Файл: Страшун А.З. Программные регуляторы технологических процессов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 36

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

1 0 . Программоносители в виде токопроводящей линии с контактным слежением

На диаграммную бумагу прибора наносится програм ­ мная кривая с помощью токопроводящей массы ( 9 ч а ­ стей — тушь, одна часть — графит). Слежение за линией

'осуществляет головка, снабженная двумя ламелями из бериллевон бронзы. Каждая ламель имеет серебряный

контакт (расстояние между контактами 1,5 м м ) . При выходе контактов на полосу сопротивление между кон ­ тактами резко падает и равновесие мостовой схемы, куда включено сопротивление, нарушается. Сигнал р а з ­ баланса поступает на усилитель, на выходе которого включено поляризованное реле, управляющее реверсив­ ным двигателем, при этом головка устанавливается в необходимое положение. Измерение и запись параметра не нарушаются.

В выполненной системе обеспечивается позиционное регулирование с принудительным прерыванием подачи энергии на 1 0 сек с периодом 3 мин; может быть получена скорость нагрева объекта до 3 0 0 °С/ч, мини­ мальная скорость охлаждения 5 — 2 0 °С/ч (эти парамет -

»ры связаны с характеристиками о б ъ е к т а ) . Система дает программирование до 2 4 ч.

Подобный принцип предлагается в приборе / 3 9 / , где используется эффект изменения проводимости бумаги с карандашной линией и без нее. Сопротивление бумажной ленты на несколько порядков больше сопротивления ка ­ рандашной линии грифеля средней мягкости. На диа ­ граммную ленту 3 ( р и с . 4 1 ) наносится обычным мягким карандашом типа 2 М (или м я г ч е ) программная линия 1 шириной порядка 2 мм. Два щупа 2 , расположенные на

расстоянии

0 , 5

мм друг от друга, укрепляются на

каретке

прибора

вместо пера: щупы могут быть и з г о т о ­

влены

из

контактов реле и должны быть изолированы

друг от друга и от корпуса каретки. Щупы прижимаются

слегка

к

бумаге

для обеспечения хорошего контакта:

при нахождении на карандашной линии сопротивление между щупами около 2 0 ком. Когда оба щупа находятся

8 9



г о напряжения 1 ;

сигналы управления на д е л и т е л ь

п о ­

ступают от блока

управления 8 при достижении

на

в ы ­

ходе интегратора

заданных величин на отдельных

у ч а с т ­

ках программы. Участки выдержки времени обеспечива ­ ются реле времени. Выход интегратора подключается к устройству сравнения 3 , куда поступает также сигнал от преобразователя 9 . С целью измерения истинного значения параметра и отклонения е г о "от заданного з н а ­ чения, в систему подсоединен прибор 4 . Сигнал р а з б а ­ ланса поступает на регулирующее устройство 5 , а з а т е м на исполнительное устройство 6 , которое изменяет п о ­

дачу энергии в объект

7 ,

Интегратор на ftC

цепи (рис. 4 4 , 6 ) позволяет п о л у ­

чить линейно изменяемый выходной сигнал в интервале от секунд до нескольких часов. Время интегрирования

зависит

от

параметров

интегрирующей

цепочки

ftu и

С,|

обратной

связи

ft

 

и

сигнала

на

в х о д е .

Из

рис.

4 4 , б

следует:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' в ы*

_

Rax

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'пх

 

Roc

Тр

 

 

 

 

отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

U

^

1

 

 

 

 

 

 

 

 

'аы*

~

Roc

R„C„p-

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'вы*

-

Roc

/?„С,Г

 

 

 

 

Время интегрирования

определяется

по

формуле:

 

- =

'iiux^ndWcK-

t/itx

 

Таким образом,

имеется

н е ­

сколько

параметров, за счет которых

можно менять

в р е ­

мя интегрирования. Это позволяет создать програм ­ мный задатчик с широкими диапазонами настроек по скорости изменения параметра.

Погрешность интегрирования, а также линейность выходного сигнала определяются постоянством пара­ метров интегрирующих сопротивления и емкости во времени и от температуры. Для интегрирования ( н е -

9 3


с к о л ь ко ч а с о в ) сопротивление должно быть порядка сотен мом, а конденсатор должен иметь очень большое

сопротивление

не менее 1 0 0 0 0 мом . Современная т е х ­

ника

дает такие элементы: сопротивления типа

К Л М ,

К И М ,

конденсаторы типа М П Г О или К 7 1 - 4 - 1 0 .

