Что такое релейный регулятор. Как работает релейный регулятор. Какие бывают виды релейных регуляторов. Где применяются релейные регуляторы в системах автоматизации. Каковы преимущества и недостатки релейных регуляторов.
Что такое релейный регулятор и как он работает
Релейный регулятор — это устройство автоматического управления, которое изменяет управляющее воздействие на объект регулирования скачкообразно при достижении регулируемой величиной заданных пороговых значений. Принцип работы релейного регулятора основан на дискретном изменении выходного сигнала при переходе входного сигнала через определенные уровни.
Основные элементы релейного регулятора:
- Измерительный элемент — измеряет текущее значение регулируемого параметра
- Задающее устройство — задает требуемое значение регулируемого параметра
- Релейный элемент — сравнивает измеренное и заданное значения и формирует дискретный выходной сигнал
- Исполнительный механизм — воздействует на объект регулирования
При отклонении регулируемой величины от заданного значения релейный элемент скачкообразно изменяет выходной сигнал, который через исполнительный механизм воздействует на объект регулирования, стремясь вернуть регулируемую величину к заданному значению.
Основные виды релейных регуляторов
По количеству положений выходного сигнала различают следующие виды релейных регуляторов:
Двухпозиционный релейный регулятор
Имеет два фиксированных положения выходного сигнала — «включено» и «выключено». Простейший пример — термостат в холодильнике, который включает и выключает компрессор при достижении верхней и нижней границы температуры.
Трехпозиционный релейный регулятор
Имеет три фиксированных положения выходного сигнала. Например, при регулировании расхода жидкости с помощью задвижки: «открыть», «закрыть», «стоп».
Многопозиционный релейный регулятор
Имеет более трех фиксированных положений выходного сигнала. Позволяет более плавно регулировать параметр за счет большего количества ступеней регулирования.
Области применения релейных регуляторов
Релейные регуляторы широко применяются в различных системах автоматизации благодаря своей простоте и надежности:
- Регулирование температуры (термостаты, кондиционеры, холодильные установки)
- Регулирование давления (компрессорные станции, пневматические системы)
- Регулирование уровня жидкости (насосные станции, резервуары)
- Регулирование освещения (системы управления освещением)
- Регулирование влажности (системы вентиляции и кондиционирования)
Преимущества и недостатки релейных регуляторов
Основные преимущества релейных регуляторов:
- Простота конструкции и настройки
- Высокая надежность
- Низкая стоимость
- Высокое быстродействие
Основные недостатки:
- Колебательный характер переходного процесса
- Наличие статической ошибки регулирования
- Невозможность точного поддержания заданного значения
Применение релейных регуляторов в системах умного дома
В современных системах домашней автоматизации релейные регуляторы активно используются для управления различными устройствами и системами:
- Управление освещением — включение/выключение света по расписанию или при срабатывании датчиков движения
- Климат-контроль — управление отоплением, кондиционированием, вентиляцией
- Управление шторами и жалюзи — автоматическое открытие/закрытие в зависимости от освещенности
- Управление поливом — включение полива газона по расписанию с учетом влажности почвы
- Управление электроприборами — включение/выключение бытовой техники по расписанию
Настройка релейных регуляторов
При настройке релейных регуляторов важно правильно выбрать следующие параметры:
- Зона нечувствительности — диапазон значений регулируемой величины, в котором не происходит переключения
- Гистерезис — разность между значениями регулируемой величины при включении и выключении
- Время задержки переключения — для исключения ложных срабатываний
Правильная настройка этих параметров позволяет добиться оптимального качества регулирования и избежать частых переключений исполнительного механизма.
Современные тенденции в развитии релейных регуляторов
Основные направления совершенствования релейных регуляторов:
- Применение микропроцессорных систем управления
- Реализация сложных алгоритмов регулирования
- Интеграция в системы IoT и умного дома
- Использование беспроводных технологий передачи данных
- Повышение энергоэффективности
Современные релейные регуляторы становятся все более интеллектуальными устройствами, способными адаптироваться к изменяющимся условиям и оптимизировать свою работу.
