لماذا يكون التأخر في التحكم في مستوى السائل كبيرًا، ولذلك يجب استخدام نظام التحكم المتسلسل بالتدفق ومستوى السائل؟
Thread Content
يتم استخدام نظام التحكم المتسلسل في تدفق السائل للتحكم في مستوى السائل، وذلك لأن استخدام نظام التحكم ذو الدائرة الواحدة يؤدي إلى تأخير كبير. فكيف يمكن فهم هذا التأخير؟ أليس من المفترض أن يتغير مستوى السائل بمجرد دخول السائل إلى الجهاز؟ عندما يصبح التدفق صفرًا، يتوقف مستوى السائل عن الارتفاع أيضًا فورًا، فلماذا يكون هناك تأخير؟
أما بالنسبة للتحكم في مستوى السائل، فيجب أن يتم ذلك عبر خزان المياه أو أي جهاز ذو سعة معينة. أتذكر أن النموذج الرياضي لخزان المياه قد تم حله في كتب التحكم الآلي في الجامعات؛ فخزان المياه ذو السعة الواحدة يمكن وصفه بأنه نظام من الدرجة الأولى مع تأخير زمني، وبالتالي فإن الجسم المراد التحكم فيه هو في الأساس جسم يعاني من تأخير زمني. إذا تم استخدام نظام التحكم أحادي الدائرة، فلن يكون من الممكن التخلص من تأثير التأخير الزمني، أما في نظام التحكم المتسلسل، فإن الدائرة الفرعية (أي دائرة التدفق) تكون قريبة من صمام التنظيم، مما يقلل من التأخير الزمني، وبالتالي يقلل من تأثير التأخير على المتغيرات الرئيسية للتحكم. أتذكر تقريبًا هذا كله، أما التفسير المفصل فيكون من خلال تحليل التحكم المتسلسل في الكتاب الإرشادي! :P
هناك نوعان من التحكم المتسلسل في مستوى السائل ومعدل التدفق: النوع الأول هو التحكم المتسلسل بين مستوى السائل الوارد والسائل الخارج، أما النوع الثاني فهو التحكم المتسلسل بين مستوى السائل الخارج ومعدل تدفقه (أما استخدام التحكم بمستوى السائل الوارد للتحكم في مستوى السائل الخارج فهو نادر، ولا يُؤخذ في الاعتبار). عادةً، لا يهدف التحكم في تدفق السائل عند المخرج إلى حل مشكلة التأخير، بل يهدف إلى استقرار تدفق السائل، وتجنب التغيرات الكبيرة في تدفق السائل الناتجة عن التحكم في مستوى السائل فقط. في هذه الحالة، يجب السماح بحدوث تغيرات كبيرة في مستوى السائل. تدفق المدخل (غير قابل للتحكم) ومستوى السائل عند المخرج في نظام متسلسل؛ يُفترض أن هذا النظام يحل مشكلة التأخر في التحكم بالسائل، حيث يركز على استقرار مستوى السائل، مع السماح بتغيرات كبيرة في تدفق المخرج.
ليس بسبب التأخر، بل لأن قطر الخزان كبير مما يؤدي إلى زيادة ثابت الزمن، وعندما يكون التدفق هو المصدر الرئيسي للتشويش، فإنه من الضروري استخدام نظام مزدوج للتحكم في مستوى السائل والتدفق، من أجل تحسين استقرار مستوى السائل.
هناك العديد من الأسباب التي تؤدي إلى التأخير، وأحد هذه الأسباب هو وجود مشاكل في التصميم. على سبيل المثال، في نظام التحكم بمستوى السائل، إذا كان حجم الخزان كبيرًا، لكن قطر صمامات الدخول أو الخروج صغيرًا، فإن ذلك يؤدي إلى تغير بطيء جدًا في مستوى السائل، سواء كانت الصمامات مفتوحة تمامًا أو مغلقة تمامًا
١. أليس من المفترض أن يحدث تغيير في مستوى السائل كلما دخل تدفق إلى الجهاز؟ ——تدفق ثابت للدخول، وتدفق ثابت للخروج؛ بعد الوصول إلى نقطة التوازن، لن يتغير مستوى السائل. 2. عندما يصبح التدفق صفرًا، سيتوقف مستوى السائل فورًا عن التغير أيضًا. ——يصبح معدل الإدخال صفرًا فجأة، ولا يكون لدى صمام الخروج وقت كافٍ للإغلاق، لذا فإن مستوى السائل ينخفض بسرعة في هذه الحالة، بدلاً من أن يتوقف عن التغير.