 

Источник

входного сигнала 1 ' должен иметь

в ы с о ­

кую

стабильность во времени и от температуры.

Кроме

того,

этот источник должен давать возможность

и з м е ­

нять

величину выходного напряжения для изменения

времени интегрирования. Применение в интегрирующей цепочке сопротивлений больших величин требует весьма

больших входных сопротивлений усилителя. Э т о г о

уда ­

ется достичь

применением входного модулятора у с и л и ­

т е л я на варикапах или

МОП - транзисторах . В этих

с л у ­

чаях получают

входное

сопротивление

порядка 1 0 9

Ом .

- Интегратор,

выполненный по с х е м е

4 4 , а имеет

с л е ­

дующие

характеристики:

 

 

 

 

 

 

1 . Время интегрирования до 1 0

ч.

 

 

 

2 . Погрешность интегрирования на интервалах до 1 ч

порядка 1 % , на

интервалах до 2 4

ч. —порядка 2 , 5 % , на

интервалах

до

1 0 ч

порядка 4 , 5 % (при температуре

2 0 — 6 0

° С ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

3 .

Нелинейность

выходного

сигнала

при

временах

интегрирования

1 0

сек

1 0 0

мин при

температуре

2 0 — 6 0

° С

близка

к нулю, а при временах до 4 0 0 м и н -

около

± 0 , 3 5 % .

 

 

 

 

 

 

 

 

4 . Пульсация

выходного

сигнала

составляет

0 , 2 5 %

частотой

1 0 0

гц.

 

 

 

 

 

 

 

Задатчик

на

таком

интеграторе

позволяет

менять

программу во время технологического процесса; выход

задатчика

бесконтактный.

Задатчик

типа С Р - 1 1 также выполнен на RC интег ­

раторе с большой постоянной времени. Продолжитель ­

ность

участков

подъема

и

спада 5 — 5 0

ч.

Участки

выдержки до 2

8 ч.осуществляются с помощью

таймеров

(реле времени); выходной сигнал — 8 , 5 в

пост,

тока;

стабильность

регулирования

(на уровне

1 4 0 0

° С )

1 0 , 0 8 5 % при

изменении

температуры

окружающего

воздуха

от 1 0

до

3 0 ° С ;

при

колебании напряжения на

9 4


т е ля может быть изменена за счет входного сигнала,

подаваемого на схему .

 

 

 

 

Схема

привода

двигателя включает в себя: задатчики

скорости

( 1 , 1 ' ,

1 "

) ;

усилитель напряжения 2 , у с и ­

литель

мощности

3 ;

двигатель

4 ;

тахогенератор 5 и

блок питания 6 .

 

 

 

 

 

Реостатами-г-задатчиками скорости

( 1 , 1 ' , 1",...)

устанавливается

нужная

скорость вращения двигателя

на разных

участках программы;

для обеспечения б о л ь ­

шего диапазона пропорционального изменения скорости

двигателя в с х е м у его управления вводится

т а х о м е т р и -

ческая обратная связь.

 

Двигатель 4 через редуктор 7 перемещает

ползунок

задатчика 8 измерительного моста 1 1 , 1 1 ' , 1 1 " и 1 2 (преобразователь температуры) с заданной скоростью; одновременно поворачивается кулачковый диск со шка­

лой 9 ,

который по окончании одного участка

своим

кулачком

1 0

включает

через микропереключатель

реле

времени

1 8

и отключает следящую систему . Р е л е

в р е ­

мени отрабатывает участок выдержки параметра на

заданном уровне, а после э т о г о замыкает контакт

следующего

задатчика

скорости

и подключает

 

через

контакт

2 2

следящую

систему,

обеспечивая

подъем

температуры с новой скоростью.

 

 

>

При разбалансе моста, сигнал поступает

на

усилитель

1 4 , далее на фазочувствительный усилитель

1 5 , управ ­

ляющий исполнительным устройством

1 6 ,

изменяющим

подачу энергии на нагреватель 1 3 печи

1 9 .

 

Особенностью этой схемы является применение одного "скоростного" двигателя, скорость которого определяется сигналом, подаваемым на схему управления. Для у в е л и ­ чения диапазона пропорционального изменения скорости двигателя применена тахометрическая обратная связь .

В другой системе — программном регуляторе

А П У - 1 М

задатчик выполнен также на реле времени и на

с к о р о с т ­

ном двигателе, однако, управление скоростью двигателя иное, чем у ранее рассмотренных задатчиков; кроме того, этот регулятор позволяет вести регулирование в нескольких точках.

9 8