TRIK Studio: релейный регулятор
Робототехника ← →
27.09.2018
В самом простом случае для коррекции траектории движения модели вдоль линии используется релейный регулятор. Проще всего запрограммировать двухпозиционный релейный регулятор, но использование многопозиционного варианта даст ощутимые преимущества..
Релейный регулятор изменяет управляемое воздействие на систему скачком при прохождении регулируемой величины через пороговые значения. Релейный регулятор нашёл применение, например, в электрическом утюге. В терморегуляторе утюга используется биметаллическая пластина, которая обладает свойством изгибаться в одном направлении под действием повышенной температуры. В условиях нормальной температуры пластина находится в недеформированном ровном состоянии, при котором электрические контакты замкнуты. В процессе нагревания пластина начинает изгибаться, а при достижении температуры порогового значения величина изгиба становится такой, что приводит к размыканию электрической цепи.
Преимуществом релейного регулятора является простота его реализации, недостаток — управляющее воздействие не учитывает величину отклонения измеряемого значения от порогового.
В нашем случае при движении тележки по линии датчик света измеряет интенсивность отраженного от поверхности света. Диапазон значений датчика света от 0 (чёрное) до 100 (белое). Если нарисовать чёрную линию на белом фоне, то кажется, что края линии имеют черный цвет, но для датчика света она представляет собой градиент из оттенков серого цвета, интенсивность отражения которых лежит между 0 и 100. При использовании двухпозиционного релейного регулятора в качестве границы серого выбирают среднее значение диапазона после калибровки. Если текущее значение датчика света больше значения границы серого, то нужно тележку повернуть в одну сторону (в сторону линии), если меньше — в другую (в сторону от линии).
Траектория движения датчика света лежит вдоль одной из границ линии — нижней или верхней. Вся линия не используется по причине сложности определения положения датчика относительно центра линии. При определённых условиях можно для движения использовать всю ширину линии, но это приведёт к весьма сложной программе и потере простоты реализации, что является основным преимуществом релейных регуляторов.
Ниже показана базовая программа двухпозиционного релейного регулятора.
В переменной grey задаётся значение яркости границы, которое затем в цикле сравнивается с текущим значением датчика света, подключенного к порту A1 на панели настройки сенсоров. При помощи переменной side задаётся сторона линии, вдоль которой будет происходить перемещение датчика.
Создайте на поле имитации линию максимально возможной толщины и установите тележку так, чтобы датчик располагался над линией.
После запуска программы датчик будет ориентироваться по верхней границе линии. После изменения значение переменной side = 1 датчик света будет перемещаться вдоль верхней границы линии. Значение переменно side удобно привязать к кнопкам контроллера. Тогда не придётся изменять программу для выбора стороны движения согласно условиям соревнования.
Величина задержки таймера определяет скорость опроса датчика света. Слишком большая задержка может привести к потере линии. Тележка на белом поле всегда поворачивается в одну сторону, и этот поворот будет происходить в сторону линии только при положении датчика с определённой стороны линии.
Изменение величины скорости v2 влияет как на плавность поворотов, так и на надёжность движения тележки по линии. Чем больше значение этой скорости, тем более резкие повороты будет совершать тележка. Для увеличения скорости тележки значение v2 нужно уменьшить, но на резких поворотах трассы может произойти потеря линии.
Диаграммы имеют свойство быстро усложняться и вскоре в мешанине стрелок и пиктограмм будет непросто разобраться.
Ниже показан пример подпрограммы с переменными для блока моторов.
Изначально датчик света стоит на тележке по центру. При движении вдоль нижней границы линии сдвиньте датчик вниз до линии прямолинейного движения правого колеса. Тележка станет двигаться ровнее, но пройдёт большее расстояние. Сдвиньте датчик на линию движения левого колеса для сравнения результатов.
