Fig. 19 - Schema a blocchi di un sistema di controllo a catena aperta |
Processi di tipo P |
Descrizione |
Lezione |
Abbiamo già visto (lezione TEO 01) cosa si intende per Processo.
Per "Processo" si intende un complesso di trasformazioni fisiche e/o di trasmissioni di materia e/o
di energia.
Nei sistemi di controllo, sia in anello aperto sia in anello
chiuso, il processo viene identificato con quell'area della
installazione in cui si può esercitare una certa influenza sulla variabile da
controllare.
Le figure 19 e 20 identificano il processo controllato, nei sistemi a catena aperta e
chiusa rispettivamente.
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Si noti che la variabile regolante y costituisce il segnale in ingresso al processo, mentre la variabile controllata x (convertita in un segnale omogeneo con w) costituisce il segnale in uscita dal processo.
Ricordiamo, inoltre, che (si veda la lezione TEO 03):
Controllore e Amplificatore: è costituito dall'insieme dei dispositivi richiesti per generare l'apposito segnale di controllo y da applicare al processo.
Trasduttore e Condizionatore di Segnale: sono i dispositivi che convertono la grandezza fisica dell'uscita controllata, in una grandezza omogenea col Set-Point.
Segnale di Errore: è il segnale ottenuto dalla differenza tra il segnale di Set-Point ed il segnale di retroazione fornito dal Condizionatore di Segnale.
Disturbo: è un segnale (di ingresso) indesiderato che modifica il valore dell'uscita.
Poichè un processo svolge un complesso di trasformazioni e/o trasmissioni di materia
e/o energia, è evidente che ogni processo è caratterizzato da un
proprio comportamento dinamico.
Solo per i processi ad azione proporzionale senza ritardi (ordine 0) si può parlare di processo senza comportamento dinamico.
Una prima distinzione va fatta tra processi autoequilibranti e processi non autoequilibranti.
Processo autoequilibrante |
Processo non autoequilibrante |
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| Qi = portata in ingresso | |
S = sezione del serbatoio |
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h = livello dell'acqua nel serbatoio |
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n = valvola a resistenza fissa r |
Qo = portata in uscita |
Per ogni portata in ingresso,
si stabilisce un livello |
Ogni variazione della portata
in ingresso, causa una variazione continua del livello, in più o in meno, secondo che
Qi risulti maggiore o minore di Qo . |
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Qi = variabile regolante |
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h = variabile controllata |
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Risposta caratteristica del
processo autoequilibrante |
Risposta caratteristica del
processo non autoequilibrante |
Processo
autoequilibrante |
Processo
non autoequilibrante |
Altri esempi:
Processo |
Variabile regolante |
Variabile controllata |
Tipologia |
Pressione di un liquido in una condotta |
Apertura valvola ON/OFF |
Pressione |
Processo autoequilibrante |
Motore a combustione interna |
Portata della miscela aria-benzina |
Giri motore |
Processo autoequilibrante |
Controllo di temperatura in una stanza |
Portata del fluido termovettore |
Temperatura ambientale |
Processo autoequilibrante |
| Riscaldamento per miscelamento | Apertura valvola ON/OFF | Temperatura a distanza | Processo autoequilibrante ad azione proporzionale con tempo morto Tt |
Una ulteriore distinzione va fatta tra processi lineari
e processi non lineari.
Tutti i processi con ritardi (costanti di tempo) sono caratterizzati da
elementi di accumulo. In tali processi, non lineari, solo dopo un
significativo periodo di tempo si stabilisce una relazione costante tra le variabili di
ingresso e di uscita.
I processi autoequilibranti possono essere controllati più efficacemente rispetto a quelli non autoequilibranti.
La funzione di trasferimento KS per un processo autoequilibrante è data dalla:
o dalla:
in condizioni di stabilità.
La funzione di trasferimento KS per un processo non autoequilibrante è:
= w - x = errore (o scarto)
