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 = +С |
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