Для увеличения скорости на прямолинейных участках в программу нужно ввести ещё одно граничное условие, которое позволит использовать прямолинейное движение тележки. Для определения границ полосы, в пределах которой будет осуществляться это движение, произведём нормализацию значений освещенности. Датчик света выдаёт значения от 0 до 100 единиц, но на практике диапазон освещённости меньше, особенно в случае использования цветной линии. Для надёжного обнаружения поля и линии следует расширить полученный диапазон до диапазона от 0 до 100 по формуле:
x2 = (x1 - нижняя граница1)*100/(верхняя граница1 - нижняя граница1)
Предположим, при калибровке для нижней границы диапазона было получено значение 20, а для верхней — 70, тогда значение x1 = 30 в диапазоне от 0 до 100 будет равно 20 = (30-20)*100/(70-20).
Выберем для прямолинейного движения интервал значений яркости от 50 до 80. Алгоритм движения тележки в этом случае будет таким:
Если sensor > 80
повернуть к линии
Иначе если sensor > 50
двигаться прямо
Иначе
повернуть от линииЭто алгоритм трёхпозиционного релейного регулятора. В целях упрощения программы в ней не используется смена стороны лини, калибровка и нормализация. Если вам потребуется нормализация, то вместо переменной sensorA1 нужно задать формулу (sensorA1 — min)*100/(max-min). Значения переменных min и max можно получить в процессе калибровки так: сначала установите датчик света тележки на центр линии и при нажатии на кнопку запишите значение в переменную min, затем установите датчик света над белым фоном и при нажатии на другую кнопку запишите значение в переменную max.
Чем шире диапазон освещённости для прямолинейного движения, тем большее количество времени тележка будет двигаться прямолинейно, но вместе с этим увеличивается вероятность потери линии на крутых участках.
Скорость второго мотора при прямолинейном движении указана v-10 для моделирования ситуации увода устройства с линии.
Значения всех параметров, влияющих на движение устройства по линии, на практике подбираются опытным путём. Для получения лучших результатов они подбираются под конкретную трассу соревнований в ходе предварительных заездов, как это происходит на чемпионатах «Формулы-1». Для более точной настройки параметров в режиме отладки можно посмотреть график изменения контролируемой величины — значения датчика света, энкодеров и др.
Определить время прохождения трассы в ручную достаточно сложно. Но при помощи перекрёстка можно этот процесс автоматизировать, если старт производить от стартовой линии, а таймер выключать при пересечении модели финишного перекрёстка.
Для обнаружения перекрёстков обычно используют два и больше датчиков света, но четырёхсторонние пересечения можно обнаружить и с использование одного датчика. Алгоритм простой: если датчик обнаружит область темнее заданной границы чёрного, то это перекрёсток.
Для предотвращения повторных срабатываний используется защёлка flag. Подсчёт и вывод количества перекрёстков на дисплей контроллера происходит только при flag=false. Использование защёлки является альтернативой временному контролю, для которого может потребоваться создание дополнительного потока.
При прохождении перекрёстка датчик света заезжает на него. Попробуйте это объяснить.
Можно ли при помощи одного датчика реализовать проезд штрих-кода и инверсии? Теоретически это возможно при определённых условиях, но сложность программы ставит под вопрос практической целесообразности. Холодильник можно переместить на одноколёсной тачке, но это потребует использования дополнительные приспособлений и рациональнее сразу использовать четырёхколёсную тележку.
Потеря линии является весьма актуальным вопросом при использовании одного датчика света и этому вопросу стоит уделить отдельное внимание.
Робототехника ← →
Релейный регулятор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Cтраница 3
В релейных регуляторах имеется несколько положений, которые может занимать регулирующий орган, или же несколько скоростей, с которыми он может перемещаться.
В зависимости от отклонения регулируемой величины регулирующий орган занимает одно из этих фиксированных положений или перемещается с одной из фиксированных скоростей.
