Регуляторы непрямого действия.
Основнымиявляются объект регулирования ОР, чувствительный элемент ЧЭ, элемент сравнения ЭСи регулирующий орган РО.
В системе непрямого действия (рис.1, б) измеренное с помощью чувствительного элемента текущее значение выходной величины преобразуется с помощью датчика Ди источника энергии ИЭв сигнал, удобный для последующих операций, и поступает на элемент сравнения, где сравнивается с аналогичным по роду используемой энергии сигналом задатчика З.
Формирующее устройство ФУпреобразует отклонение текущего значения выходной величины от заданного для получения определенного закона регулирования.
Законом регулирования называется зависимость выходной величины регулятора от входной (отклонения).
Элемент сравнения и формирующее устройство вместе составляют регулирующее устройство.
Исполнительный механизм ИМпреобразует выходной сигнал регулирующего устройства в выходную величину регулятора. Чаще всего выходной величиной регулятора является механическое перемещение выходного штока, который сочленен с регулирующим органом.
Таким образом, в системе непрямого действия под регулятором понимается сочетание датчика, задатчика, элемента сравнения, формирующего устройства и исполнительного механизма.
Наибольшее распространение получили регуляторы непрямого действия, которые в зависимости от рода используемой энергии подразделяются на электрические, пневматические и гидравлические.
|
|
|
Пневматические регуляторы
В качестве источника энергии и носителя сигналов в пневматических регуляторах используется сжатый воздух. Информация о текущем значении регулируемого параметра, сигнал задания, командный сигнал к исполнительному механизму - все эти величины представлены в современных пневматических регуляторах в виде сжатого воздуха под давлением 0,02-0,1 МПа. Обычно пневматический регулятор состоит из датчика, задатчика, регулирующего устройства и исполнительного механизма.
Пневматические датчики предназначены для непрерывного преобразования текущего значения регулируемого параметра в пневматический сигнал. В настоящее время широко применяется большое число пневматических датчиков разного типа. В схемно-конструктивном отношении их можно подразделить на две группы: датчики приборного типа, представляющие собой по существу разнообразные измерительные приборы с встроенными в них пневмопреобразователями (автоматический электронный мост для измерения температуры с помощью термометра сопротивления), и специальные датчики-преобразователи, действующие как первичные приборы пневматических систем автоматического контроля и регулирования (дифманометры).
|
|
|
В качестве задатчика в пневматических регуляторах обычно применяются редукторы-стабилизаторы давления «после себя». С помощью настроечной пружины редуктора можно установить на выходе задатчика определенное давление в пределах стандартного диапазона 0,02-0,1 МПа.
Регулирующее устройство состоит из элемента сравнения и формирующего устройства. Элемент сравнения в пневматических регуляторах выполняется в виде сборок мембран, а формирующее устройство - в виде узла «сопло-заслонка» и усилителя, охваченного обратными связями.
Пневматический исполнительный механизм служит для преобразования командного пневматического сигнала с выхода регулирующего устройства в перемещение регулирующего органа. Наибольшее распространение получили мембранные исполнительные механизмы.
В качестве линии связи для передачи информации в пневматических регуляторах используются металлические или пластмассовые трубопроводы. По ним сигнал в виде избыточного давления сжатого воздуха, изменяющегося в стандартных пределах 0,02-0,1 МПа, передается от датчика и задатчика к регулирующему устройству и от этого устройства - к исполнительному механизму. Протяженность пневматических линий связи заметно ограничена, обычно она не превышает 300м.
|
|
|
Особенность пневматических регуляторов - высокий уровень их эксплуатационной надежности. Они могут безотказно работать в тяжелых эксплуатационных условиях в течение длительного времени. В их состав не входят элементы с существенно ограниченным сроком службы. Для эксплуатации пневматических регуляторов не требуется высокой квалификации обслуживающего персонала.
Электрические регуляторы.
