Reëlaar

'n Reëlaar is 'n outomatiese apparaat wat gebruik word om ʼn proses op die gewenste manier te laat verloop. Reëlaars werk gewoonlik proporsioneel, dit wil sê dit bring veranderings mee wat eweredig is aan die verskil tussen die werklike en die vereiste toestand in 'n stelsel.

Reëlaars vorm deel van die reëlkring in 'n proses of stelsel. Die reëlaar is gewoonlik gekoppel aan 'n meetapparaat en is so ingerig dat dit die gemete waarde (bedryfspunt) met die gewenste waarde (instelpunt) kan vergelyk. Die verskil tussen die twee waardes (afwyking) word dan deur die reëlaar omgesit in ʼn reëlaksie (regstelling). Daar is twee soorte reëlaars, naamlik aan/af- en proporsionele reëlaars. Die aan/af-reëlaar werk gewoonlik net tussen twee stande (byvoorbeeld deur 'n elektromotor aan of af te skakel), terwyl 'n proporsionele reëlaar op enige punt tussen die stande ook kan werk (deur byvoorbeeld die spoed van die elektromotor te beheer).

Soorte reëlaars

Daar is verskillende soorte reëlaars, waaronder meganiese, pneumatiese, hidrouliese en elektriese reëlaars (elektromeganies en elektronies). ‘n Voorbeeld van 'n meganiese reëlaar is die gewiggies in 'n motor se vonkverdeler, wat die vonktyd vervroeg wanneer die gewiggies as gevolg van middelpuntvliedende krag verder van die middelpunt af uitswaai en die verdelerplaat dan in 'n sekere rigting trek. 'n Pneumatiese reëlaar word gebruik om byvoorbeeld die lugdruk in 'n pneumatiese instrument konstant te hou.

In die reëlaar word die lugdruk van die hooflugstroom deur middel van ʼn membraan hoër of laer gemaak met behulp van 'n klein lugstroom wat die membraan beheer. 'n Hidrouliese reëlaar word byvoorbeeld in 'n motor se oliepomp gebruik om die oliedruk in die enjin konstant te hou. Die ratpompe kan baie hoë drukke ontwikkel en die reëlaar word gebruik om die druk nie alleen konstant te hou nie, maar ook om die druk benede 'n sekere vlak te hou.

Elektriese reëlaars kan elektromagneties of elektronies werk en byvoorbeeld gebruik word om ʼn elektriese spanning op 'n sekere vlak te hou. By die elektromagnetiese reëlaar word die spanning konstant gehou deur ʼn stel kontakpunte vinnig oop en toe te laat gaan (vibreerreëlaar). By ʼn elektroniese reëlaar word die spanning byvoorbeeld konstant gehou met behulp van 'n transistor. Die stroom wat deur 'n transistor vloei, kan met behulp van 'n klein stroompie beheer word.

Die reëlingsbeginsel berus dus nie alleen daarop om 'n proses volgens 'n bepaalde norm te laat verloop nie, maar ook daarop om groot veranderings deur middel van klein veranderings te bewerkstellig. By die pneumatiese beheerklep word 'n groot vloeistofstroom byvoorbeeld beheer met behulp van 'n relatief lae druk wat op ʼn membraan uitgeoefen word. Die membraan is verbind aan die klepsteel waarmee die kleppe oop en toegemaak word. Belangriker nog is die baie klein lugstroompie waarmee die membraan in werking gestel word.

Stelsels

Reëlaars vorm dikwels deel van 'n reëlingstelsel waarin die reëlaars nie geïsoleer is nie, maar in kombinasie met ander eenhede werk sodat 'n hele proses of ʼn stelsel uiteindelik deur 'n enkele persoon of 'n rekenaar beheer kan word. 'n Beheerklep wat in 'n raffinadery gebruik word om vloeistofstrome te beheer, word byvoorbeeld dikwels saam met 'n vloeimeter en ʼn operateurseenheid gebruik. Die operateurseenheid bevat onder meer 'n instelpuntsender waarmee 'n prosesbeheeroperateur die beheerklep op 'n bepaalde bedryfspunt instel.

Nadat die beheerklep op ʼn bepaalde bedryfspunt ingestel is, word die vloeitempo met behulp van die vloeimeter gemeet. Die vloeimeter stel op sy beurt ʼn pneumatiese reëlaar in werking wat ook die lugdruk in die beheerklep verander. Afhangende van die lugdruk in die beheerklep word ʼn sekere vloeitempo dan gehandhaaf. As dit byvoorbeeld egter nog laer is as wat volgens die bedryfspunt vereis word, word 'n hoër druk deur middel van die vloeimeter en die pneumatiese reëlaar bewerkstellig, waardeur die beheerklep meer vloeistof sal deurlaat.

'n Belangrike kenmerk van so 'n stelsel is dus die wisselwerking tussen die klep en die vloeimeter. Wanneer 'n nuwe bedryfspunt gekies word, sal die beheerklep onmiddellik groter oopgaan om in die vraag te voorsien, As gevolg van die momentum van die vloeistof word meer as die vereiste hoeveelheid egter gewoonlik deurgelaat. Die vloeimeter sal dit dan registreer en met behulp van die reëlaar die klepopening kleiner laat word. Op sy beurt veroorsaak dit egter weer dat minder as die vereiste hoeveelheid vloeistof vloei, waardeur die klep groter oopgaan.

Daar vind dus in werklikheid ʼn soort ossillasie tussen die meter en die klep plaas totdat die vereiste stroom naderhand gelykmatig deur die klep vloei. Dit staan bekend as ʼn tweede-orde-proses, waarin die massa van die vloeistof en die reaksie van die stelsel 'n belangrike rol speel. Die eerste- en tweede-ordeprosesse in stelsels word bestudeer aan die hand van modelle wat van die stelsels opgestel word. Daaruit blyk daar 'n verrassende ooreenkoms tussen skynbaar totaal verskillende stelsels.

Dit kom daarop neer dat daar by elke stelsel 'n soort traagheid teen verandering bestaan. Wanneer die verandering wel plaasvind, neig dit dikwels tot ʼn oorreaksie, wat gedemp moet word. By optimale of kritiese demping vind 'n geleidelike reaksie oor ʼn sekere tyd tussen bepaalde grense plaas. By onderkritiese demping kan dit gebeur dat daar 'n gedempte "ossillasie" plaasvind, terwyl die stelsel by 'n ongedempte verandering ten volle kan ossilleer en selfs kan handuit ruk.

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409648, volume 23, bl. 175