Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

регулировании температуры используются хромель-копелевые тер­ мопары, а также платиновые и медные термометры сопротивления.

В качестве первичных приборов с передающими преобразова­ телями при регулировании давления неагрессивных жидкостей и водяного пара используются чувствительные манометры с трубча­ той пружиной; при регулировании уровня и расхода неагрессив­ ных жидкостей, а также расхода водяного пара — дифференциаль­ ные мембранные манометры; для регулирования разрежения и расхода неагрессивных газов — дифференциальные мембранные тягомеры.

Г~ТаШтчик "]

Рассмотрим электрическую схему электронного регулирующего прибора. Прибор состоит из измерительного и электронного (уси­ лительного) блоков, заключенных в одном корпусе. Принципиаль­ ная электрическая схема измерительного устройства представлена на рис. 58.

И з м е р и т е л ь н о е у с т р о й с т в о представляет собой элек­ трический мост переменного тока из активных сопротивлений, од­ ним из плеч которого является термометр сопротивления (термо­ резистор). Остальными плечами моста служат резисторы R7q, R7&и R79. Кроме того, в соответствующие плечи входят резисторы задат­ чика с шунтом Rn и корректора равновесного состояния моста Rsі с шунтом Rso-

175

Электрическое питание моста осуществляется напряжением, снимаемым с потенциометра R32 , позволяющего настраивать чув­ ствительность измерительного устройства и подключенного к вто­ ричной обмотке V силового трансформатора Тр-1. Мост находится в равновесном состоянии лишь при равенстве действительного и заданного значений регулируемой температуры.

Грубая настройка измерительного устройства на заданное зна­ чение регулируемой температуры производится сменным резисто­ ром Д76, размер которого должен быть равен сопротивлению термометра при заданном значении регулируемой температуры; точная настройка производится корректором R3ь

Сменный резистор Rn позволяет изменять диапазон дей­ ствия задатчика и цену его деления.

При отклонении регулируемой температуры от заданного зна­ чения на выходе моста переменного тока появляется пропорцио­ нальное этому отклонению напряжение небаланса моста. Для подключения милливольтметра переменного тока при баланси­ ровке моста корректором служат гнезда Д и Е.

Напряжение с выхода моста поступает на первичную обмотку входного трансформатора Тр-2 фазочувствительного однокаскад­ ного полупроводникового усилителя.

Транзистор Т1 усилителя работает в режиме с общим эмитте­ ром. Источником смещения, задающим рабочую точку транзи­ стора, служит напряжение, снимаемое с диода ßj. Ток диода

в прямом направлении задается резистором # 72. Применение германиевого диода в качестве источника смещения улучшает тем­ пературную стабильность усилителя.

Для стабилизации рабочей точки транзистора при колебаниях напряжения сети служит стабилизированный источник напряже­ ния, состоящий из обмотки II силового трансформатора Тр-1, вы­ прямительного диода В 1, фильтрующей емкости С50 и кремниевого стабилизатора D3, ток в который задается резистором ß 78.

Подключенный к эмиттеру резистор Д71 повышает входное со­ противление и улучшает температурную стабильность усилителя.

Коллектор триода питается от источника, стабилизированного опорными диодами Dі и D%, включенными встречно.

Выпрямитель ß 3, собранный по мостовой схеме на четырех диодах, коммутирует ток нагрузки через транзистор Тг в одном направлении в каждый полупериод сетевого напряжения.

Полярность напряжения постоянного тока на выходе усилителя зависит от того, в какой из полупериодов ток коллектора будет увеличиваться, что в свою очередь зависит от фазы входного си­ гнала. Напряжение постоянного тока с выхода усилителя (за­ жимы 24 и 25) поступает на вход электронного усилителя.

Принципиальная электрическая схема электронного ПИ-регу- лирующего устройства представлена на рис. 59.

Электронный усилитель служит для усиления сигнала, посту­ пающего от измерительного устройства, управления пусковым устройством исполнительного механизма и формирования пропор-

176

ционально-интегралыюго закона регулирования. Он состоит из двухкаскадного электронного усилителя на лампах Л\ и Л 2 , вы­ ходных электромагнитных реле Р\ и Р2 и устройства упругой (гиб­

связи.

Питание обоих триодов лампы Л\ осуществляется от вторичных обмоток IV и V силового трансформатора Гр-1. Часть напряжения

Рис. 59. Принципиальная электрическая схема электронного ПИ-регулн- рующего устройства

с обмотки III этого трансформатора добавляется к напряжению питания триодов, а другая часть используется для создания се­ точного смещения.

