Il controllo automatico

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1 Il controllo automatico

2 Qualche definizione Comando: Azione volta ad ottenere un determinato effetto Controllo: Azione rivolta a verificare la presenza dell effetto desiderato Regolazione: Azione rivolta ad ottenere prefissati valori delle specifiche grandezze caratteristiche di un processo

3 Processo regolato automaticamente Un processo si dice regolato automaticamente quando esiste un sistema che svolge un insieme di funzioni rivolte a determinare il valore di una o più grandezze fisiche, caratteristiche del processo, e ad agire su di esso in modo da far assumere a tali grandezze valori prefissati costanti che si dicono di riferimento

4 Processo controllato automaticamente Un processo si dice controllato automaticamente quando il suddetto sistema agisce in modo tale da far assumere a tali grandezze valori variabili nel tempo secondo leggi prefissate

5 Sistema di regolazione e sistema di controllo L insieme delle apparecchiature, in grado di funzionare nel modo descritto dalle due definizioni, prende rispettivamente il nome di sistema di regolazione e sistema di controllo

6 Un esempio Consideriamo un motore elettrico la cui velocità di rotazione sia variabile in funzione della coppia resistente, della tensione di alimentazione e della resistenza di un reostato. Facendo in modo che la velocità del motore 1. resti costante effettuiamo la regolazione del motore; 2. vari secondo una legge prestabilita realizziamo il controllo del motore.

7 Sistema controllato e grandezza controllata Sistema controllato: insieme di tutte le apparecchiature il cui funzionamento è condizionato dai comandi inviati dal sistema di controllo Grandezza controllata: grandezza fisica caratteristica del processo sulla quale vengono eseguite quelle operazioni di misura e di controllo dalle quali dipende il buon funzionamento del processo

8 Valore di reazione e valore di riferimento Valore di reazione: valore effettivamente assunto dalla grandezza controllata Valore di riferimento: valore desiderato per la grandezza controllata Errore: differenza fra valore di riferimento e quello di reazione

9 Disturbi Parametri non controllabili a cui si deve la differenza fra valore di riferimento e valore di reazione ossia ai quali si deve l errore.

10 Esempio: forno a tunnel per la cottura della resina termoindurente. Il controllo avviene per mezzo di un reostato (R ) che variando la tensione di alimentazione del motore (M) e quindi variandone la velocità, stabilisce il tempo di permanenza dei pezzi nel forno. Processo controllato: cottura della resina Sistema di controllo: regolatore di tensione del motore Grandezza controllata: tempo di cottura Valore di riferimento (tempo teorico di permanenza nel forno): dipende dal tipo di resina Valore di reazione (tempo effettivo di permanenza nel forno): dipende oltre che dalla velocità di rotazione del motore, dal numero di pezzi contemporaneamente presenti sul nastro, usura dei cuscinetti di supporto dell albero motore. Questi ultimi fanno variare la coppia resistente applicata al motore e quindi, a parità di tensione, la velocità di traslazione del nastro e quindi il tempo di cottura. Per il sistema di controllo costituiscono un disturbo.

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12 Esempio: Sistema di controllo della temperatura

13 Quali sono le funzioni che deve svolgere un controllo automatico? 1. Acquisizione dei dati del processo: misurazione dei valori istantanei delle grandezze caratteristiche del processo; 2. Trattamento dei dati di ingresso per renderli compatibili con l apparecchiatura che li deve elaborare 3. Elaborazione dei dati acquisiti per consentire al sistema di controllo di assumere decisioni in merito alle azioni da intraprendere, ovvero ai comandi da inviare agli attuatori 4. Trattamento dei dati in uscita per renderli compatibili con il gruppo di attuazione che li deve intrerpretare 5. Invio dei comandi agli attuatori che agiscono sul processo 6. Esecuzione dei comandi da parte degli attuatori in modo tale che il sistema di controllo possa intervenire sul processo

14 Schema di funzionamento di un generico sistema di controllo Trattamento dati (out) Elaborazione dati Trattamento dati (in) Attuazione comandi PROCESSO Acquisizione dati

15 Unità di Trattamento dati Unità di Elaborazione dati Unità di Trattamento dati Attuatori Campo Trasduttori di misura Sistema di attuazione Sistema di elaborazione Campo Sistema di misurazione

16 Come avviene l acquisizione dei dati dal campo? Per acquisire i dati dal campo vengono utilizzati i trasduttori dei misura ossia dei dispositivi elettronici in grado di trasformare una qualsiasi grandezza fisica in u un segnale di tipo elettrico ( resistenza, tensione o segnale digitale)

17 Temperatura Termistore Resistenza Temperatura Termocoppia Tensione Velocità di rotazione Dinamo tachimetrica Tensione Posizione angolare Posizione angolare Potenziometro Encoder Tensione Segnale digitale

18 Compito dell unità di elaborazione Effettua il confronto tra i valori di reazione misurati sul campo dai trasduttori e quelli di riferimento inseriti dall operatore delle grandezze da controllare per prendere le decisioni necessarie a eliminare eventuali errori; tali decisioni consistono nell invio di opportuni segnali di comando all indirizzo degli attuatori. In altri termini l unità di elaborazione reagisce al segnale d errore correggendolo o mantenendolo entro limiti prefissati. Gli errori sono dati dalla differenza tra i valori di riferimento e quelli di reazione e sono procurati dai disturbi.