02 Nivåregulering-2

Nivåregulering med frekvensomformer, asynkronmotor og pumpe.

Figuren over viser en enkel nivåregulering der vi benytter frekvensomformer, asynkronmotor og pumpe som pådragsorgan.

Reguleringssløyfen virker slik:

Det som reguleres er veskenivået i den øvre tanken. For å måle nivået så benyttes det en DP celle. Denne er merket "LT".

LT står for Level Transmitter. Level transmitter sender et elektrisk signal til en regulator, LIC som forteller om hva er-verdien

er, eller med andre ord om nivået i tenken. Signalet ut i fra LT vil kunne variere fra 0 til 24 mA, avhengig av nivået i tanken.

Regulatoren sammenlikner er-verdien med en ønsket skal-verdi. Ved å trekke i fra er-verdien fra skal verdien, så regner

regulatoren ut reguleringsavviket. Dette reguleringsavviket bruker så regulatoren som grunnlag for å utføre noen matematiske

beregninger i forhold til reguleringsavviket, som kan inbefatte en proporsjonalfaktor, en Integralfaktor og en derivasjonsfaktor.

Vi snakker da om PID regulering.

P-funksjonen er på mange måter regulatorens "grunnfunksjon". Denne medfører at endringen i pådrag skjer proporsjonalt

med reguleringsavviket. I+funksjonen virker over tid og tar vekk "stasjonært avvik", slik at reguleringen blir mer nøyaktig.

D-funksjonen kan medføre at reguleringssløyfen regulerer hurtigere.

En problemstilling i forbindelse med reguleringssløyfer er imidlertid stabilitet, det vil si at reguleringssløyfa kan komme til

å begynne å svinge i nivå. Nivået i det øverste karer ligger med andre ord ikke stabilt, men det svinger opp og ned.

Både for kraftig virkning av P-funksjonen, I-funksjonen og D-funksjonen kan medføre ustabilitet i sløyfa. Andre faktorer som

har betydningen for stabilitet eller ustabilitet er prosessens tidskonstant og hvis det finnes "dødtider" i reguleringssløyfa.

Prosessens tidskonstant vil blant annet avhenge av diameteren på tanken og kapasiteten til pumpa og rørsystemet, med andre

hvor hurtig det er mulig å fylle tanken.

Etter at Regulatoren LIC har regnet ut riktig pådragssignal, så sendes dette til frekvensomformeren. Frekvensomformeren

og asynkronmotoren sørger så for å kjøre pumpa med det riktige turtallet.

Eksempel:

Tanken har 50 % nivå. Skal verdien er også stillt inn på 50 % og reguleringsavviket er 0 mm vannsøyle.

Så gir vi den håndstyrte ventilen en ekstra økt åpning slik at nivået i den øvre tanken begynner å minke. Dette senser

DP cella eller LT level transmitter og sender beskjed til regulatoren om at nivået synker. Regulatoren regner på basis

av dette ut et nytt pådragssignal og sender dette til frekvensomformeren. Frekvensomformeren øker pumpas turtall

og nivået stiger opp til det som tilsvarer skal-verdien igjen. I dette tilfellet så vil dette si 50 %.

Sløyfemodell:

Virkemåten til regueringssløyfa kan også beskrives med en teoretisk sløyfemodell:

(Klikk på figuren for å se den tydelig.)

Blokkskjema, enkel nivåregulering: