Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

пиальные схемы формирующих блоков этих типов прибо­ ров примерно одинаковы с блоком ЭР-62. Блок ЭР-62 имеет релейный контактный выход. Наличие реле и узкие диапазоны настройки послужили основной причиной за­ мены ЭР-62 в последующих конструкциях блоками с бес­ контактным выходом Р П И (на заводе МЗТА) и РП-2 (на заводе ЗЭИМ) . Соответствующие регулирующие прибо­ ры получили наименование Р П И Б (с блоком РПИ)

иРП-2 (с блоком РП-2). Типы регулирующих приборов обоих заводов приведены в табл. 4-1. Регулирующие при­ боры заводов МЗТА и ЗЭИМ несколько отличаются не только принципиальными схемами, но и видами сигналов на выходе и конструктивными размерами. Однако они выполняют одинаковые функции. Принципиальные схемы

идинамические характеристики измерительных и форми­ рующих блоков будут рассмотрены в последующих-пара­ графах.

Формирующие блоки системы ЭАУС воспроизводят ПИ-закон регулирования. В старых конструкциях систе­

мы (приборы ЭР-Ш-59, ЭР-Т-59 и т. д.)

можно было фор­

мировать ПИД-закон регулирования

в обратной

связи

по схеме, приведенной на рис. 1-5, а.

Недостатки

этой

схемы рассмотрены в § 1-2. Наличие колебательного бал­ ластного звена, узкие диапазоны настройки заставили в дальнейшем отказаться от такой структуры. Все изго­ тавливающиеся в настоящее время формирующие блоки ЭАУС реализуют только ПИ-закон регулирования. Фор­ мирование ПИД-закона выполняется по структурной схе­ ме, приведенной на рис. 1-7,6, с помощью дополнитель­ ного дифференциатора, подключаемого к формирующе­ му блоку. Как будет показано в § 4-4, 4-5, 4-7, формирую­ щие блоки системы в скользящем режиме близки к иде­ альным регуляторам. Поэтому если регулятор находится в О Н Р , . то его параметры настройки выбирают как у идеального. В случае, если регулятор работает в режи­ ме постоянной скорости, он существенно нелинеен и су­ ществующие методы позволяют определить настройки только на строго определенную величину и форму воз­ мущающего входного сигнала.

К выходу релейных формирующих блоков могут под­ ключаться через различные исполнительные усилители все исполнительные механизмы системы, характеристики которых приведены в § 4-9. Исполнительные механизмы для подключения к приборам с непрерывным выходом

8*

115

Т а б л и ц а 4-2 Типы и назначение дополнительных блоков ЭАУС

Наименование

Дифференциатор

Ограничитель по­ лупроводниковый

Сумматор сигна­ лов

Сумматор-усред­ нитель

Размножитель сиг­ налов

Тип

ДЛ - П

ДЛ - Т

ПО

СП-63

СУ-1

РП - 63

Алгоритм, функционирование и назначение

 

kTp

ц—

X

(kT до

1 ООО сек)

Дифференцирование сигналов датчиков посто­ янного и переменного то­ ка. Служит для форми­ рования ПИД-закона ре­ гулирования совместно с регулирующими прибора­ ми по схеме рис. 1-7,6,

введение производных

из

промежуточных

точек

в

закон

регулирования.

Приборы Д Л - П

работа­

ют от

датчиков

перемен­

ного

тока,

Д Л - Т — от

термопар

 

 

 

у~х

при а<

х

< 6;

 

у = а при а> х; у=Ь при х>Ь.

