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: 1902; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!