Regolazione proporzionale
La regolazione proporzionale consiste in una relazione biunivoca lineare fra il valore della variabile regolata e la posizione dell'elemento finale di regolazione.
L'intervallo della scala della variabile nel quale si esplica questa relazione viene definito come zona o banda proporzionale e la sua ampiezza può variare a piacimento per una maggiore flessibilità di applicazione.
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Ad ogni valore della variabile entro la banda proporzionale corrisponde una sola posizione dell'elemento finale (valvola). Questo, in particolare, si porta nelle posizioni limite di funzionamento quando la variabile giunge alle estremità della banda proporzionale. L'ampiezza della banda proporzionale viene generalmente espressa come una percentuale del campo di misura del regolatore (Fig. 1). Ad esempio se uno strumento ha un campo di misura da 0 a 100% e la relativa valvola di controllo viene spostata da un estremo all'altro, quando la misura varia tra il 25% e il 75%, l'ampiezza della banda proporzionale è di (75 − 25) ÷ 100 = x ⋅ 100 = 50. Il punto di regolazione dello strumento, o punto prefissato, si trova entro la banda proporzionale e di solito non lontano dal suo centro. La regolazione proporzionale, permettendo movimenti graduali dell'elemento finale, è più adatta a dosare con precisione il fluido agente per mantenere in equilibrio il processo. A differenza della regolazione on-off, provoca una azione correttiva la cui ampiezza è direttamente proporzionale alla deviazione della variabile dal punto prefissato. La retta A di Fig. 2 rappresenta una banda proporzionale del 40% con il punto prefissato a metà banda, per cui quando vi è coincidenza fra il punto di "set" e la variabile regolata la valvola si trova a metà della sua corsa. Se la coincidenza avvenisse al 70% del fondo scala la valvola si troverebbe posizionata al 75%. Esistendo una relazione biunivoca fra variabile regolata e posizione della valvola, la regolazione proporzionale non può automaticamente compensare le variazioni di carico mantenendo al contempo la variabile sul punto di regolazione prefissato. |
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Riferendoci alla Fig. 2, supponiamo per esempio che la banda proporzionale sia quella che interessa la retta A indicante una posizione di valvola del 50%, quando la variabile coincide con il punto prefissato al 60% della scala. Ammettiamo ora che vi sia una variazione di carico nel processo per cui la variabile si porta al 70% della scala dando luogo ad uno scostamento (offset) col punto prefissato del 10%. Il solo modo in cui reagisce automaticamente il regolatore proporzionale è quello di posizionare la valvola al 75% (retta A).
Se la variabile scendesse al 50% della scala, la valvola si posizionerebbe al 25%. Si viene perciò ad avere una nuova posizione di valvola che soddisfa la variazione di carico avvenuta, ma non più la coincidenza della variabile con il punto prefissato (set-point). Tuttavia, dove le variazioni di carico sono di lieve entità e non molto frequenti e qualora gli scostamenti che ne derivano sono tollerabili, la regolazione proporzionale risulta più che adeguata.