В состав системы промышленных приборов и средств автоматизации входит агрегатный комплекс электрических средств регулирования «Каскад» с сигналом связи постоянного тока. Система «Каскад» может использоваться для регулирования любых технологических параметров, которые с помощью соответствующих датчиков могут быть преобразованы в унифицированный электрический сигнал постоянного тока 0-5 или 0-20 мА.Применение аппаратуры «Каскад» эффективно как в одноконтурных системах регулирования, так и в многоконтурных системах, использующих каскадное регулирование, корректирующие воздействия, перекрестные связи и команды от управляющей машины. Основными блоками системы «Каскад» являются регулирующие, алгебраические и логические блоки, задающие устройства, усилители мощности.Регулирующие блоки системы «Каскад» осуществляют формирование закона регулирования. В состав системы входят аналоговый и релейный регулирующие блоки. Выходной сигнал аналогового регулирующего блока изменяется в диапазоне 0-5 мА. Блок формирует ПИД-закон регулирования. На выходе релейного регулирующего блока образуется последовательность импульсов напряжения (24 В) постоянного тока. Работая в комплекте с электрическим исполнительным механизмом постоянной скорости, такой блок формирует ПИ-закон регулирования. Алгебраические блоки являются устройствами статического преобразования сигналов. Они выполняют операции суммирования, умножения, деления, возведения в квадрат, извлечения квадратного корня. Эти блоки применяют для построения регуляторов соотношения, а также для внесения корректирующих импульсов. Логические блоки осуществляют операцию аналого-релейного преобразования сигналов. Эти блоки используются в схемах защита, сигнализации, выделения максимального и минимального сигналов, а также для переключения сигнальных или управляющих цепей. Задающие устройства представляют собой регулируемый активный источник тока, сигнал которого изменяется в диапазоне 0-5 мА с установкой по шкале в диапазоне 0-100 %. Усилители мощности предназначены для усиления аналогового сигнала 0-5 мА, усиления дискретного сигнала 0; ±24 В, а также для формирования сигнала, осуществляющего торможение электродвигателя. Аналоговые усилители мощности представляют собой бесконтактные тиристорные устройства с фазовым управлением. Они используются в комплекте с аналоговым регулирующим блоком. Релейные усилители мощности применяются в комплекте с релейными регулирующими блоками и электрическими исполнительными механизмами постоянной скорости. Используются два типа релейных усилителей: бесконтактные тиристорные усилители и магнитные пускатели. В комплекте с системой «Каскад» используются электрические исполнительные механизмы постоянной скорости типа МЭО. Эта система имеет малые габариты устройств, хорошую помехозащищенность, высокую технологичность изготовления. Система «Каскад» содержит такие модули, как операционный усилитель, генератор, ограничитель, источник питания, компаратор и др. Упрощенная схема операционного усилителя, являющегося основным модулем системы. Этот усилитель относится к классу усилителей постоянного тока с управляемым генератором.
|
|
|
Гидравлические регуляторы.
В качестве основного носителя сигнала для реализации закона регулирования и источника вспомогательной энергии в гидравлических регуляторах используется жидкость под давлением, которая управляет движением исполнительного механизма. Носителями сигнала о текущем и заданном значениях регулируемого параметра в гидравлических регуляторах обычно являются перемещение или усилие. Гидравлические регуляторы завода предназначены для регулирования расхода, давления, уровня и соотношения расходов и давлений различных сред. Они могут реализовать П-, И- и ПИ-законы регулирования. Датчик, гидравлический усилитель и задатчик этих регуляторов входят в единый блок. При реализации П- и ПИ-законов регулирования здесь же помещается устройство обратной связи. В качестве чувствительных элементов датчиков перечисленных регулируемых параметров применяются мембраны и сильфоны.
В мембранных датчиках типов УИМН, УИМС (устройство импульсное с мембраной соответственно низкого и среднего давления) и в сильфонных датчиках типов УИС, УИРС (устройство импульсное соответственно сильфонное и рычажное сильфонное) выходным сигналом является усилие, поступающее через выходной рычаг на элемент сравнения. В качестве задатчика используется механизм ручной настройки (МРН-1).
В качестве усилителя используются однокаскадный или двухкаскадный гидравлические усилители со струйной трубкой (соответственно УОКГ и УДКГ). Обратная связь осуществляется механическим (МОС) или гидравлическим (ГОС) способами. МОС включает в себя регулируемое лекало ЛР-1 и механизм настройки лекала МНЛ-1. ГОС включает в себя гидравлический изодром ИГ-1 и механизм настройки с приводом от изодрома МНПИ-1. В качестве исполнительных механизмов применяют сервопривод гидравлический проходной и кривошипный (соответственно СПГП и СПГК). Мощность гидравлических исполнительных механизмов в несколько раз больше, чем электрических пли пневматических при тех же габаритах и массе. Гидравлические исполнительные механизмы имеют высокое быстродействие, обусловленное малой инерцией подвижных частей. Именно использование гидравлического привода в рассматриваемых регуляторах обусловливает их основные преимущества перед электрическим и пневматическими регуляторами.
Для снабжения гидравлических регуляторов рабочей жидкости применяются специальные маслонасосные установки. В качестве рабочей жидкости служит трансформаторное масло. Максимальное давление рабочей жидкости 1,3 МПа.
Расстояние между отдельными устройствами, из которых компонуются гидравлические регуляторы, ограничено. Так, датчик и задатчик, выходные сигналы которых представляют собой обладающие небольшой мощностью перемещения или усилия, устанавливаются в непосредственной близости к регулирующему устройству. Расстояние между усилителем и исполнительным механизмом обычно не превышает 100-150 м.
Для питания гидравлических регуляторов необходим специальный источник рабочей жидкости.
Основная причина отказа этих регуляторов - попадание в рабочую жидкость посторонних твердых частиц.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2137; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!