Двустороннее огра­ ничение сигнала датчика переменного тока или корректирующего прибо­ ра с регулируемым диа­ пазоном ограничения (0,1—0,8). Размножение сигнала (до трех сигна­ лов на выходе)

y =

alx1+a2x2+aix3+

 

-\-ацХі

 

 

 

Суммирование

сиг­

налов

датчиков перемен­

ного

тока

 

 

Суммирование,

ус­

реднение,

компенсация

и усиление

сигналов

че­

тырех термопар. Коэф­ фициент усиления по каждому каналу до 800

Размножение сигна­ лов датчиков переменно­ го тока. Количество вы­ ходных сигналов до 5

Заводизготови­ тель

МЗТА

То же

»»

»»

»»

-

116

Продолжение табл. 4-2

Наименование Тип

Переключатель с плк-пс контактным выхо­

дом

Блок сравнения с

БСК-П

контактным выхо­

 

дом

 

Программный за- ПД-44УМ-1 датчик

Указатель

положе­

ИПУ

Д У П - Б

ния выходного ва­

ла

исполнительно­

Д У П - К

го

механизма

 

Задатчик

регуля­

ЗР-1

тора

 

ЗР-2

 

 

 

ЗР - 3

Алгоритм,

функционирование

и

назначение

у = 0

при

Xi=X2;

У =

при

Х1Ж2,

у ——с

при

Х\<.Х2.

Синхронизация по­ ложения двух исполни­ тельных механизмов

Пропускание на вход измерительного блока наибольшего из двух сиг­ налов, поступающих на БСК-П. Работает от дат­ чиков переменного тока

f(t)

y=f(t);

функция

задается конфигура­

цией программного дис­

ка.

На выходе

ток 0—

5

м а . Задание

програм­

мы на время до трех су­ ток

Наблюдение за по­ ложением выходного ва­ ла исполнительного ме­ ханизма (стрелочный прибор на щите операто­ ра)

Изменение операто­ ром заданного значения регулируемой величины

Заводизготови­ тель

МЗТА

То ж е

ЗЭИМ

МЗТА

ЗЭИМ

МЗТА

типа КПИ-62 в настоящее время отсутствуют, поэтому этот прибор может использоваться совместно с релейным электронным блоком. Далее будут рассмотрены принци­ пиальные схемы, особенности настройки и динамические характеристики отдельных блоков системы. Динамиче­ ские характеристики регуляторов могут быть определены по характеристикам отдельных блоков.

Система включает ряд дополнительных блоков, осу­ ществляющих разнообразные функции и позволяющих создавать различные связанные системы регулирования. Дополнительные блоки системы и их характеристики приведены в табл. 4-2.

117

Как уже упоминалось, автоматические регуляторы системы ЭАУС работают главным образом со специаль­ ными датчиками. Однако используется' и ряд стандарт­ ных датчиков, обычно работающих в системах контроля с различными типами вторичных приборов. К таким дат­ чикам относятся термопары и термометры сопротивле­ ния. В настоящее время в качестве датчиков давления используются бесшкальные манометры с дистанционной передачей типа МЭД. Эти же датчики работают в ком­ плекте с различными типами вторичных приборов (ЭПИД, ВМД и др.).

В системе ЭАУС наиболее широко используются сле­

дующие виды датчиков:

 

 

 

 

термопары,

применяемые

для

измерения

высоких

температур (400 -ч- 1 600° С);

 

 

 

 

термометры

сопротивления

для

измерения

низких

температур (—50 -ь + 4 0 0 ° С ) ;

 

 

 

 

манометры для измерения

высоких давлений

от 1 до

1 600

кгс/см2;

 

 

 

 

 

дифманометры для измерения давлений и перепадов

давлений жидкостей и газов (от 0,05

до 6

кгс/см2);

дифтягомеры для измерения низких давлений и пере­

падов давлений

газов — от 0 до 0,03

кгс/см2,

т. е. от 0 до

300 мм

Н 2 0 ;

 

 

содержания

малых

кислородомеры для измерения

концентраций кислорода, главным образом в продуктах сгорания;

солемеры для измерения солесодержания в котловой воде.

Измерительные блоки регуляторов могут быть легко приспособлены для работы с подавляющим большин­ ством измерительных электрических датчиков (напри­ мер, ферродинамических завода КИП или дифферен­ циально-трансформаторных завода «Манометр»).

