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2 – Elementi di un Loop

Il trasmettitore

L’elemento essenziale per tutto il loop di regolazione è il trasmettitore o elemento primario.

Questo sensore deve convertire un’unità fisica (temperatura , portata , pressione etc.) in una grandezza facilmente trasportabile a lunghe distanze e con una buona precisione.

Nella maggior parte dei casi lo standard di conversione è il 4-20mA .

Questo tipo di conversione consente di trasferire le informazioni a lunghe distanze , ha una buona immunità ai disturbi e la possibilità di verficare il funzionamento dell’elemento di misura in quanto il valore iniziale di lettura e di 4mA (invece di zero).

Il sensore deve avere anche delle buone caratteristiche meccaniche perchè di solito è a contatto con i fluidi, gas, solventi o altro che nel tempo tendono a modificarne le caratteristiche .

Un’altra caratteristica importante è la ripetibilità della misura entro le tolleranze dichiarate e la velocità di risposta.

Quest’ultima diventa essenziale quando la risposta del processo è molto veloce ed il tempo di ritardo introdotto dal sensore può aumentare considerevolmente il tempo morto globale del sistema.

A questo proposito l’istallazione meccanica del sensore stesso diventa di vitale importanza e deve soddisfare due ben precise esigenze.

La prima è la rappresentatività della variabile : il trasmettitore deve essere collocato in un punto dove esistano le condizioni più significative del processo stesso.

La seconda condizione è la riduzione del tempo morto : il sensore deve essere posizionato nel punto dove le variazioni possono essere rilevate nel più breve tempo possibile.

Il regolatore

Il regolatore è l’elemento responsabile del funzionamento di tutto il loop di regolazione.

Al regolatore giungono tutti i segnali, dal campo, dall’operatore o da sistemi remoti ed è in base all’elaborazione di questi (in base a dei parametri preimpostati) che si ottiene un segnale capace di controllare un processo .

Esistono diversi tipi di elaborazione dei segnali ed in base al tipo di elaborazione i regolatori ne prendono il nome , ad esempio:

regolatori di tipo ON/OFF, regolatori di tipo P.I.D., regolatori Fuzzy, ed altri ancora.

In ambito industriale sono comunemente utilizzati i regolatori di tipo ON/OFF e P.I.D. e Fuzzy-P.I.D.

La scelta del regolatore non è facile in quanto bisogna aver ben presenti le caratteristiche del processo da mettere sotto controllo.

Normalmente si utilizzano i regolatori ON/OFF come soglie di allarme o per regolazioni non critiche dove la precisione di regolazione non è fondamentale mentre vengono utilizzati i regolatori P.I.D. in tutti gli altri casi.

Esistono due gruppi di regolatori che sono: pneumatici ed elettrici. 

I regolatori pneumatici oggi vengono impiegati solo più in situazioni particolari come ad esempio le valvole di regolazione di pressione che hanno un regolatore integrato .

L’attuatore

L’attuatore è l’elemento nel loop di regolazione che riceve il segnale di uscita elaborato dal regolatore ed in base ad esso manipola la grandezza regolante in modo da apportare le opportune correzioni al processo .

In pratica è un organo capace di trasformare un segnale, di solito elettrico e di bassa potenza, in un segnale ad alta potenza o un movimento meccanico o altro ancora.

Nella maggioranza dei casi l’organo finale è costituito da una valvola ma potrebbe essere un contattore statico , un’inverter o qualunque altro elemento in grade di trasformare il segnale di regolazione in una grandezza fisica .

Anche in questo caso, come per il trasmettitore, la giusta scelta ed il corretto dimensionamento sono fondamentali per ottenere un Loop di controllo funzionale .

Per ottenere una buona ed efficente regolazione, si deve dimensionare un attuatore in modo da farlo lavorare in un campo che è compreso tra il 20% e l’ 80%.

Il superamento di questi limiti , rendono la regolazione critica e in alcuni casi impossibile.