Сеточное смещение содержит постоянную слагающую, поляр­ ность которой такова, что на сетку подается «плюс» по отношению к катоду, и небольшую переменную слагающую, фаза которой та­ кова, что в проводящие полупериоды лампы на сетки также посту­ пает «плюс». Назначение переменной слагающей — устранить по­ явление сеточных токов в нерабочие полупериоды (в эти полупе­ риоды на сетки подается «минус»). Общее напряжение между катодами и сетками триодов складывается из рассмотренного на­

напряжение равно нулю при отсутствии входного сигнала, ф а з о -

тельно питающего напряжения на 90°, и четные гармоники пере­ менной составляющей.

Усиленное первым каскадом напряжение подается на вход второго каскада, являющегося усилителем мощности и выполнен­ ного по схеме баланса токов. Два триода лампы Л2 включены по­ следовательно и питаются напряжением постоянного тока от вы­ прямителей В4 и Bz. При разбалансе каскада изменяется потен­

всегда противоположен полярности напряжения, поступающего на каскад входного сигнала. Таким образом, осуществляется отрица­ тельная обратная связь, которая вызывает уменьшение крутизны каскада и увеличение зоны нечувствительности регулирующего прибора.

Нагрузкой каскада усиления мощности служат два электро­ магнитных реле, шунтированных фильтрующим конденсатором С9. Выбор того реле, которое должно сработать в зависимости от на­ правления тока в нагрузке, обеспечивается включением последо­ вательно с обмотками реле выпрямителей В2 и Вг, один из кото­ рых пропускает ток одного направления, другой — противополож­ ного. Каждое реле имеет по одной паре нормально разомкнутых контактов, которые управляют включением напряжения постоян­ ного тока, подаваемого на устройство упругой обратной связи и на обмотки реверсивного магнитңого пускателя, включающего ис­

появляется напряжение постоянного тока. Доля этого напряжения, определяемая положением ползуна потенциометра Rn, вызывает заряд емкости С3. В момент, когда воздействие обратной связи при­ ведет каскад усиления напряжения к балансу, контакты реле разомкнутся и конденсатор С3 начнет разряжаться через резисторы

Rg И Rr.

Известно, что ток, протекающий через емкости, пропорциона­ лен производной от напряжения на емкости. Следовательно, паде­ ние напряжения на резисторе R7, включенном последова­ тельно с емкостью С3, также пропорционально производной от напряжения на емкости. В результате возникает эффект введения производной в цепь обратной связи и тем больше, чем больше сопротивление резистора R7.

178

Изменяя размер резистора R 7, можно изменять размер воздействия по производной, практически не влияя на скорость об­ ратной связи, настраиваемой потенциометром Ru, и время изо­ дрома, настраиваемое сменным резистором R g .

Введение производной оказывает одновременно стабилизирую­ щее влияние на устойчивость замкнутого контура усилитель — реле — обратная связь, препятствуя возникновению в этом контуре автоколебаний (переброски).

В комплект регулятора, кроме регулирующего прибора, входят также задатчик для изменения заданного значения регулируемой величины; переключатель управления для перевода с автоматиче­ ского управления на дистанционное и наоборот; ключ управления для дистанционного управления пусковым устройством при поло­ жении переключателя управления в положении «дистанционное управление»; указатель положения для дистанционного наблюде­ ния за 'положением выходного вала электрического исполнитель­ ного механизма.

ГЛАВА 9. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Требования к системам автоматического регулирования. Основ­ ным требованием, предъявляемым к системам автоматического регулирования, является их устойчивость, т. е. способность прихо­ дить в установившееся (равновесное) состояние после устранения возмущающего воздействия.

Для устойчивых систем характерны следующие показатели ка­ чества регулирования:

/ а) максимальное динамическое отклонение регулируемой ве­ личины от заданного значения, или динамический коэффициент регулирования;

б) перерегулирование; в) ' время регулирования;

г) остаточное отклонение регулируемой величины от заданного значения;

д) обобщенная' (интегральная) оценка качества переходного процесса регулирования.

Эти показатели должны соответствовать определенным требо­ ваниям.

Устойчивость системы автоматического регулирования. Разли­ чают системы автоматического регулирования устойчивые, неустой­ чивые и нейтральные, которые могут быть охарактеризованы ви­ дом переходных процессов.

На рис. 60 приведены виды устойчивых и неустойчивых пере­ ходных процессов в системах, не обладающих запаздыванием. Возмущающее воздействие наносилось в точке ть

На рис. 60, а показано, что система плавно переходит из од­ ного установившегося состояния с параметром %сті в другое установившееся состояние, которому отвечает значение пара­ метра хУст2- В переходном режиме переходная погрешность хпер (т)