Формирующие блоки системы выпускаются в двух модификациях с непрерывным и релейным трехпозиционным сигналом на выходе и позволяют осуществлять различные законы регулирования, в том числе пропор­ циональный, пропорционально-интегральный, пропорцио­ нально-интегрально-дифференциальный.

Непрерывный выход формирующих блоков использу­ ется для изменения задания измерительным блокам дру­ гих контуров регулирования (каскадные схемы), а так­ же для привода пневматических и гидравлических испол-

118

нительных механизмов через электропневматический и электрогидравлический преобразователь. Формирующие блоки с релейным выходом через магнитные пускатели или магнитные усилители управляют различными типа­ ми электрических исполнительных механизмов системы. Электрические исполнительные механизмы для сочлене­ ния с формирующими блоками системы ЭАУС с непре­ рывным выходом в настоящее время разрабатываются.

Рис. 4-2. Территориальная схема регулятора.

Система комплектуется широкой гаммой исполнительных механизмов и исполнительных усилителей к ним. Харак­ теристики исполнительных механизмов ЭАУС приведены в § 4-9.

На рис. 4-2 приведена примерная схема размещения блоков регулятора.

Сигналы от датчиков /, расположенных в месте из­ мерения, а также от расположенного на пульте управле­ ния задатчика 2 поступают в регулирующий прибор 3. Регулирующий прибор обычно устанавливается в щите После суммирования и компенсации в измерительном блоке А сигнал, пропорциональный отклонению регули­ руемой величины от нормы, подводится к усилителю Б и далее к релейному элементу В, который через переклю­ чатель характера управления (автоматически или ди­ станционно) 4 воздействует через магнитный пускатель или исполнительный усилитель 6 на исполнительный ме­ ханизм 7. Выходной вал исполнительного механизма ди­ станционно перемещается с помощью ключа 5, контроль

за

положением регулирующего органа

осуществляется

с

помощью указателя положения 8.

Элементы 4, 5, 8

119

обычно также располагаются на пульте управления. Ис­ полнительный усилитель 6 и исполнительный механизм 7 расположены вблизи регулирующего органа.

Формирование ПИ-закона регулирования осуществля­ ется устройством обратной связи Г, охватывающим ре­ лейный элемент В и усилитель Б. Элементы Б, В, Г обра­ зуют формирующий блок регулирующего прибора. Си­ стема также предусматривает возможность охвата обрат­ ной связью исполнительного механизма.

В частности, пропорциональный закон реализуется при помощи жесткой обратной связи при использовании датчика перемещения 11, установленного в исполнитель­ ном механизме. Введение сигнала производной какой-ли­ бо внешней величины осуществляется с помощью допол­ нительных устройств: дифференциатора или устройства динамической связи 10.

Автоматическое ограничение диапазона действия ре­ гулятора по какой-либо величине, измеряемой первичным прибором, достигается включением в цепь управления ограничителя-сигнализатора 9.

Отдельные элементы системы изготавливаются в на­ стоящее время заводами-—Московским заводом тепло­

вой автоматики

(МЗТА) и Заводом электрических испол­

нительных механизмов (ЗЭИМ, г. Чебоксары).

4-2. ДАТЧИК И

 

а) ТЕРМОПАРЫ

 

В табл. 4-3 приведены некоторые статические характери­

стики наиболее

распространенных термопар.

Динамические характеристики термопар

существенно

зависят от диаметра применяемых

термоэлектродов, ви­

да чехла, характеристик среды,

температура

которой

измеряется. Ниже приведены описание и

динамические

характеристики термопар,

наиболее часто

применяемых

в системах промышленной

автоматики.

 

 

Малоинерционная термопара типа ТП предназначена

для измерения температуры пара или воды до

+550° С

при давлении до 100 кгс/см.

В качестве термоэлектродов

в термопаре ТП используются хромель и копель. Эта тер­ мопара отличается от других типов термопар тем, что диаметр электродов в ней снижен до 0,6—0,7 мм для уменьшения инерционности.

120

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155571