[31]
В релейных регуляторах преобразователем непрерывных сигналов в дискретные служит релейный элемент, осуществляющий квантование по уровню. Выходная величина релейного элемента принимает два или три фиксированных уровня. К категории релейных регуляторов относят вибрационные, двухпозиционные, трехпозиционные, а также регуляторы с постоянной скоростью сервомотора. [32]
В релейном регуляторе изменения регулируемого параметра влияют лишь на знак регулирующего воздействия. Скорость и характер перемещения регулирующего органа постоянны. В зависимости от числа возможных положений регулирующего ор гана релейные регуляторы делятся на двух — и трехпозиционные. В двухпозиционных регуляторах регулирующий орган може занимать только два положения: открыто-закрыто, включено — выключено.
Примером служит регулирование температуры з термостате. Когда температура достигнет заданного диапазона, чувствительный элемент размыкает контакты, и нагревательный элемент выключается. У трехпозиционных регуляторов регулирующий орган может занимать и некоторое среднее положение. Например, при регулировании расхода жидкости с помощью системы, состоящей из сужающего устройства, диф манометр а, вторичного прибора с позиционным контактным устройством, машитииго пускателя и регулирующей задвижки с электроприводом, шибер задвижки может занимать любое положение. Контактное устройство вторичного прибора состоит из трех пар контактов, замыкающихся: первая — при снижении расхода ниже заданного значения, вторая — при превышении задания и третья — — при соответствии текущего значения расхода заданной величине. При замкнутой третьей паре контактов привод задвижки выключен, и подается сигнал Норма. Таким образом, регулирующий орган может быть остановлен в любом положении в момент, когда входной сигнал принимает заданное значение.
[33]
ТКЕ имеют релейный регулятор температуры с обратной связью и задающим устройством. TKW снабжены электронным регулятором температуры с двумя задающими устройствами, регистрирующим прибором и контактными часами. [34]
Рассмотрим действие релейного регулятора. Чувствительный элемент и преобразователь, состоящие из термометра сопротивления 1 и мостовой схемы 2, преобразуют тепловой сигнал ( отклонение температуры в от номинального значения) в электрический, который может быть оценен силой тока, возникающей в диагонали моста. [35]
Принципиальная схема релейного регулятора с импульсной коррекцией [3] для регулирования температуры показана на фиг. Регулятор состоит из измерительного моста, электронного усилителя, узла импульсной коррекции и выходного реле с ртутными контактами. [36]
Для линеаризации релейного регулятора обратная связь компенсирует входной сигнал таким образом, чтобы сигнал перед релейным элементом был постоянно близок к его зоне нечувствительности.
Выбеги в регуляторах с обратной связью по положению выходного вала приводят к перекомпенсации входного сигнала сигналом обратной связи, что может стать причиной автоколебаний во внутреннем контуре регулятора. Автоколебания особенно нежелательны в электрических регуляторах, ибо приводят к быстрому износу редукторных передач. Электродвигатели также обычно не рассчитываются на частый реверсивный режим, так как они допускают определенное число включений в единицу времени. В большинстве случаев автоколебания неблагоприятно сказываются на регулирующем органе и регулируемом объекте. Это вызывает существенное ограничение снизу в диапазоне изменения коэффициента пропорциональности регулятора.
[37]
Динамические характеристики релейных регуляторов могут быть несколько улучшены путем видоизменения в схемах обратной связи. Ниже мы рассмотрим некоторые из этих схем и получим уравнения для расчета характеристик этих регуляторов. [38]
Схема релейного регулятора.
[39] |
К группе релейных регуляторов следует также отнести позиционные регуляторы. На рис. 3, г показан график изменения регулирующего воздействия двухпозиционного регулятора. [40]
Рассмотрим работу релейного регулятора температуры ( при элект-эообогреве), устроенного по следующей простейшей схеме: биметалли — еская пластинка служит воспринимающим блоком и в зависимости зт температуры включает или выключает цепь питания электронагре-за. Допустим, что из-за разбаланса тепла на объекте температура отклонилась от заданной в сторону уменьшения. [41]
Блок управления релейного регулятора типа БУ21 применяется в качество устройства, обеспечивающего ручное управление нагрузкой регулирующего блока, а также безударное переключение с автоматического управления на ручное и обратно. [42]
Рассмотрим работу релейного регулятора температуры ( при электрообогреве), устроенного по следующей простейшей схеме: биметаллическая пластинка служит пусковым воспринимающим элементом и в зависимости от температуры включает или выключает цепь питания электронагрева.
