Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

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

Профилирование лекала задатчика ПД-36А производится с учетом того, что полному изменению входного сигнала от 0,2 до 1,0 кгс/см2 в приборе соответствует поворот диска на 240°, а максимально до­ пустимый угол подъема лекала составляет 40°.

Конструктивное выполнение программных-задатчиков

отлично

от большинства других регулирующих и функциональных

блоков

АУС. Они выпускаются в виде отдельных блоков в прямоугольных корпусах, приспособленных для щитового монтажа. Передняя крыш­

ка изготавливается

из органического стекла, что обеспечивает

хо­

рошую обозримость

программного диска

во время

эксплуатации.

Все узлы конструкции приборов смонтированы на выдвижном

шас­

си, соединенном с корпусом с помощью штекерных разъемов.

 

Технические характеристики

блоков приведены в

табл.

9-1.

 

г) СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ (ВТОРИЧНЫЕ ПРИБОРЫ)

 

 

 

 

Д л я автоматического

контроля

(измерения

и регистрации)

хода

тех­

нологического процесса, а также для управления работой пневмати­

ческих систем регулирования в агрегатной

системе предусмотрены

 

 

специальные

вторичные

прибо­

 

 

ры — станции управления. Фа­

 

 

ктически

эти

приборы одновре­

 

 

менно

 

служат

для

получения

 

 

оператором

всей

необходимой

 

?

информации о ходе процесса и

и

приема

от

него

информации о

]

заданном

режиме

 

работы

авто­

 

 

матизированного

объекта.

 

 

 

 

В

составе

АУС выпускает­

 

 

ся несколько

модификаций

та­

 

 

ких

станций

управления,

отли­

 

 

чающихся друг от друга фор­

 

 

мой

контроля

(измерение

или

 

 

регистрация),

 

числом

контро­

 

 

лируемых

величин

(от одной до

 

 

трех-четырех) или типом сис­

 

 

темы

регулирования

(однокон­

 

 

турная или каскадная). Назна­

 

 

чения

отдельных

 

модификаций

 

 

вторичных

приборов

АУС

при­

 

 

ведены в табл. 9-4.

Рассмотрим

 

 

их устройство и принцип дейст­

 

 

вия на примере одной из моди­

 

 

фикаций

вторичного

прибо­

Рис. 9-21.

Вторичный прибор

ра типа

ЗРЛ-29В

(рис.

9-21).

 

Прибор

состоит

из

 

трех

ЗРЛ-29В.

 

(для

данной

модификации)

из­

 

 

мерительных

устройств 1,

при­

 

 

водящих

в движение

регистри­

рующее перо или показывающую стрелку, ручного задатчика 2 и пе­

реключателя 3. Кроме

того, как

и всякий регистратор,

прибор

ЗРЛ-29В имеет соответствующий лентопротяжной механизм

(на ри­

сунке не показан).

 

 

 

Измерительные устройства вторичных приборов АУС представ­

ляют собой сильфонные

манометры

с необходимыми элементами ки-

346

Т а б л и ц а 9-4

Вторичные приборы пневматической АУС

Тип прибора

Назначение

1МП-30А

Показание

величины

 

одного параметра

ШП - ЗОБ

Показание

заданной

 

величины

регулируемого

 

параметра

и дистанцион­

 

ное изменение

этой ве­

 

личины

 

 

2МП-30В Показание величины регулируемого парамет­ ра и его заданного зна­ чения или сигнала к ис­ полнительному механиз­ му; переключение, режима работы САР

1РЛ-29А

Запись

и показание

ве­

 

личины

 

одного

парамет­

 

ра

 

 

 

 

 

 

2РЛ-29Б

Запись

 

двух

парамет­

 

ров

и показание

одного

 

из них

 

 

 

 

 

ЗРЛ-29В

Запись

и показание

ве­

 

личины

 

 

регулируемого

 

параметра,

показание

за­

 

данного

 

 

значения

или

 

сигнала

к

исполнительно­

 

му

механизму;

переклю­

 

чение

режима

работы

 

САР

 

 

 

 

 

Габариты, мм

200X100X206

200X160X320

190X160X360

190X160X280

190X160X394

190X160X474

нематической передачи и настройки. По паспортным данным класс точности измерения равен 1. Однако из-за большой нестабильности характеристик измерительных устройств (на них влияют любые пе­ регрузки и вибрации) фактическая точность измерения значитель­ но ниже.

Ручной задатчик типа Р-1, встроенный во вторичные приборы АУС, предназначен для формирования постоянного стабилизирован­ ного пневматического сигнала любой величины, настраиваемой вруч­ ную во всем стандартном диапазоне давлений. В системах автома­ тического регулирования, построенных на блоках АУС, он исполь­ зуется для настройки заданного значения регулируемой величины и дистанционного управления исполнительным механизмом. Такое двойное назначение задатчика в станциях управления АУС позво-

347

ляет сократить аппаратуру типичных систем автоматического конт­ роля и регулирования, но приводит к некоторому усложнению экс­ плуатации этих систем (усложняется процесс перехода с одного режима работы системы автоматики на другой).

По своему функциональному назначению и принципу действия задатчик Р-1 является пневматическим редуктором, обеспечивающим на своем выходе стабилизированное давление независимо от измене-

Рис. 9-22. Задатчик Р-1.

 

 

 

ний выходной нагрузки и давления в

питающей линии. Он

состоит

из задающего устройства

/ (рис.

9-22)

и компенсированного

пневма­

тического усилительного

реле //,

охваченного жесткой отрицатель­

ной связью через камеру И. Воздух из линии питания с номиналь­

ным давлением

1,4 кгс/см2

поступает во входные камеры

А

и Д ре­

ле. Сигнал с

выхода задатчика подается

в камеру Я , где

развивает

на мембране

3

усилие, пропорциональное

величине

Р в ы х

и

направ­

ленное вверх.

