I. Uvod
Kontrola s povratnom spregom, kao jedna od ključnih strategija upravljanja u industrijskoj automatizaciji, igra vitalnu ulogu u modernoj industrijskoj proizvodnji. Njegovo osnovno načelo leži u usporedbi izlaznog signala kontroliranog objekta sa željenom vrijednošću, dobivanju signala greške i podešavanju izlaza regulatora na temelju tog signala greške, kako bi se ostvarilo precizno upravljanje kontroliranim objektom. U ovom radu će se razraditi osnovni principi upravljanja povratnom spregom, uključujući njegovu definiciju, karakteristike, radni proces, vrste i primjene u industrijskoj automatizaciji.
II. Definicija i karakteristike upravljanja povratnom spregom
Definicija
Kontrola s povratnim informacijama odnosi se na usporedbu stvarnih rezultata nakon završetka određene radnje i zadatka, kako bi se utjecalo na provođenje sljedeće akcije i igrala ulogu u kontroli. Njegovo osnovno načelo je proces vraćanja izlazne informacije sustava na ulaz, uspoređivanje s ulaznom informacijom i korištenje odstupanja između te dvije za kontrolu. Kontrola povratnih informacija je zapravo korištenje prošlosti za usmjeravanje budućnosti, tako da provedba planskih odluka i sam izvorni plan u dinamici za postizanje koordinacije.
Karakteristike
(1) Pravovremenost:povratna kontrola može planirati odluke u provedbi svakog koraka procesa uzrokovanog objektivnim učinkom, pravovremenim odgovorom, te sukladno tome prilagoditi, modificirati sljedeći korak u provedbi programa.
(2) Dinamički:povratna kontrola čini provedbu programskih odluka i samog izvornog plana u dinamici za postizanje koordinacije, kako bi se prilagodila promjenjivom vanjskom okruženju i unutarnjim uvjetima.
(3) naknadni-učinci:kontrola povratne informacije uglavnom se temelji na posljedicama povratne informacije, i baci na činjenicu da je teško promijeniti, i zamijeniti stari plan novim planom, nova odluka da se zamijeni izvorna odluka-donošenje zahtijeva određeno vrijeme.
III. Proces kontrole povratne informacije
Radni proces povratne kontrole uglavnom uključuje sljedeće korake:
Postavljanje željene vrijednosti:prije svega, željenu izlaznu vrijednost kontroliranog objekta treba postaviti kao cilj upravljanja.
Mjerenje stvarne izlazne vrijednosti: pomoću senzora i drugih mjernih uređaja,-mjerenje stvarne izlazne vrijednosti kontroliranog objekta u stvarnom vremenu.
Usporedite pogrešku:Usporedite stvarnu izlaznu vrijednost sa željenom vrijednošću kako biste dobili signal pogreške.
Podesite izlaz regulatora:prema veličini i smjeru signala pogreške, regulator izračunava odgovarajući upravljački signal za podešavanje ulaza kontroliranog objekta.
Petlja povratne informacije:prilagođeni ulaz djeluje na kontrolirani objekt, generirajući novi izlaz, ponovno uspoređen sa željenom vrijednošću, tvoreći povratnu petlju.
IV. Vrste upravljanja povratnom spregom
Prema ulozi povratnog signala, kontrola povratne sprege može se podijeliti na dvije vrste pozitivne povratne sprege i negativne povratne sprege:
Pozitivne povratne informacije:Pozitivna povratna sprega povećava neto input, tj. ako promjena povećava izlaz sustava, tada pozitivna povratna sprega jača tendenciju tog povećanja. Pozitivna povratna sprega često se koristi u primjenama gdje treba povećati odziv sustava ili pojačati signal.
Negativne povratne informacije:Negativna povratna sprega smanjuje neto input, tj. ako promjena povećava izlaz sustava, tada negativna povratna sprega stabilizira izlaz sustava prilagođavanjem inputa da se smanji ovo povećanje. Negativna povratna sprega je najčešće korištena metoda povratne sprege u sustavu upravljanja, jer može poboljšati stabilnost sustava i točnost upravljanja.
V. Primjena upravljanja povratnom spregom u industrijskoj automatizaciji
Kontrola povratne sprege naširoko se koristi u industrijskoj automatizaciji, uključujući ali ne ograničavajući se na sljedeće aspekte:
Kontrola temperature:U kemijskoj i metalurškoj industriji potrebno je precizno kontrolirati temperaturu opreme kao što su reaktori i peći za grijanje. Stvarna temperatura se mjeri temperaturnim senzorima i uspoređuje sa zadanom temperaturom, a regulator prilagođava snagu opreme za grijanje ili hlađenje prema signalu greške, čime se ostvaruje precizna kontrola temperature.
Kontrola tlaka:U industriji nafte i plina potrebno je kontrolirati tlak cjevovoda, spremnika i druge opreme na stabilan način. Preko senzora tlaka za mjerenje stvarnog tlaka i usporedbu s postavljenim tlakom, regulator prema signalu pogreške prilagođava otvaranje ventila ili izlazni protok pumpe, kako bi se ostvarila stabilna kontrola tlaka.
Kontrola protoka:U obradi vode, farmaceutskoj i drugim industrijama potrebno je precizno kontrolirati protok tekućine ili plina. Preko senzora protoka za mjerenje stvarnog protoka, iu usporedbi sa postavljenim protokom, regulator prema signalu greške prilagođava izlaz crpke ili ventila, kako bi se ostvarila precizna kontrola protoka.
Kontrola položaja:U proizvodnji strojeva, automatiziranoj montaži i drugim industrijama, položaj opreme kao što su robotske ruke i pokretne trake treba precizno kontrolirati. Preko senzora položaja za mjerenje stvarnog položaja i usporedbu s postavljenim položajem, regulator prema signalu pogreške prilagođava izlazni moment ili brzinu pogonskog motora, kako bi se ostvarila precizna kontrola položaja.
VI. Sažetak
Kontrola s povratnom spregom kao jedna od ključnih strategija upravljanja u industrijskoj automatizaciji, njeno osnovno načelo je usporedba izlaznog signala kontroliranog objekta sa željenom vrijednošću, dobivanje signala pogreške i prilagođavanje izlaza regulatora na temelju tog signala pogreške, kako bi se ostvarila precizna kontrola kontroliranog objekta. Kontrolu s povratnom spregom karakteriziraju pravodobnost, dinamika i naknadni-učinci, a naširoko se koristi u industrijskoj automatizaciji. Kroz duboko razumijevanje osnovnih principa i scenarija primjene kontrole povratne sprege, njena ključna uloga u industrijskoj automatizaciji može se bolje shvatiti i pružiti snažnu podršku za realizaciju učinkovitije i stabilnije automatizirane proizvodnje.