KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2022

PYTANIE NR 36.
Przy jakiej temperaturze nastąpi wyłączenie grzałki w układzie dwustanowej regulacji temperatury, jeśli wartość zadana To wynosi 100 oC, a szerokość pętli histerezy H = 5 oC?
Ilustracja przedstawia wykres funkcji histerezy w układzie dwustanowej regulacji temperatury, co jest istotne w kontekście
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W regulacji dwustanowej z histerezą przełączenia zachodzą na dwóch progach oddalonych od wartości zadanej o połowę szerokości pętli. Dla To = 100 i H = 5 górny próg wyłączenia wynosi To + H/2 = 100 + 2,5 = 102,5, więc wtedy grzałka zostanie wyłączona.

Pełne wyjaśnienie:

W dwustanowej regulacji temperatury (ON/OFF) element wykonawczy, np. grzałka, pracuje tylko w dwóch stanach: włączony albo wyłączony. Aby uniknąć "klapania" (zbyt częstego przełączania) w pobliżu wartości zadanej, stosuje się histerezę, czyli celowe wprowadzenie dwóch różnych progów przełączania.

Jeżeli:

  • To – wartość zadana temperatury,
  • H – szerokość pętli histerezy (cały zakres między progiem dolnym i górnym),

to w typowym ujęciu progi są symetryczne względem To:

  • próg górny: To + H/2,
  • próg dolny: To − H/2.

Pytanie dotyczy temperatury, przy której nastąpi wyłączenie grzałki. Dla układu grzewczego standardowo wyłączenie następuje po przekroczeniu progu górnego, czyli przy To + H/2.

Obliczenie:

  • H/2 = 5/2 = 2,5
  • To + H/2 = 100 + 2,5 = 102,5

Dlatego odpowiedź "102,5 oC" jest poprawna.

Pozostałe odpowiedzi odpowiadają typowym pomyłkom:

  • "97,5 oC" to dolny próg (To − H/2), zwykle związany z ponownym włączeniem grzałki, a nie z jej wyłączeniem.
  • "95,0 oC" wynika z użycia całej histerezy (To − H) zamiast połowy, czyli błędnej interpretacji H.
  • "105,0 oC" wynika z dodania całej histerezy (To + H) zamiast połowy, co zawyża próg wyłączenia.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści jest "szerokość pętli histerezy", najpierw policz H/2, a dopiero potem dodaj/odejmij od To, zależnie od tego, czy pytają o próg górny czy dolny.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Regulacja dwustanowa to sterowanie, w którym element wykonawczy (np. grzałka) ma tylko dwa stany: włączony lub wyłączony. Zamiast płynnie zmieniać moc, układ przełącza stan po osiągnięciu ustalonych progów temperatury, co jest typowe dla termostatów i prostych sterowników.
Histereza H to "martwa strefa" między dwoma progami przełączenia. Określa, o ile temperatura ma się zmienić, aby układ zmienił stan z OFF na ON lub z ON na OFF. Dzięki temu przełączanie nie następuje co chwilę przy minimalnych wahaniach pomiaru.
W typowym układzie z symetryczną histerezą progi leżą po obu stronach To. Próg górny (często wyłączenie grzałki) to To + H/2, a próg dolny (często ponowne włączenie) to To − H/2. Najpierw liczysz H/2, potem dodajesz lub odejmujesz.
Ponieważ H opisuje całkowitą szerokość pętli między progiem dolnym i górnym. Jeśli progi są symetryczne względem wartości zadanej, każdy z nich jest odsunięty od To o połowę szerokości, czyli H/2. Użycie H zamiast H/2 podwaja odchyłkę i daje błędny próg.
W zastosowaniach grzewczych najczęściej: po spadku temperatury do progu dolnego (To − H/2) układ włącza grzanie, a po wzroście do progu górnego (To + H/2) układ wyłącza grzanie. Dokładnie tak działa wiele termostatów, choć zależy to od konfiguracji sterownika.
Najczęściej myli się H z H/2 i dodaje/odejmuje całą histerezę. Drugi typ błędu to pomylenie progu górnego z dolnym (wyłączenie vs włączenie). Pomaga schemat: najpierw wyznacz dwa progi To ± H/2, a dopiero potem zdecyduj, który dotyczy danego procesu.
Tak. Im większa histereza, tym większe wahania temperatury wokół To (szerszy zakres między progami), ale zwykle mniej przełączeń i mniejsze zużycie przekaźników/styczników. Im mniejsza histereza, tym stabilniej wokół To, ale rośnie ryzyko częstego przełączania, zwłaszcza przy szumie pomiarowym.
Dobór zależy od bezwładności cieplnej obiektu, dopuszczalnych wahań temperatury i trwałości elementów łączeniowych. Dla obiektów o dużej bezwładności zwykle można dać większą histerezę bez pogorszenia komfortu, a dla szybkich procesów warto ograniczać histerezę, aby nie przekraczać tolerancji temperatury.
Regulacja ON/OFF jest powszechna w prostych układach: grzałki w maszynach i szafach sterowniczych, termostaty wentylatorów, dogrzewanie komór, proste chłodzenie. Jest też często trybem pracy regulatorów temperatury, gdy nie używa się PID, a wystarcza przełączanie z histerezą.
Zawsze wypisz dwa progi: To − H/2 i To + H/2. Potem dopasuj do sytuacji: dla grzania "wyłączenie" zwykle jest na progu górnym, a "włączenie" na dolnym. Jeśli w odpowiedziach pojawia się To ± H, to często są to pułapki na pomylenie H z H/2.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 69% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "W regulacji dwustanowej z histerezą przełączenia zachodzą na dwóch progach oddalonych od wartości zadanej o połowę szerokości pętli."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Histereza - dostęp 2026-02-28
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Regulator_dwustanowy - dostęp 2026-02-28
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Thermostat - accessed 2026-02-28

Materiały:

  • Notatki/rozdziały z podstaw automatyki: regulatory dwustanowe i histereza
  • Materiały producentów regulatorów temperatury (opisy funkcji histerezy, parametry ON/OFF)
  • Ćwiczenia z obliczania progów przełączania dla różnych To i H

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego