開、關(guān)電燈就是位式控制,位式控制的控制動作就是“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的交替。昌暉儀表在此以電加熱爐位式溫度控制系統(tǒng)的過渡過程為例介紹位式控制:當被控溫度等于顯示控制儀給定值時,繼電器會不停地動作,這樣繼電器可吃不消。因此,只能在給定值附近定出一個上限和下限溫度值,即加熱溫度T在上限Ts與下限Tx之間,由顯示控制儀根據(jù)溫度的變化情況來開、關(guān)加熱電源。當溫度上升到上限Ts時,顯示控制儀關(guān)斷電源停止加熱,當溫度下降到下限Tx時顯示控制儀又接通電源進行加熱。
圖1 電加熱爐位式控制系統(tǒng)的過渡過程
在0-t1時間,由于T小于Ts,一直通電加熱,T一直上升。當時間t=t1時,由于T=Ts電源被關(guān)斷停止加熱,但溫度并不會立即下降,相反還會繼續(xù)上升一段時間τ1,直到t=t1+τ1時,溫度才從T's始逐漸下降。
當t=t2時,由于T=Tx,接通加熱器電源開始加熱,但溫度并不會立即上升,還會繼續(xù)下降一段時間τ2,直到t=t2+τ2時,溫度才從T'x開始逐漸上升。
到t=t3時,T又等于Ts,溫控器又一次關(guān)斷電源停止加熱,系統(tǒng)及對象又再一次重復上述過程,這樣一直循環(huán)下去。由于控制動作是“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的交替,這樣被控加熱爐的溫度會周期性地波動。
從上述可看出,被控溫度是不可能在預定的上限Ts與下限Tx這一中間區(qū)波動,而是會超出這一規(guī)定范圍,在一個比中間區(qū)更大的范圍內(nèi)波動,作周期性等幅振蕩,它的波動幅度是衡量位式控制系統(tǒng)控制精度的重要指標。超出中間區(qū)是由于系統(tǒng)滯后造成的。影響位式控制系統(tǒng)控制質(zhì)量的因素,主要是系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的滯后,尤其是被控對象的滯后影響最大。
使用位式控制系統(tǒng),要根據(jù)生產(chǎn)的具體對象及允許波動范圍,來給定顯示控制儀的中間區(qū),一般是在運行中對中間區(qū)由小到大地湊試,直到被調(diào)參數(shù)變化幅度正好達到允許波動范圍為止,這時的中間區(qū)就是最好的。除中間區(qū)和滯后外,負荷的大小對位式控制質(zhì)量也有影響。
位式控制常用于空氣儲罐的壓力控制,恒溫箱、電加熱爐的溫度控制。有上、下限觸點的顯示控制儀可用來進行位式控制,配合繼電器、電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥,可以很方便地構(gòu)成位式控制系統(tǒng)。位式控制適合用于延時小、時間常數(shù)大的加熱對象。
但位式控制只適用于有慣性或有積累作用的對象,如儲氣罐的壓力控制和容器的液位控制。如果被調(diào)對象沒有慣性,如管道內(nèi)的水壓,由于水的不可壓縮性,水泵一開,壓力立刻升到最高,水泵一停,壓力馬上降到最低。即使控制水泵的繼電器不停地動作,壓力也不能夠穩(wěn)定下來。怎么辦呢?只能用PID控制。
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