Matei Alexandra, gr. 746, IPA-ISBLucrarea 1

Sisteme de reglare automată în industria

alimentară

Scopul lucrării

Cunoaşterea structurii de bază a unui sistem de reglare automată şi identificarea elementelor

componente.

Consideraţii teoretice

Sistemul reprezintă un ansamblu de obiecte naturale sau artificiale care acționează

concomitent pentru realizarea unui obiectiv comun, caracterizat de două tipuri de mărimi: cauză și

efect. Deasemea acesta cuprinde procesul supus automatizării cât şi mijloacele tehnice ce asigură

automatizarea acestuia.

Un sistem automat prelucrează informațiile din proces, cât și programul impus pentru a

asigura evoluția dorită a procesului (buclă închisă de reglare).

yr = referința ε = eroare u = comanda m = execuție v = perturbațiez = ieșire y = măsura RA = regulator automat EE = element de execuțieP = proces T = traductor

Matei Alexandra, gr. 746, IPA-ISBLucrarea 1

Fig 1. Schema bloc detaliată a unui SRA cu reglare după efect

R – Regulator EE – Element de execuție T – Traductor P – Proces

r – referință c – comandă u – mărime de execuțiem – măsură y – ieșire v1, v2 – perturbații

Fig 2. Schema bloc detaliată a unui SRA cu reglare după cauză

R – Regulator EE – Element de execuție T – Traductor P – Proces

r – referință c – comandă u – mărime de execuțiem – măsură y – ieșire v1, v2 – perturbații

Caracterizarea elementelor unui sistem de reglare automată:

Elementul de comparaţie (EC) are rolul de a compara permanent mărimea de ieşire a

instalaţiei tehnologice cu o mărime de acelaşi fel cu valoare prescrisă (considerată

constantă), rezultatul comparaţiei fiind semnalul de eroare ε.

Matei Alexandra, gr. 746, IPA-ISBLucrarea 1

Regulatorul automat (RA) are rolul de a efectua anumite operaţii asupra mărimii ε primită la

intrare, respectiv are rolul de a prelucra această mărime după o anumită lege, numită lege de

reglare, rezultatul fiind mărimea Xc aplicată ca mărime de comandă elementului de execuţie.

Elementul de execuţie (EE) are rolul de a interveni în funcţionarea instalaţiei tehnologice

pentru corectarea parametrilor reglaţi conform mărimii de comandă transmise de RA.

Instalaţia tehnologică (IT) este în cazul general un sistem supus unor acţiuni externe numite

perturbaţii şi acţiunii comenzii generate de RA a cărui mărime de ieşire este astfel reglată

conform unui program prescris.

Traductorul (T) este instalat pe bucla de reacţie negativă are rolul de a transforma mărimea

de ieşire a IT de regulă într-un semnal electric aplicat EC.

Pentru realizarea tuturor acestor funcții SRA trebuie să satisfacă anumite cerințe. În primul

rând, ele fie să aibă o structură închisă, în care parametrul principal de ieșire y(t), măsurat cu

ajutorul unui traductor (T), se aduce printr-un circuit de reacție negativă UR(t) la

intrarea regulatorului (R), unde se compară cu parametrul de referință (prescriere) de la intrare UI(t)

, impus de un element de prescriere (EP) . Datorită reacției negative, numai în regimuri dinamice

poate apărea o abatere (eroare) Uε(t)=UI(t) - UR(t) relativ mare, deoarece în regim staționar această

eroare, fiind prelucrată continuu de regulator, amplificată de amplificator (A), pune astfel în

funcțiune elementul de execuție (EE) și organul de lucru (OL), încât sistemul este adus la starea de

echilibru, când Uε(t)≈0. În procesele tehnologice industriale în calitate de mărime de ieșire y(t)

poate fi presiunea, debitul sau temperatura unui lichid sau gaz, iar ca element de execuție și organ

de lucru - electromagnetul unui ventil sau servomotorul unui robinet din conducta de transportare a

lichidului.

Descrierea mediului de simulare

MATLab® (Matrix laboratory) este limbajul de nivel înalt şi mediu interactiv folosit de

milioane de ingineri şi oameni de ştiinţă din întreaga lume. Acesta ne permite să exploram si să

vizualizam idei şi să colaboram în mai multe discipline, inclusiv de procesare a imaginii, de

comunicaţii, sisteme de control şi finanţe de calcul.

Matei Alexandra, gr. 746, IPA-ISBLucrarea 1

În mediul MATLAB am utilizat SIMULINK pentru modelarea unui Sistem de reglare

automat. Ca extensie opţională a pachetului de programe MATLAB, SIMULINK oferă o interfaţă

grafică cu utilizatorul pentru realizarea modelelor sistemelor dinamice reprezentate în schema bloc.

O bibliotecă vastă, cuprinzând cele mai diferite blocuri stă la dispoziţia utilizatorului. Aceasta

permite modelarea rapidă și clară a sistemelor, fără a fi necesară scrierea măcar a unui rând de cod

de simulare.

Modelele realizate sunt de natură grafică, iar pe lângă numeroase alte avantaje SIMULINK

oferă și posibilitatea de documentare și de tipărire a rezultatelor la imprimantă. Rezultatele

simulării unui sistem pot fi urmărite chiar în timp ce se desfășoară simularea, pe un osciloscop

reprezentat într-o fereastră a ecranului.

Aplicaţia de labolator

Matei Alexandra, gr. 746, IPA-ISBLucrarea 1

Figura 2. Structura SRA de reglare în cascadă

Rezultate obţinute

Vizualizarea răspunsului modelului SRA Vizualizarea răspunsului modelului SRA

după debit după temperatură

Concluzie

Cu ajutorul sistemului de reglare automată am realizat o umplere constantă fără erori, cu un efort fizic redus, minimizând eventualele pierderi.