comportamento temporale di quest'ultimo. È pertanto essenziale disporre di conoscenze precise sul tipo e i dati caratteristici del sistema regolato per la configurazione dei componenti P, I e D del regolatore.
Tipi di sistemi regolati
I sistemi regolati vengono classificati sulla base del loro comportamento temporale in seguito a una variazione brusca del valore di uscita.
Si distinguono i seguenti sistemi regolati:
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Sistemi regolati con compensazione
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Sistemi regolati P
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Sistemi regolati PT1
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Sistemi regolati PT2
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Sistemi regolati senza compensazione
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Sistemi regolati con e senza tempo morto
Sistemi regolati con compensazione
Sistemi regolati P
Nei circuiti proporzionali il valore istantaneo segue quasi senza ritardo il valore di uscita. Il comportamento del valore istantaneo rispetto al valore di uscita viene indicato dal coefficiente proporzionale Gain del sistema regolato.
Esempi:
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Valvola a saracinesca in un sistema di tubi
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Ripartitore di tensione
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Scansione nei sistemi idraulici
Sistemi regolati PT1
In un sistema regolato PT1 il valore istantaneo varia dapprima in modo proporzionale rispetto alla variazione del valore di uscita. Col tempo la variazione del valore istantaneo rallenta, quindi ritarda, fino a raggiungere un valore finale.
Esempi:
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Sistema a molle e ammortizzatori
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Carica di componenti RC
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Serbatoio d'acqua riscaldato a vapore.
Spesso valgono le stesse costanti temporali per i processi di riscaldamento e raffreddamento o per le curve di scarica e carica. Con costanti temporali diverse la regolazione diventa notevolmente più difficile.
Sistemi regolati PT2
In un sistema regolato PT2 in presenza di un gradino del valore di uscita il valore istantaneo dapprima non varia, successivamente aumenta con passo crescente e infine tende al setpoint con passo decrescente. Il sistema regolato mostra un comportamento di trasmissione proporzionale con ritardo di 2° ordine.
Esempi:
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Regolazione della pressione
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Regolazione della portata
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Regolazione della temperatura
Sistemi regolati senza compensazione
I sistemi regolati senza compensazione mostrano un comportamento integrale. Il valore istantaneo tende a un valore infinitamente grande.
Esempio:
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Inserimento di un liquido in un recipiente
Sistemi regolati con tempo morto
Il tempo morto è sempre il tempo di esecuzione o di trasporto fino alla misurazione nell'uscita del sistema di una variazione all'ingresso dello stesso.
Nei sistemi regolati con tempo morto il valore istantaneo varia ritardato del tempo morto.
Esempio:
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Nastro trasportatore