На ту же

мембрану действует усилие

сжатой

пружи­

ны 2, направленное вниз. В равновесном состоянии оба усилия вза­ имно компенсируются. При нарушении равновесия (например, вслед­ ствие случайного изменения давления на выходе задатчика) заслонка, укрепленная на жестком центре мембраны 3, прикроет (или откроет) сопло 4 пневматического реле, что приведет к изменению давления на выходе прибора, т. е. к восстановлению равновесия. Из­ меняя с помощью винта / степень сжатия пружины 2, можно на­ строить любую величину давления на выходе (в стандартном диа­ пазоне давлений). Применение в задатчике трехкаекадного реле поа-

348

воляет уменьшить влияние возможных колебаний давления питающего воздуха на величину выходного сигнала.

Переключатель 3 (см. рис. 9-21), встроенный во вторичный при­ бор ЗРЛ-29В, предназначен для выполнения необходимых пересо­

единений каналов при

смене режима

работы

системы автоматики

(с ручного Р на автоматический А

или наоборот). При положении

ручки

переключателя

А сигнал с выхода задатчика Р-1, пройдя

через

переключатель,

подается в

камеру задания регулирующего

блока. Линия, идущая

к отключающему реле

регулятора,

при этом

сообщена с атмосферой и давление

в

ней равно нулю. При

переводе

ручки переключателя в промежуточное положение Я командная ли­ ния отключающего реле сообщается с источником питания и в уп­ равляющую камеру реле подается давление, отсекающее выход ре­ гулятора от линии, идущей к пневматическому исполнительному механизму. При установке ручки переключателя в положение Р ре­ гулятор также остается отсеченным от исполнительного механизма (давление в командной линии на отключающее реле равно давлению

питания),

а сигнал с выхода ручного задатчика Р-1 подключается

в линию

исполнительного

механизма для дистанционного управле­

ния им.

 

 

Необходимость промежуточного положения переключателя свя­

зана с тем, что величины

сигналов, соответствующих заданному зна­

чению регулируемого параметра и желаемому положению исполни­ тельного механизма при дистанционном управлении, как правило, различны, а для их формирования используется один и тот же задатчик. При этом положении ручки переключателя давление на вы­ ходе ручного задатчика настраивается на соответствующее новое значение (например, на величину, отвечающую положению^ штока исполнительного механизма или заданному значению регулируемого параметра).

9-5. О С О Б Е Н Н О С Т И РАСЧЕТА Н А С Т Р О Е К РЕГУЛЯТОРОВ А У С

При расчете параметров настройки регуляторов АУС обычно можно пользоваться соответствующими форму­ лами и рекомендациями, составленными для стандарт­ ных (идеальных) регуляторов (см. гл. 2). Однако в не­ которых случаях расчет настройки регулятора АУС при­ ходится вести с учетом особенностей уравнения его дви­ жения. К таким особенностям относятся: «паразитная» инерция регулятора, характеризуемая передаточной функцией «балластного звена», и взаимовлияние пара­ метров настройки. Динамические особенности ПИ-регу­ лятора АУС — регулирующего блока типа 4РБ-32 описа­ ны в § 9-2.

Для ПИД-регулятора АУС требуется несколько бло­ ков. При использовании такого составного регулятора следует различать параметры настройки отдельных бло­ ков и регулятора в целом. Первые характеризуют работу блока, вторые — регулятора. (Параметры настройки от-

349

дельных блоков в дальнейшем будем отмечать верхним

индексом, соответствующим

типу

блока: «р. б» — д л я ре­

гулирующего и «б. п» — для

блока

предварения.)

В табл. 9-5 приведены схемы

реализации ПИД-регу­

лятора на блоках АУС, передаточные функции этих регу­ ляторов и формулы для расчета параметров настройки блоков по заданным параметрам Со, С\ и С2 регулятора.

Рассмотрим основные особенности этих схем.

Схема I является простейшей и реализуется путем последовательного соединения ПИ- и ПД-блоков. На ПИД-регуляторе с такой схемой принципиально не мо­ гут быть установлены такие настройки регулятора в це­

лом,

при которых отношение а

времени

предварения

Гпр к постоянной времени интегрирования

Та

больше, чем

0,25

(см. § 1-2).

Очевидно, что параметры

настройки

та­

кого регулятора

взаимосвязаны.

 

 

 

 

 

В ПИД-регуляторах, собранных по параллельным

схемам I I и I I I (см. табл. 9-5), отношение

a = C0C2/Ci

са­

мо

по

себе не ограничено сверху

величиной

0,25. В

обе­

их схемах сигнал Рвх, пропорциональный регулируемой переменной, поступает на вход обоих блоков: регулирую­ щего (4РБ-32А) и предварения (БП-28В). Выходные сигналы этих блоков поступают в плюсовые камеры сум­

матора БС-34А.

В схеме I I I , кроме

того, входной сигнал

Р в х поступает в

минусовую камеру

сумматора. Это обе­

спечивает компенсацию пропорциональной составляющей выходного сигнала блока предварения и позволяет рас­ ширить диапазон настройки коэффициента усиления С\ регулятора:

для

схемы I I

 

= —

ж

7;

 

Сімин

1>4

 

 

длясхемы III

 

= —

=

25.

 

Сімин

 

0,4

 

 

Рассмотрим

особенности

расчета

настроек ПИ- и

ПИД-регуляторов АУС, проводимого с помощью частот­ ных и переходных характеристик.

а) РАСЧЕТ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ АУС МЕТОДОМ РАСШИРЕННЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

В случае малоинерционного объекта расчет настройки регулятора АУС следует проводить с учетом его инерции.

350

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