12.4 I CONTROLLORI ED IL CONTROLLO ON-OFF

Nello schema dell’anello di regolazione in retroazione di Fig. 12.5 possiamo notare che nel controllore sono presenti due blocchi: il nodo comparatore che calcola l’errore è il regolatore vero e proprio che trasforma l’errore nel segnale di retroazione per l’attuatore, secondo una specifica funzione matematica. In base alla forma di questa funzione matematica possiamo avere i seguenti modi di controllo:

• controllo ON-OFF;
• controllo proporzionale;
• controllo proporzionale-integrale;
• controllo proporzionale-integrale-derivativo.

In questo volume approfondiremo il tipo più semplice, ovvero il controllo ON-OFF (acceso-spento).
È un sistema di controllo molto semplice e molto diffuso. Per esempio, i termostati, quasi sempre dei controllori ON-OFF, si trovano facilmente nelle nostre case per regolare la temperatura dello scaldabagno, del riscaldamento, ecc. In uno scaldabagno elettrico si imposta la temperatura di set point e un sensore rileva la
temperatura dell’acqua all’interno dello scaldabagno: se la temperatura è inferiore al valore di set point il controllore commuta su ON un interruttore e dà corrente alla resistenza elettrica che riscalda l’acqua; quando si raggiunge il set point il controllore spegne la resistenza.
Generalizzando, un controllo ON-OFF prevede solo due posizioni di controllo, o meglio solo due possibili valori per la variabile manipolata: acceso o spento come per la resistenza elettrica dello scaldabagno; valvola tutta aperta o tutta chiusa nei casi in cui la variabile manipolata è regolata con una valvola.
Ipotizziamo che l’andamento della variabile controllata (x), sotto l’azione dei possibili disturbi e della retroazione, sia quello rappresentato in Fig. 12.7, dove, con la stessa scala dei tempi, è rappresentato anche l’andamento della variabile manipolata (y).