Допустим, что температура отклонилась от заданной в сторону уменьшения.
[43]
При несимметричной характеристике релейного регулятора период колебаний увеличивается; так, при хп 0 и ха Ф 0 или при ха — 0 и хн ф 0 период колебаний равен бесконечности. Фактически при этом никаких автоколебаний возникать в системе не будет, так как при отсутствии возмущающих воздействий на систему регулируемая величина будет асимптотически приближаться к ее заданному значению х0 или хн. [44]
Характеристики линейных частей релейных регуляторов определяются, свойствами дифференциальных уравнений, описывающих их переходные процессы. [45]
Страницы: 1 2 3 4
Контроллер реле — ПРАВАЯ СТЕНКА
Версия 1.0.6 — выпущено 17 октября 2022 г. Это позволит вам включать и выключать питание подключенного оборудования (например, освещения, вентиляторов, двигателей и т. д.) по расписанию. ВАЖНО: Приложение Relay Controller поддерживает только релейные платы, совместимые с USB HID . При подключении эти платы автоматически распознаются Windows как USB-устройство и не требуют установки каких-либо драйверов. |
ПК, ноутбук или планшет. Щелкните здесь , чтобы узнать о типичном поставщике совместимых релейных плат USB HID.Приложение может изменять состояние включения/выключения каждого из переключателей реле при соблюдении следующих комбинаций условий (триггеров):
- определенное время суток
- определенные дни недели, отдельные дни или все дни
- определенные даты года.
Вы также можете:
- добавить последовательность команд для каждого переключателя, которая будет выполняться во время каждого триггерного события, чтобы обеспечить комбинации последовательностей включения, выключения, задержки и повторения команд.
- назначьте клавишу клавиатуры для каждого переключателя, чтобы вы могли включать и выключать переключатели в любое время, нажимая клавиши на клавиатуре.
Видеодемонстрация приложения Relay Controller
Нажмите эту кнопку, чтобы загрузить последнюю версию приложения Relay Controller: | Скачать |
Обратите внимание, что приложение будет работать в ознакомительном режиме, пока вы не купите код продукта. В ознакомительном режиме приложение полностью функционально, что позволяет вам протестировать его, но окно сообщения будет появляться в произвольное время. Это приостановит работу приложения, пока вы не нажмете на окно сообщения, чтобы удалить его.
Нажмите эту кнопку, чтобы купить код продукта, который вы можете ввести в приложение Relay Controller, чтобы удалить режим оценки: | КУПИТЬ КОД ПРОДУКТА Цена: $29 |
Обратите внимание, что после записи обучающего видео (выше) приложение Relay Controller было усовершенствовано и теперь имеет дополнительные функции, которые не показаны в видео.
В примечаниях к выпуску ниже представлен список новых функций, и вы можете найти информацию о том, как использовать все функции, в Руководстве пользователя в формате PDF, доступном с помощью кнопки «Справка» в самом приложении.
Контроллер реле — Выпуск Примечания
1.0.6 — 17/10/22- Добавить ВКЛ/OFF и Toggle . the ‘Switch state’ display
- Add the Watchdog feature
- Add the Keyboard hook feature
- Исправление: предотвращение сбоя приложения, если плата не подключена и приложение пытается выполнить команду переключения
- Добавлена возможность запуска файла расписания одного триггера в качестве параметра командной строки. Это приведет к тому, что контроллер ретрансляции загрузит и запустит расписание, а затем закроется сразу после завершения расписания. Это полезно, когда вы хотите управлять переключателями реле из командной строки Windows или из других приложений.
