Portale:Controlli automatici/approfondimento
 La strumentazione di controllo o strumentazione di processo in un complesso industriale può essere definita come l'insieme degli strumenti di misurazione, regolazione, e controllo del processo stesso, che formano, nel loro insieme una catena di regolazione (detta anche loop di regolazione). Il termine "controllo", riferito ai controlli automatici dei processi è utilizzato nell'ingegneria per fare riferimento ad un insieme di tecniche e tecnologie utili all'automatizzazione degli impianti industriali. I processi degli impianti chimici e petrolchimici richiedono infatti la regolazione dei valori di parametri fisici e/o chimici per poter mantenere in corretta efficienza gli impianti stessi, e produrre ciò che è stato progettato. [...] |
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- Sistema Anti Bloccaggio
- Valvola di controllo
- Controllo automatico
- Strumentazione di controllo
- Controllori PID
- Diagramma di Nyquist
- Retroazione
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Voci inserite proposte per la cancellazione
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Voci inserite
[modifica wikitesto]Di seguito sono indicate le pagine degli approfondimenti e le voci a cui fanno riferimento
- Portale:Controlli automatici/approfondimento/0 - Sistema Anti Bloccaggio
- Portale:Controlli automatici/approfondimento/1 - Valvola di controllo
- Portale:Controlli automatici/approfondimento/2 - Controllo automatico
- Portale:Controlli automatici/approfondimento/3 - Strumentazione di controllo
- Portale:Controlli automatici/approfondimento/4 - Controllori PID
- Portale:Controlli automatici/approfondimento/5 - Diagramma di Nyquist
- Portale:Controlli automatici/approfondimento/6 - Retroazione
Il Sistema anti bloccaggio, dall'acronimo inglese ABS (Antilock Braking System o Antiblockiersystem) è un sistema di sicurezza che evita il bloccaggio delle ruote dei veicoli in fase di frenata. Permette il mantenimento della guidabilità durante le frenate di emergenza e una riduzione degli spazi di frenata.
La nascita dell'ABS viene datata al 1978, anno in cui, prodotto dalla Bosch, venne introdotto sul mercato. In realtà era dall'inizio del XX secolo che l'azienda tedesca sviluppava questo sistema, già nel 1936 a Robert Bosch venne assegnato il brevetto n. 671925 per un ”dispositivo anti-incollaggio freni”. Lo sviluppo dell'ABS elettronico però, che culminò con il suo debutto sulla Mercedes-Benz Classe S nel 1978, iniziò solo nel 1965.
La prima automobile italiana ad essere dotata di questo sistema fu, nel 1984, la Lancia Thema.
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Una valvola di controllo è una valvola (idraulica) ad azionamento remoto, componente di un circuito di controllo, o anello di regolazione, che consente la regolazione di un parametro (ad esempio pressione o portata) variando il flusso di un fluido in una condotta, allo scopo di controllare quello stesso o un altro parametro.
La valvola è uno dei tre componenti fondamentali dell'anello di regolazione. Gli altri componenti necessari sono un misuratore/trasmettitore del valore istantaneo del parametro da regolare, ed uno strumento controllore (o regolatore).
I tre componenti formano un circuito chiuso (loop in inglese). Il trasmettitore invia il proprio segnale al controllore, il quale a sua volta comanda la valvola di regolazione. Il circuito si chiude attraverso il processo in quanto l'intervento della valvola agisce direttamente o indirettamente sul valore della variabile misurata.
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Il controllo automatico di un dato sistema (di un motore, di un impianto industriale, di una funzione biologica come il battito cardiaco) si prefigge di modificare il comportamento del sistema controllato (o meglio delle sue uscite) attraverso la manipolazione delle grandezze identificate come suoi ingressi.
