Классификация автоматических регуляторов.



Система автоматического регулирования (САР) предназначена для поддержания регулируемого параметра на заданном значении.

Основнымиэлементами системы прямого действия (рис.1, а) являются объект регулирования ОР, чувствительный элемент ЧЭ, элемент сравнения ЭСи регулирующий орган РО.

Для построения САР необходимо знать статические и динамические характеристики объекта регулирования и средств автома­тизации. Что касается средств автоматизации, то они выпускаются серийно промышленностью, поэтому их характеристики счита­ются известными. Свойства объектов регулирования определяются расчетным путем или экспериментально.

Рис.1. Функциональная схема САР прямого (а) и не­прямого (б) действия.

В связи с этим звенья, определяющие свойства узлов сопря­жения объекта с регулятором (чувствительный элемент и регули­рующий орган), принято относить к объекту регулирования. Тогда количество вещества или энергии, поступающее в объект через регулирующий орган, будет входной величиной объекта, а текущее значение на выходе чувствительного элемента - вы­ходной величиной.

Как видно из рис.1, а, функции регулятора в системе пря­мого действия выполняет элемент сравнения.

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.

В соответствии с изложенным принято различать регуляторы прямого и непрямого действия.

В регуляторах прямого действия не используются посторонние источники энергии. Промышленные регуляторы прямого действия обычно конструктивно сочетают в себе чувствительный элемент, элемент сравнения и регулирующий орган, причем последний перемещается за счет энергии чувствительного элемента (см.рис.1, а). Эти регуляторы обладают маломощным сигналом на выходе и поэтому находят весьма ограниченное применение.

Наибольшее распространение получили регуляторы непря­мого действия, которые в зависимости от рода используемой энер­гии подразделяются на электрические, пневматические и гидравлические.

Основное достоинство электрических регуляторов - воз­можность передачи электрического сигнала на большие расстоя­ния и простота энергоснабжения. Пневматическим и гидравличе­ским системам свойственно существенное ограничение дальности передачи сигналов и необходимость использования специальных источников питания.

Существенными достоинствами пневматических регуляторов являются взрыво- и пожаробезопасность, а также высокие ско­рости и надежность исполнительных механизмов.

Важное достоинство гидравлических регуляторов - возмож­ность получения больших мощностей исполнительных механизмов в небольших габаритах.

Указанные достоинства регуляторов с различным родом ис­пользуемой энергии привели к созданию комбинированных регу­ляторов. Чаще всего используются электрогидравлические и электропневматические регуляторы в которых, как правило, датчики и регулирующие устройства выполняются электриче­скими, а исполнительные механизмы - пневматическими или гидравлическими.

Принято различать специальные и универсальные регуляторы.

Специальные регуляторы предназначены для регулирования конкретного параметра в определенных условиях. К ним можно отнести регуляторы прямого действия, а также регуляторы подачи долота.

Наибольшее распространение получили общепромышленные универсальные регуляторы, которые предназначены для автома­тического регулирования различных технологических процессов.

При построении универсальных регуляторов непрямого дей­ствия используются обычно два принципа: приборный и агрегатный.

В регуляторах, построенных по приборному принципу, измерительное (датчик) и регулирующее (элемент сравнения и фор­мирующее устройство) устройства объединены в едином корпусе.

В регуляторах, построенных по агрегатному принципу, датчик и регулирующее устройство конструктивно выполняются раздель­но.

В этом случае в датчиках различных конструкций должны быть стандартизованные выходы, а в регулирующих устройствах - стандартизованные входы.

Задатчики при агрегатном принципе построения регуляторов выполняются либо в виде самостоятельного устройства, либо встраиваются в регулирующее устройство.

Исполнительные механизмы регуляторов непрямого действия обычно конструктивно объединяются с регулирующими органами, образуя исполнительные устройства. Для при­вода регулирующих органов созданы ряды исполнительных ме­ханизмов различной мощности. Для подключения к ним одних и тех же регулирующих устройств универсальные автоматические регуляторы могут комплектоваться дополнительными усилите­лями мощности.

С точки зрения теории автоматического регулирования регу­ляторы, как и другие элементы САР, принято классифицировать по их динамическим свойствам, в частности, по закону регулирования. В соответствии с законом регулирования принято различать пропорциональные, интегральные, пропорционально-интеграль­ные, пропорционально-дифференциальные и пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы.

Регуляторы прямого действия.

В регуляторах прямого действия не используются посторонние источники энергии. Промышленные регуляторы прямого действия обычно конструктивно сочетают в себе чувствительный элемент, элемент сравнения и регулирующий орган, причем последний перемещается за счет энергии чувствительного элемента (см.рис.1, а). Для перемещения регулирующего органа не используются посторонние источники энергии. Эти регуляторы предназначены для стабилизации какого-то определенного параметра. Их преимуществами являются простота конструкции, надежность и невысокая стоимость, но они обладают маломощным сигналом на выходе и поэтому находят весьма ограниченное применение.

 

Регулятор температуры типа РТПД предназначен для стабилизации температуры воды, масла и других неагрессивных жидкостей и газов. Он построен на базе манометрического термометра и состоит из: термобаллона, капилляра, сифона усиленного пружиной и кожуха. Примерно 2/3 объема термобаллона и вся остальная термометрическая система заполнены рабочей низкокипящей жидкостью. Сильфон выполняет роль элемента сравнения, он сравнивает воздействие со стороны давления жидкости, пропорционально текущей температуре, и воздействие со стороны пружины, которое определяет заданное значение температуры. Если текущее значение температуры превышает заданное, сильфон сжимается и перемещает шток вниз, вызывая уменьшение проходного сечения регулирующего органа. При этом уменьшается кол-во нагревающего продукта, поступающего в объект регулирования. По закону регулирования этот регулятор относится к П-регуляторам. Его уравнение: хвых=Кхвх, где хвх – изменение температуры; хвых – перемещение регулирующего органа. Коэффициент усиления К в этом регуляторе не меняется. На определенное заданное значение t-ры регулятор настраивается изменением предварительного натяжения пружины с помощью гайки.


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 812; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!