Cos'è un sistema di controllo?

Un sistema di controllo è un insieme di dispositivi meccanici o elettronici che regola altri dispositivi o sistemi tramite circuiti di controllo. Tipicamente, i sistemi di controllo sono computerizzati.

I sistemi di controllo sono una parte centrale della produzione e della distribuzione in molti settori. La tecnologia di automazione gioca un ruolo importante in questi sistemi. I tipi di circuiti di controllo che regolano questi processi includono sistemi di controllo industriale, come controllo di supervisione e acquisizione dati, sistemi e sistemi di controllo distribuiti.

Come vengono utilizzati i sistemi di controllo?

I sistemi di controllo vengono utilizzati per migliorare la produzione, l'efficienza e la sicurezza in molti settori:

• Agricoltura.
• Impianti chimici.
• Cartiere e cartiere.
• Industriale e manifatturiero controllo qualità.
• Comandi di caldaia e operazioni di centrale elettrica.
• Controllo ambientale.
• Impianti per il trattamento delle acque e delle acque reflue.
• Cibo e lavorazione degli alimenti.
• Metallo e miniere.
• Produzione farmaceutica.
• Raffinazione dello zucchero.

I seguenti sono esempi specifici di dove i sistemi di controllo sono utilizzati nei processi industriali:

• Controlli di caldaie in impianti di riscaldamento e centrali elettriche.
• Monitoraggio della pipeline.
• Sistemi di distribuzione dell'acqua.
• Sistemi di trattamento delle acque reflue.
• Sistemi di distribuzione dell'energia elettrica.

Quali sono i principali tipi di sistemi di controllo?

Esistono due tipi di sistemi di controllo comunemente usati: sistemi a circuito aperto e sistemi a circuito chiuso.

Anello aperto

Questi sistemi di controllo funzionano con l'input umano. L'azione di controllo è indipendente dall'uscita. Nell'uso domestico, una lavatrice è un esempio di sistema a circuito aperto perché qualcuno deve effettuare selezioni tra le impostazioni per il suo funzionamento. Un sistema semaforico basato sul tempo è un esempio industriale di un sistema di controllo ad anello aperto, in cui gli ingegneri del traffico devono decidere i tempi per le luci di stop, go e attenzione.

Ciclo chiuso

Questi sistemi possono essere gestiti attivamente o impostati per funzionare autonomamente. Utilizzano segnali di feedback dal sistema per fornire il controllo automatico e mantenere impostazioni specifiche o uno stato desiderato senza intervento umano. Alcuni anelli di controllo possono essere commutati tra modalità chiusa e aperta. Quando è aperto, un loop commutabile viene controllato manualmente; quando è chiuso, può essere completamente automatizzato.

Un termostato è un esempio di un sistema a circuito chiuso. Accende e spegne un sistema di riscaldamento in base ai segnali che riceve dai sensori che monitorano la temperatura dell'aria. Il controllo della temperatura è una parte particolarmente importante per mantenere un ambiente di data center adeguato.

Nella Figura 2, il tecnico gestisce un sistema che può essere controllato da remoto. Il tecnico invia regolarmente segnali di ingresso al dispositivo e invia segnali di uscita tramite a ciclo di feedback e un sensore che controlla il dispositivo. Quando il sensore riceve un segnale di errore dal dispositivo, invia un messaggio di avviso tramite il ciclo di feedback al tecnico, che quindi invia le istruzioni necessarie al dispositivo per contrastare il feedback negativo.

La Figura 2 illustra anche un sistema di controllo in retroazione. Il sistema di controllo necessita di dati di feedback per controllare il dispositivo.

Da cosa è composto il sistema di controllo?

Gli anelli di controllo che compongono il sistema complessivo generalmente includono a sensore, un controller e un elemento di controllo finale. Il sensore legge il processo variabile o una misurazione di controllo del processo correlata. Il controller riceve il segnale dal sensore e lo inoltra alla strumentazione, alle unità terminali remote e agli elementi di controllo finali. Lì, la variabile di processo viene regolata per essere mantenuta costante al set point scelto.

Altri componenti nei moduli del loop di controllo includono controllori logici programmabili, controllori di automazione programmabili, unità terminali remote, server di controllo e dispositivi elettronici intelligenti.

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Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei sistemi di controllo?

I sistemi di controllo a circuito chiuso sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni. Sono efficaci nel controllare i dispositivi posizionati esternamente, fornendo dati di output affidabili e prontamente disponibili, resistendo anche a interruzioni esterne.

Tuttavia, i sistemi di controllo sono complessi e richiedono formazione e documentazione per un funzionamento ottimale e per ottenere l'output desiderato. I malfunzionamenti dei sensori remoti possono fornire dati imprecisi sulle prestazioni del sistema, con possibili modifiche non necessarie al sistema. La loro complessità significa anche che non sono necessariamente pronti per l'uso fuori dagli schemi e potrebbero richiedere la programmazione e altre attività di pre-lancio prima dell'uso.

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