Il controllo del sistema in esame viene affidato ad un altro sistema costruito appositamente, detto sistema controllante o controllore, che viene progettato dopo uno studio preliminare del sistema da controllare per individuarne il modello matematico esatto, servendosi degli strumenti messi a punto dalla teoria dei sistemi. Il controllo automatico di un sistema è possibile solo nella misura in cui il sistema stesso è raggiungibile e osservabile, cioè nella misura in cui è possibile portarlo in un dato stato interno agendo sui suoi ingressi, e risalire allo stato attuale del sistema basandosi sulle sue uscite.
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La strumentazione di controllo o strumentazione di processo in un complesso industriale può essere definita come l'insieme degli strumenti di misurazione, regolazione, e controllo del processo stesso, che formano, nel loro insieme una catena di regolazione (detta anche loop di regolazione).
Il termine "controllo", riferito ai controlli automatici dei processi è utilizzato nell'ingegneria per fare riferimento ad un insieme di tecniche e tecnologie utili all'automatizzazione degli impianti industriali.
I processi degli impianti chimici e petrolchimici richiedono infatti la regolazione dei valori di parametri fisici e/o chimici per poter mantenere in corretta efficienza gli impianti stessi, e produrre ciò che è stato progettato.
I parametri maggiormente interessati sono ad esempio pressione, temperatura, portata, livello, ma anche altri come pH e peso.
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Il controllo Proporzionale-Integrativo-Derivativo (controllo PID) è un comune sistema in retroazione negativa impiegato nei sistemi di controllo (vedi anche controlli automatici).
Il controllore acquisisce in ingresso un valore da un processo industriale o altri apparati e lo confronta con un valore di riferimento. La differenza (o segnale di "errore") viene quindi utilizzata per assestare alcuni dati in ingresso al processo per giungere alla sua stabilizzazione e ritorno al punto di lavoro desiderato. Diversamente da un semplice controllore, il PID può assestare l'uscita di un sistema basandosi non solo sul segnale di errore, ma anche grazie alla sua "storia" (ovvero agendo con l'azione integrale del PID). I controllori PID non richiedono tecniche di progettazione matematiche avanzate e sono di facile settaggio, diversamente da più complessi algoritmi di controllo basati sulla teoria del controllo ottimo e del controllo robusto. Per quel che concerne il tuning dei parametri, regolando i 3 guadagni del PID tramite regole empiriche (metodi di Ziegler Nichols) è possibile ottenere controllori stabilizzanti veloci.
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Nell'ambito della teoria dei sistemi, con diagramma di Nyquist (anche chiamato Cole-Cole plot) si intende una particolare rappresentazione grafica della funzione di trasferimento di un sistema. È un grafico utile nell'analisi dei sistemi di controllo retroazionati, specificatamente in relazione alla verifica della stabilità. Il nome di questa rappresentazione è dovuta al fisico americano Harry Nyquist. La rappresentazione avviene su un grafico in coordinate polari in cui sono disegnati il modulo e la fase della funzione di trasferimento al variare della frequenza ω.
Questo diagramma combina in un solo piano di riferimento i due grafici che compongono il diagramma di Bode, ossia quello del modulo e quello della fase. Il diagramma di Nyquist è uno dei metodi classici per valutare la stabilità di un sistema lineare. Negli ultimi anni questi metodi sono integrati con strumenti software per computer. Tuttavia restano un modo conveniente per un ingegnere per avere un'idea intuitiva del comportamento di un sistema.
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La retroazione (feedback) è la capacità dei sistemi dinamici di tenere conto dei risultati del sistema per modificare le caratteristiche del sistema stesso.
In un controllo in retroazione il valore della variabile in uscita dal sistema viene letto dal controllore che agisce modificando l'ingresso del sistema. Questa caratteristica differenzia i sistemi retroazionati (ad anello chiuso) dai sistemi non retroazionati (ad anello aperto).
La teoria dei sistemi retroazionati è utilizzata in molti campi delle scienze pure, delle scienze applicate (tra cui i controlli automatici) e della biologia. In questo ultimo campo è molto interessante l'applicazione della retroazione allo studio dell'ecosistema planetario nota come ipotesi Gaia. Il concetto è stato introdotto dal matematico americano Norbert Wiener negli anni quaranta.
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