Úvod, motivace
Řízení regulací

Vyšší úroveň řízení je řízení regulací (regulace nebo automatické řízení). To znamená, že systém je řízen tak, aby jedna nebo více fyzikální veličin byly udržovány na předepsaných parametrech. Příkladem takového systému může být plynová pec (ovládaná soustava), která provádí předehřev materiálu z důvodů určité povrchové úpravy (např. kalení). Materiál dodaný dovnitř pece musí být ohřát na stanovenou teplotu a tuto teplotu musí regulační obvody pece (regulátor a řízení) udržovat určitou dobu (žádaná hodnota). To znamená, že teplota musí být měřena (měřící člen) a podle její velikosti je regulován regulační armaturou (akční člen) přívod topného plynu. Schématické znázornění celého procesu je na obrázku č. 1.3.

V ovládané soustavě je jeden nebo více parametrů měřeno. Může se jednat o libovolnou fyzikální veličinu: teplota, tlak, rychlost, síla, napětí apod. Měřící člen zpracuje měřenou veličinu na příslušný signál a předá ji do regulátoru. Protože se jedná o předání informace ze soustavy, je tato větev nazývána zpětnou vazbou. Do regulátoru zároveň vstupuje žádaná hodnota (veličina). Jedná se požadovanou velikost regulovaného parametru. Rozdílem signálů žádané veličiny a zpětné vazby vzniká regulační odchylka. Signál regulační odchylky vstupuje do bloku řízení, který podle velikosti vytvoří příslušnou řídicí veličinu pro akční člen. Svou činností pak akční člen ovlivní soustavu a její parametry.

Obr. 1.3: Schéma řízení regulací

Výše uvedený příklad je možno aplikovat na schématu. Pro technologický proces je potřebná určitá teplota – žádaná veličina. V prostoru plynové pece je naměřena teplota, která je nižší než žádaná. Regulátor vyhodnotí rozdíl mezi žádanou a měřenou teplotou a vytvoří příslušnou regulační odchylku. Ta vstupuje do bloku řízení, který ji vyhodnotí tak, že je nutno zvýšit přívod plynu do pece. Velikost řídicí odchylky odpovídá změně postavení aktuátoru – plynového regulačního ventilu. Ventil propustí více plynu do pece a hořením se uvolní větší množství energie a tím dochází ke zvýšení teploty. Celý regulační pochod se opakuje, dokud sledovaný parametr nedosáhne nastavené hodnoty.