Это приведет к тому, что контроллер ретрансляции загрузит и запустит расписание, а затем закроется сразу после завершения расписания. Это полезно, когда вы хотите управлять переключателями реле из командной строки Windows или из других приложений.- Added the ‘ Switch Toggle Keys ‘ feature
v1.0.0 — 26/03/21
- First release
Принимаем: |
Вы будете покупать программное обеспечение приложения у наших партнеров по хостингу 2checkout , которые предоставляют надежную, безопасную и надежную платформу электронной коммерции для продажи программных продуктов в Интернете. |
Ваши личные данные и платежные данные на 100% безопасны, так как 2checkout соответствует всем последним стандартам онлайн-безопасности.КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ — Автоматизация умного дома
32-канальная плата релейного контроллера — KC868-h42B Pro
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ от администратора
это мощная 32-канальная плата релейного контроллера, имеет 32-канальный релейный выход, 6 цифровых входных портов, модуль ethernet + Tuya WiFi + ESP32, работает с интернетом или без интернета.…
локальный сервер домашней автоматизации – KC868-Server
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ By admin
KC868-Server — суперинтеллектуальный контроллер для автоматизации умного дома и управления промышленной автоматикой. Интеллектуальный контроллер KC868-Server поддерживает выход MOSFET, а настенный выключатель подключается к нему напрямую.
Также есть аналог…
Интеллектуальный контроллер удлинителя для стойки — KC868-1U-8
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ By admin
Мы разработали контроллер Smart Rack Power Strip – KC868-1U-8 на основе интеллектуального контроллера реле KC868-H8B. поэтому функция такая же, как у KC868-H8B. KC868-1U-8 — 8-канальный релейный выход, используйте…
ARDUINO ESP32 8-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ РЕЛЕ – KC868-A8
ESP32 ДОМАШНЯЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ, РЕЛЕ КОНТРОЛЛЕРАвтор:
Интеллектуальный контроллер KC868-A8, множество аппаратных ресурсов для использования, вы можете написать любой код с помощью Arduino IDE в модуль ESP32 Wi-Fi/Bluetooth/Ethernet. Мы предоставим демонстрационный код для разных…
32-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ETHERNET WIFI MQTT DI/DO – KC868-h42BS
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ от admin
Мы улучшили модуль реле ethernet wifi — KC868-h42BS для автоматизации умного дома своими руками.
Теперь интеллектуальный контроллер KC868-h42BS поддерживает выход MOSFET, а настенный выключатель подключается к нему напрямую. отлично подходит для…
4-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ РЕЛЕ ARDUINO ESP32 — KC868-A4
ESP32 ДОМАШНЯЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ, РЕЛЕ КОНТРОЛЛЕРАвтор:
Интеллектуальный контроллер KC868-A4, множество аппаратных ресурсов для использования, вы можете написать любой код с помощью Arduino IDE для модуля Wi-Fi/Bluetooth ESP32. Мы предоставим демонстрационный код для разных…
2-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ РЕЛЕ ETHERNET WIFI — KC868-h3B
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕОт admin
Мы улучшили модуль реле Ethernet Wi-Fi — KC868-h3B для автоматизации умного дома своими руками. 1: Оба имеют порт Ethernet и порт WiFi. 2: Ethernet и WiFi работают одновременно, вы…
4-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ РЕЛЕ ETHERNET WIFI — KC868-h5B
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕОт admin
Мы улучшили модуль реле ethernet wifi — KC868-h5B для автоматизации умного дома своими руками. 1: Оба имеют порт Ethernet и порт WiFi. 2: Ethernet и WiFi работают одновременно, вы…
8-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ РЕЛЕ ETHERNET WIFI — KC868-H8B
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ от admin
Мы улучшили релейный модуль Ethernet Wi-Fi — KC868-H8B для автоматизации умного дома своими руками. 1: Оба имеют порт Ethernet и порт WiFi. 2: Ethernet и WiFi работают одновременно, вы…
16-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ РЕЛЕ ETHERNET WIFI — KC868-h26B
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ от admin
Мы улучшили модуль реле ethernet wifi — KC868-h26B для автоматизации умного дома своими руками. 1: Оба имеют порт Ethernet и порт WiFi. 2: Ethernet и WiFi работают одновременно, вы…
32-КАНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ РЕЛЕ ETHERNET WIFI MQTT — KC868-h42B
КОНТРОЛЛЕР РЕЛЕ от admin
