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• Override control: es. serbatoio

• Override control: es. controllo forno

• Ratio control

• Altri schemi di ratio control

Override control

La tecnica override control (o constraint control) viene utilizzata principalmente come

strategia di protezione al fine di mantenere le variabili del processo entro limiti di sicurezza

(temperature, livelli...).

Tale tecnica differisce profondamente dall’interlock nella quale si spegne l’impianto in pre-

senza di malfunzionamenti di qualche apparecchiatura.

Si consideri, come primo esempio, un serbatoio alimentato da un liquido saturo ad elevata

temperatura. In condizioni di funzionamento normali, il livello del liquido è h (t); se il livello

1

dovesse scendere sotto la soglia di sicurezza h potrebbero sorgere problemi alla pompa a

2

valle del serbatoio.

Se il livello scende sotto h , il liquido potrebbe non avere più un sufficiente carico idraulico

2

netto all’aspirazione (NPSH – Net Positive Suction Head). In tali condizioni, e cioè se la

pressione del liquido in un dato punto scende al di sotto della tensione di vapore, il liquido

cavitazione

andrà in ebollizione, causando ovvie perturbazioni del circuito idraulico quali la

(fenomeno dannoso per il quale vengono a formarsi bolle di vapore).

Si deve quindi evitare, con un’opportuna azione di controllo, di arrivare a tale livello.

L. Lanari (Università di Roma “La Sapienza”) – Override & Ratio Control 1

Override control

Un primo schema di controllo è riportato in figura nel quale viene considerato solo un

controllo sul flusso in uscita (ad esempio per assicurare un flusso costante in ingresso a

valle del serbatoio stesso).

In • serbatoio con livello minimo h 2

• pompa a velocità variabile

SP con controllo del flusso

h in uscita

1 Rev

vel • azione del controllore (FIC20)

h FIC

2 di tipo reverse-action

20 (un aumento dell’ingresso –

F corrente – alla pompa ne

FT provoca un aumento della por-

20 tata; il controllore deve invece

Out agire in modo tale da ridurne

la portata)

Fig. 1 – Controllo di flusso in uscita

L. Lanari (Università di Roma “La Sapienza”) – Override & Ratio Control 2

Override control

Per poter assicurare che h non venga mai raggiunto, il livello del liquido nel serbatoio è

2

misurato e controllato. Si adotta lo schema riportato in figura.

In SP

h Dir

LT LC SP • (FC) controllo di portata

SP

` 20 20

h • (FT) trasduttore di portata

1 vel Rev

vel

h • (LT) trasduttore di livello

FC

LS

2 20 20 • (LC) controllo di livello

F • (LS) Low Selector

FT

RFB RFB • azione del controllore (LC20)

20 Out di tipo direct-action

Fig. 2 – Schema di override control

• In condizioni di funzionamento normali, il livello del liquido nel serbatoio è h (t) (> h )

1 2

e il controllore di livello cerca di aumentare la velocità della pompa mandando, ad

esempio, un segnale di controllo al selezionatore (Low Selector) (LS) pari a 100%.

Sempre in condizioni normali, il controllore di portata manda a (LS) un segnale pari,

ad esempio, a 75%. Il selezionatore sceglie il valore più basso. Pertanto in condizioni

normali agisce solo il controllore di portata (FC20).

L. Lanari (Università di Roma “La Sapienza”) – Override & Ratio Control 3

Override control

• Se, a causa di una diminuzione della portata in ingresso al serbatoio, il livello si abbassa

oltre il valore desiderato (SP ), il controllore di livello (LC20) manda un segnale tale

`

da ridurre la velocità della pompa (ma non viene preso in considerazione da (LS)).

• Man mano che il livello del liquido diminuisce, diminuisce anche il segnale inviato da

(LC20). Ad un certo punto tale valore sarà inferiore a quello fornito dal controllore di

portata (FC20) e il selezionatore sceglierà quello fornito da (LC20) (il più basso dei

due).

• In altri termini il controllore di livello prende il sopravvento (overrides).

• Quando il flusso in ingresso al serbatoio ritorna al suo valore normale o il controllore di

livello ha svolto la sua funzione, il livello risale oltre (SP), il controllore di livello riduce

la sua azione e (FC) ritorna a comandare la pompa.

• L’implementazione di tale tecnica avviene spesso tramite il RFB (Reset Feedback).

L. Lanari (Università di Roma “La Sapienza”) – Override & Ratio Control 4

Override control

controllore di livello controllore di flusso

(direct-acting) (reverse-acting)

e e +

+

+

+ vel vel SP

SP K K

LS

c c

- + + -

M

M %

% I

1 1

I flusso

1

+ ¿ 1

+ ¿

s s

livello I I

RFB

Fig. 3 – Schematizzazione del controllo override.

• In condizioni normali, l’uscita del controllore (FC) è, ad es. 75% e il livello è al di

sopra del valore desiderato SP . In tal caso il controllore di livello (LC20) aumenta

`

la sua uscita per svuotare il serbatoio. L’uscita del selezionatore è il segnale RFB ai

controllori e quindi il corrispondente segnale M vale anch’esso 75%.

I

• Sempre a regime, nel controllore di portata l’errore e è nullo e cosı̀ pure l’uscita del

controllore proporzionale K , mentre, essendo il livello nel serbatoio maggiore di (SP),

c

il controllore di livello (direct-action) fornisce in uscita al blocco proporzionale un valore

positivo (ad es. 10%). L’ingresso a (LS) da parte del controllore di livello sarà quindi

85%.

L. Lanari (Università di Roma “La Sapienza”) – Override & Ratio Control 5

Override control

• A fronte di una diminuzione del livello, l’uscita dal blocco proporzionale nel controllore di

livello diminuisce fino a diventare negativo e pertanto l’ingresso fornito al selezionatore

sarà inferiore a 75%, ad es. 74%.

• In questa situazione (LS) seleziona tale valore e il controllore di livello prende il so-

pravvento. Il valore 74% diventa anche il nuovo segnale RFB. Al diminuire della velocità

della pompa, l’errore per il controllore di portata diventa positivo (reverse-action) e il

controllore cerca di aumentare la velocità della pompa (senza riuscirci in quanto il se-

lezionatore ha dato la precedenza al controllore di livello). L’uscita del controllore di

portata sarà pari alla somma dell’uscita di (LS) e dell’errore proporzionale rilevato.

• Tale situazione permane fino a quando il livello non ritorna sopra il valore desiderato.

In generale più controllori possono fornire segnali al selezionatore (LS) come illustrato

nell’esempio successivo.

L. Lanari (Università di Roma “La Sapienza”) – Override & Ratio Control 6


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AUTORE

Atreyu

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria dei sistemi
SSD:
A.A.: 2009-2010

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Controllo dei processi e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Lanari Leonardo.

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