Säätöjen peruskäsitteet ja periaatteet parempaan hallintaan. BAFF-seminaari Olli Jalonen EVTEK 1

Transkriptio

1 Säätöjen peruskäsitteet ja periaatteet parempaan hallintaan Olli Jalonen EVTEK 1

2 Esityksen luonne Esitys on lyhyt perusasioiden mieleen - palautusjakso Esityksessä käsitellään prosessia säätöjärjestelmän osana Säädin ei kuulu tämän esityksen aiheisiin Olli Jalonen EVTEK 2

3 Käsiteltävät aiheet Terminologiaa ja määritelmiä Prosessin ominaisuudet Säätöventtiilin valintaperusteet Anturien sijoitus ja virhelähteet Piirrosmerkit Olli Jalonen EVTEK 3

4 Terminologiaa ja määritelmiä X = mittausarvo W = asetusarvo Y = toimisuure Z 1 = häiriö Z 2 = kuorma Kuva Siemens Building Automation Olli Jalonen EVTEK 4

5 Terminologiaa ja määritelmiä Prosesin ominaisuuksiin ja yleensä säätötekniikkaan liittyvä terminologia on virallisesti olemassa, mutta käytännön kielenkäytössä ainakin osa termeistä on vähän käytettyjä ja eri tavoin ymmärrettyjä, riippuen käyttäjästä ja toimintaympäristöstä. Olli Jalonen EVTEK 5

6 KÄSITTEITÄ JA MÄÄRITELMIÄ ( Lähde: LVI ) Anturi on ilmaisinlaite, joka tuntee prosessimuuttujan arvon ja antaa sen perusteella tietyn mitattavan lähtöarvon. Asetusarvo (tavoitearvo) on säätimeen asetettu, prosessin haluttua tilaa vastaava viesti tai osoitus. Erosuure on asetusarvon ja mittaussuureen erotus. Mittaussuure on prosessin mitattu tila. Ohjaussuure on säätimen lähtösuure. Olli Jalonen EVTEK 6

7 Suure on ominaisuus, jonka laatu voidaan tunnistaa ja määrä mitata. Suureita ovat esim. lämpötila, kosteus, paine ja ilmavirta. Säätöalgoritmi on joukko hyvin määriteltyjä sääntöjä, joilla ongelman ratkaisu löytyy äärellisellä askelmäärällä, esim.matemaattinen yhtälö tai yhtälöryhmä, useimmiten tietokoneohjelman muodossa Säätöpoikkeama on asetusarvon ja säädettävän suureen välinen ero annettuna hetkenä. Säädettävä suure on säädettävän järjestelmän lähtösuure. Säädettävää suuretta pyritään mittaustuloksen perusteella pitämään tietyssä, ennalta määrätyssä tavoitearvossa. Olli Jalonen EVTEK 7

8 Toimielin on se osa toimiyksiköstä, joka vaikuttaa toimisuureeseen, esim. venttiili. Toimilaite on se osa toimiyksiköstä, joka vaikuttaa toimielimeen, esim. venttiilimoottori Toimisuure on prosessin toimintaan vaikuttava neste-,, kaasu-,, sähkö- tai muu virta. Toimiyksikkö sisältää toimilaitteet ja toimielimen ja vaikuttaa toimisuureeseen esimerkiksi säätimeltä tulevan viestin suhteessa. Olli Jalonen EVTEK 8

9 Prosessin ominaisuudet Säädettävät järjestelmät luokitellaan yleensä seuraavasti 1. 0-kapasiteettiset järjestelmät viiveajalla tai ilman 2. 1-kapasiteettiset järjestelmät 3. 1-kapasiteettiset järjestelät, joissa kuollut aika 4. 2-tai useampikapasiteettiset järjestelmät, joita LVI-järjestelmät usemmiten ovat Olli Jalonen EVTEK 9

10 Prosessin ominaisuudet Esimerkiksi kahden vesivirran sekoittaminen kolmitieventtiilillä on 0-kapasiteettinen järjestelmä ilman viiveaikaa, jos mittaus tapahtuu välittömästi 3-tieventtiilin jälkeen. Olli Jalonen EVTEK 10

11 Prosessin ominaisuudet Prosessin ominaisuuksien arviointiin liittyvä terminologia Esimerkki 1-kapasiteettisesta järjestelämästä viiveajalla Olli Jalonen EVTEK 11

12 Prosessin ominaisuudet 2- ja usempikapasiteettiset järjestelmät,kuten esimerkiksi ilmastointikoneen prosessi, ovat varsin vaikeasti mallinnettavissa, mutta niihin voidaan soveltaa samoja periaatteita, kuin 1- kapasiteettiinkin järjestelmiin. Askelvastekokeen vaste on enemmän S-käyrän muotoinen ja käyrästä saatava aikavakio (kompensointiaika ) on määriteltävissä lähinnä kokeellisesti. Olli Jalonen EVTEK 12

13 Säätöventtiilin valintaperusteet Säätöventtiilin valintaperusteet LVI Vesipuolen venttiilimitoitus on nykyään aika hyvin hallinnassa. Ilmapuolella tulisi noudattaa samoja periaatteita auktoriteetin suhteen esimerkiksi sekoitussäädössä. Esimerkki säätöventtilien valinnasta Olli Jalonen EVTEK 13

14 Anturien sijoitus ja virhelähteet Jos mittauspisteestä ei saada luotettavaa tietoa on se turha mittauspiste. Anturin omat virhelähteet kuten hystereesi, epälineaarisuus jne ovat valmistajan murheita eivätkä ole LVI-tekniikassa oleellinen mittaus- tuloksen pilaaja. Anturin asennus, sijoitus ja virhelähteet Olli Jalonen EVTEK 14

15 Piirrosmerkit SFS 4103 Instrumentoinnin piirrosmerkit. Mittaus-,, ohjaus- ja säätötoimintojen perusmerkit on ollut pitkään olemassa ja koska parempaa- kaan ei ole esitetty niin olisi toivottavaa, että alalla käytettäisiin sitä yhtenäisesti. Esimerkkisäätökaavio Olli Jalonen EVTEK 15

16 Mistä tietoa lisää? SFS 5768 Ilmastointijärjestelmien säädöntoiminnalle asetettavat vaatimukset. Osa1. Vaatimukset. SFS 5769 Ilmastointijärjestelmien säädöntoiminnalle asetettavat vaatimukset.osa 1. Mittaukset. TalotekniikkaRYL 2002 Osa LVI-kortisto Sähkötietokortisto Olli Jalonen EVTEK 16

17 Mistä kiikastaa, mitä tarvitaan? Tietoa on Taitoa ja osaamista on Kuitenkin aina välillä perusasiatkin unohtuvat. Onko syynä aikapula vai mikä? Olli Jalonen EVTEK 17