Główne cechy regulacji

Współdziałający ze sobą zespół obiektu regulacji i automatycznego regulatora jest nazywany układem automatycznej regulacji. Układ taki może być układem prostym lub złożonym. W prostym układzie regulacji występuje tylko jeden obiekt i jeden regulator, które tworzą zamknięty obwód, nazywany obwodem regulacji. W złożonym układzie regulacji, bardziej skomplikowanym od układu prostego, występuje więcej niż jeden obwód regulacji.

Główne cechy charakterystyczne prostego obwodu regulacji rozpatrzymy na przykładzie bezkłowego szlifowania sworzni tłokowych (rys. 34-1). Szlifowane sworznie 1 są przesuwane po prowadnicy (podtrzymce) 2 między ściernicą 3 i tarczą powadzącą 4. Dosuwanie wrzeciennika 5 tarczy 4, powodujące zmianę średnicy szlifowanego sworznia, odbywa się przez obracanie kółka ręcznego 6 osadzonego na śrubie pociągowej.

Przebieg procesu technologicznego wykańczającego szlifowanie sworzni tłokowych będzie uznawany za prawidłowy, gdy rzeczywisty wymiar średnicy drz obrobionych sworzni będzie, jako wielkość regulowana, zawarty między wymiarami granicznymi, określonymi przewidzianą tolerancją wykonania mtłi drz dmax J 34-1 czyli np. 38,292 mm < drz < 38,300 mm

Wartością zadaną X0 jest tu wymiar średnicy sworznia zbliżony do dolnego wymiaru granicznego, np. 38,294 mm. Przeszlifowane sworznie zsuwają się na pryzmową rynienkę 7 i dalej są odprowadzane do kosza odbierającego. Człowiek obserwujący pracę szlifierki bezkłowej mierzy co trzeci lub czwarty sworzeń za pomocą mikrometru 8, sprawdzając bieżącą wartość X wielkości regulowanej. Ze względu na postępujące zużycie ściernicy 3 wartość ta rośnie, czyli powstaje uchyb E równy

Z chwilą gdy mierzona średnica sworznia zbliża się do górnego wymiaru granicznego, człowiek przez obrót kółka 6 dosuwa tarczę prowadzącą, czyli przeprowadza ręczną regulację wielkości regulowanej. W takim lub podobnym układzie regulacji człowiek odgrywa więc rolę regulatora. Podstawowymi czynnościami, jakie spełnia ten człowiek, są:

– 1) pomiar bieżącej wartości wielkości regulowanej lub obserwacja wskazań przyrządu pomiarowo-kontrolnego,

– 2) porównanie wartości bieżącej z wartością zadaną i podjęcie decyzji o potrzebie dokonania regulacji,

– 3) wykonanie czynności związanych z regulacją.

Główne cechy regulacji cz. II

Gdyby w podanym powyżej przykładzie układu regulacji nie występowało zużywanie się ściernicy, jak również żadne inne przyczyny powodujące zmianę uzyskiwanego wymiaru obróbkowego, to można by było stwierdzić, że układ ten znajduje się w stanie ustalonym. W większości przypadków występują jednak różne wielkości zakłócające, wskutek czego układy regulacji znajdują się w stanie nieustalonym. Proces regulacji powinien więc zachodzić wtedy, gdy układ regulacji przechodzi ze stanu ustalonego w stan nieustalony lub gdy – przy stanie nieustalonym – wartość uchybu regulacji osiąga założoną z góry wartość. Główne cechy regulacji można scharakteryzować następująco:

I. W układzie regulacji sygnał przebywa drogę w zamkniętym obwodzie. W poprzednio opisanym przykładzie zmiana średnicy sworznia odczytana lub zaobserwowana przez człowieka spowodowała jego reakcję jako regulatora, powodującą zmianę wartości wielkości nastawczej, czyli dosunięcie tarczy prowadzącej, co z kolei wywołało powrót wartości średnicy sworznia do wartości zadanej,

II. W zamkniętym obwodzie regulacji sygnał wędruje wyłącznie w jednym kierunku – od jednego członu regulacji do następnego, przy czym może on zmieniać swoją postać fizyczną. Zmniejszenie średnicy ściernicy spowodowane jej zużyciem przekształciło się w przyrost średnicy sworznia, który następnie wyraził się innym wskazaniem mikrometru, W dalszej kolejności wywołało to obrót śruby pociągowej i dosuw wrzeciennika tarczy prowadzącej.

III. Dla osiągnięcia celu regulacji sygnał po przebyciu obwodu musi wrócić do punktu wyjściowego. Gdyby pracownik odgrywający rolą regulatora nadmiernie dosunął wrzeciennik tarczy prowadzącej, to średnice sworzni okazałyby sią za małe, co wykryłby przy następnym ich mierzeniu, a w, konsekwencji odsunąłby nieco wrzecienniki. Takie zjawisko samokontroli, polegające na kierowaniu sygnału wyjściowego z obiektu regulacji ponownie na jego wejście do obiektu, jest nazywane w technice zjawiskiem sprzężenia zwrotnego. To zjawisko jest najbardziej istotną cechą zamkniętego obwodu układu regulacji.