Reglerteknik

Självreglerande system● Gammal uppfinning● 1700-talet kontroll av

väderkvarnens vingar● Snabb utveckling på

1900-talet● Elektronik har ersatt

de mekaniska konstruktionerna

Exempel● Toalettstol● ABS-bromsar● Reglerobjekt● Mätdon● Pådragsdon● Regulator

ÄR-värde och BÖR-värde● Ställ in ugnen på

250 °C. Det är den temp som du vill ugnen ska ha. (BÖR-värde)

● I ugnen finns en termometer som mäter den verkliga ugnstemperaturen. (ÄR-värdet)

● Ugnen har också en termostat som jämför den verkliga temperaturen med den önskade.

● Termostaten fungerar som en regulator, och så länge ÄR-värdet är mindre än BÖR-värdet skickar termostaten ström till el-elementen som fortsätter att värma upp ugnen.

Reglering ● Vid reglering finns alltid återkoppling av det

verkliga värdet.● Finns alltid en givare● Givare mäter ÄR värdet av den storhet som ska

regleras● Regulatorns styrsignal påverkas i proportion till

skillnaden mellan ÄR- och BÖR-värde

Styrning● Vid styrning finns

ingen givare som mäter ÄR-värdet.

● Man ställer in ÄR-värdet efter tidigare erfarenhet.

Temperaturreglering● Grundproblem: hålla

temperaturen konstant, oberoende av störningar

● Enklaste formen av regulator är bimetalltermostat

Temperaturreglering

Varför används reglersystem?

I bilen för att:● få minimala utsläpp● hålla optimal temperatur i

både motor och kupé● hålla tomgången så låg som

möjligt● hastigheten ska kunna hållas

konstant med en farthållare● kunna alstra maximal

bromskraft (ABS-bromsar)

På pappersbruket för att:● få rätt tjocklek på papperet● papperet sk hålla rätt

fuktighet

På arbetsplatsen för att:● temperatur● luftombyte

I värmepannor för att:● kontrollera tryck● kontrolera vätskenivåer

Manuell reglering

Bilkörning:

Bilens placering på vägen:– ÄR-värdet får vi från våra sinnen (syn, hörsel)– Kommer man för långt ut på vägkanten meddelar ögonen

(ÄR-värde) hjärnan (regulator) att vi avvikit från rätt riktning (BÖR-värde). Hjärnan-regulatorn-fattar beslut om åt vilket håll och hur mycket ratten ska vridas och ger signal till armarna (ställdon).

Reglerteknik i vår vardagBilen

Kylsystemet● Motortemperaturen regleras med hjälp

av en termostat som styr kylvätskan, så att det antingen går genom hela motorblocket eller tar en genväg.

● Går vätskan den långa vägen för det med sig mycket värme, som sedan avges av kylaren.

Laddningsrelä

● En övervakningskrets styr så att inte batteriet överladdas.

● Så fort batteriets spänning överstiger 14,5 V, bryts kontakten mellan batteri och generator.

Reglerteknik i vår vardag● Hissen:

ska flytta sig mjukt och snabbt mellan våningarna.

BÖR-värdet kan jämföras med det våningsplan som hissen ska till

Ny våning=nytt BÖR-värde

För att styra hissen krävs en blandning av servoteknik och automatisk styrning.

● Kroppen:Regulator med BÖR-värde på ca 37°C.

Är kroppen för varmså svettas den (det går åt värme för att vätska ska avdunsta).

Ett annat sätt att sänka temperaturen är när hjärnan ger signal om att ta av sig kläder.

Fryser du så signalerar hjärnan istället om att ta på mer kläder.

Att välja reglersystem● För att välja typ av reglersystem tas hänsyn till flera faktorer.● Arbete i en miljö där det finns risk för explosioner eller eller om

processen är mycket komplicerad eller om det ställs stora krav på precision.

● För att kunna göra ett bra val krävs att en behovsanalys görs utifrån varje enskilt fall och från denna väljs reglersystem.

● Fem olika alternativ: -lokala regulatorer-regulatorer inbyggda i programmerbara styrsystem -central reglering eller processreglering -kombinationer av lokal- och central reglering-regulatorer i fältbussystem.

Lokala regulatorer● Bimetalltermostat

prisvärt alternativ när kraven på noggrannhet och precision inte är så hög

● Pneumatiskadrivs med tryckluft och behöver inte någon strömförsörjning. Frånvaron av el gör dem lämpliga explosionskänslig miljö.

● Elektroniska regulatoreren modern regulator styrs idag av en mikrodator, vilket gör den väldigt mångsidig plus att driftsäkerheten är hög.

Regulatorer inbyggda i programmerbara styrsystem

● Många maskiner inom industrin styrs av PLC (Programming Logic Control), en mikrodator specialtillverkad för industriellt bruk.

● Genom att bygga in regulatorer i PLC kan man få både reglering och styrning på en och samma maskin.

Central reglering eller processreglering

● Genom datorernas stora kapacitet kan en enda dator idag kontrolleraen komplicerad process.

● Både styrning, övervakning och reglering sköts av datorn.

● Om det är riskfyllda processer som regleras används redundanta system.

Kombinationer av lokal- och central reglering

● Ofta kombineras en central reglering med lokala regulatorer, men där alla enheter kopplats ihop med ett nätverk.

● Det kan vara av säkerhetsskäl man väljer lokala regulatorer.

● Slås det centrala systemet ut, fortsätter de lokala regulatorerna sitt arbete.

Regulatorer i fältbussystem● Regulatorerna kan arbeta helt självständigt● De kan också kommunicera med en

övergripande dator enligt ett standardiserat språk- ett så kallat protokoll.

SammanfattningAlla som lever i ett modernt samhälle är beroende av reglerteknik, fast alla kanske inte är medvetna om det. När vui sätter oss i bilen, på flyget eller tåget, hjälper reglertekniken oss att komma fram på ett säkert sätt.

Det mesta vi konsumerar är också producerat med hjälp av reglerteknik i någon processindustri, t ex

● mjölk från mejeriet

● bensin från raffinaderiet

Ett reglersystem mäter och återkopplar alltid det sanna värdet till regulatorn, som jämför önskat värde med det sanna och genererar en styrsignal proportionell mot regleravvikelsen.

Skillnaden mellan ÄR- och BÖR-värde kallas för regleravvikelse.

Ett reglersystem omfattar alltid:

● ett reglerobjekt (en ugn, tank eller ett kylrör)

● ett mätdon med givare och signalomvandling

● ett pådragsdon (ventil eller kontaktor)

● en regulator