Файл: Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов.pdf

ного напряжения поступает на вход магнитного усилителя 4, кото­ рый бесконтактно управляет исполнительным механизмом 5. Для возможности отключения регулятора и перехода на ручное дистан­ ционное управление служат переключатели 6. Для контроля поло­ жения регулирующего органа на пульте управления установлен дистанционный указатель положения 7.

Структурная схема ПИД-регулирования отличается от преды­ дущей наличием дифференциатора, который включают последова­ тельно в линию, соединяющую первичный прибор и регулятор. Структурная схема П-регулирования включает жесткую обратную

Рис. VIII.12. Структурная схема из­ мерительного блока регулятора РП-2

Рис. VIII.13. Структурная схема элек-. Рис. VIII.14. Структурная схема тронного блока регулятора РП-2 электронно-гидравлического ре­

гулятора

связь по положению выходного сигнала (штока) исполнительного механизма (пунктир на рис. VIII. 11).

Разберем схему измерительного блока (рис. VIII. 12). Измеритель­ ный блок И-П2 служит для алгебраического суммирования в нуж­ ной пропорции сигналов дифференциально-трансформаторных или ферродинамических преобразователей 1 с сигналом задания, уси­ ления и преобразования в напряжение постоянного тока с целью дальнейшей подачи на вход электронного блока. Входные сигналы Х-! и х2 сравниваются в устройстве 2 с сигналом хзд задатчика 3. Результат сравнения Ах усиливается и преобразуется с учетом фазы фазочувствительным каскадом 4. Функциональная схема элек­ тронного блока (рис. VIII. 13) состоит из модуля усилителя /, моду­ ля триггера 2 и модуля обратной связи 3.

§ ѴІІІ.З. ЭЛЕКТРОННО-ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА «КРИСТАЛЛ»

Характерной особенностью системы «Кристалл» является соче­ тание электрических методов измерения и усиления с электрогидрав-

164

лическими методами работы исполнительных механизмов. Исходя из требований обеспечения высокой надежности и простоты обслужи­ вания, в регуляторе отсутствуют электроконтактные устройства и электровакуумные элементы. Система позволяет формировать П-, И- и ПИ-законы регулирования.

Визмерительную часть схемы электронно-гидравлического регу­ лятора (рис. VIII. 14) могут быть введены сигналы от нескольких (до трех) первичных приборов ПП и устройства обратной связи ОС. Сте­ пень влияния каждого из них можно плавно менять в широких преде­ лах при помощи ручек настройки. Задание регулятору устанавлива­ ют задатчиком 3d. Электрический сигнал, пропорциональный алгеб­ раической сумме сигналов от первичных приборов и задатчика, уси­ ливается транзисторным усилителем У, выходной каскад которого является фазочувствительным. Сигнал с выхода усилителя подается на обмотки электронно-гидравлического реле ЭГР, управляющего гидравлическим -исполнительным механизмом ГИМ. Обратная связь ОС охватывает все элементы регулятора, включая исполни­ тельный механизм.

Вкачестве первичных приборов для электронно-гидравлических регуляторов могут быть применены манометры, дифференциаль­ ные манометры и тягомеры с дифференциально-трансформаторными преобразователями, термопары и термометры сопротивления. Пере­ численный комплект первичных приборов обеспечивает автоматиза­ цию теплотехнических процессов. Рассмотрим отдельные элементы электронно-гидравлического регулятора (рис. VIII. 15, а).

Усилитель-регулятор. Для работы с различными первичными приборами (дифференциально-трансформаторными преобразовате­ лями, термометрами сопротивления, термопарами) разработаны транзисторные приборы трех типов, в значительной мере сходные

между собой. Основной (базовой) модификацией является прибор УТ, предназначенный для работы от дифференциально-трансформа­ торных преобразователей (рис. VIII. 15, б). Прибор суммирует сиг­ налы от нескольких первичных приборов, обратной связи и задатчи­ ка, а также усиливает сигналы рассогласования. Кроме того, в при­ боре имеется переключатель ПУ для перевода на автоматическое или дистанционное управление и органы дистанционного управле­ ния — кнопки «Больше» и «Меньше». В схему суммирования входят цепи питания первичных обмоток преобразователей, мост задатчи­ ка и реостаты чувствительности по каналу каждого преобразовате­ ля (Дх — R3). Первичные обмотки преобразователей соединяют по­ следовательно, для чего соответствующая обмотка II трансформа­ тора Трі имеет несколько отводов.

Задание регулятору устанавливают потенциометром /?4, ко­ торый вместе с резисторами R5 и Re образует узел задатчика. За счет индуктивной связи между катушками Lx и І 2 напряжение на L2, а следовательно и на выходе узла задатчика, сдвинуто по фазе от­ носительно тока в катушке Lx, совпадает по фазе с напряжением, по­ лученным от преобразователя, и суммируется с ним. Сменные ре­

165

на транзисторе, работающем в режиме ключа. Коэффициент передачи такого демодулятора, определяемый отношением постоянной

Рис. VIII. 15. Усилитель-регулятор системы «Кристалл»

а— общий вид; б— электрическая схема

166

минимальные наводки на вход усилителя, так как имеет с ним

общую точку.

Двухкаскадный усилитель выполнен на двух транзисторах Та и Т4. Оба каскада построены по обычной схеме с общим эмиттером.

суммирования и узел задания. В приборе могут суммироваться сиг­ налы от одного дифференциально-трансформаторного преобразо­ вателя, двух мостов с термометрами сопротивления и моста задатчи­ ка. Прибор УТ-Т предназначен для работы с термопарой. Его входное устройство позволяет суммировать сигнал от термопары с сигналом от двух дифференциально-трансформаторных преобра­ зователей. Первичные приборы, исполнительный механизм и пита­ ющее напряжение подключаются к усилителям всех типов через штепсельный разъем, установленный на задней стенке прибора.

167

Электрогидропреобразователь. В системе применен электрогид­ равлический преобразователь релейного типа, характеризующийся простотой конструкции и высокой надежностью. Схема управления гидравлическим исполнительным механизмом / при помощи релей­

время в обе полости цилиндра исполнительного механизма пода­ ется вода из магистрали под давлением, установленным при помо­ щи редукционного клапана. При отклонении регулируемой величины от заданного значения на одной из обмоток (Рг или Р2) появляется напряжение, которое увеличивается по мере увеличения отклонения. При достижении напряжения срабатывания сердечник соответству­ ющего электромагнита и связанный с ним клапан перемещаются из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее. Тем самым от­ крывается слив из соответствующей полости цилиндра. Поршень 1 будет перемещать регулирующий орган 2 до тех пор, пока напряже­ ние на обмотке электромагнита не уменьшится до величины напря­ жения отпускания. Когда клапан перейдет в нижнее положение, слив воды прекратится и поршень остановится. Обратные шариковые клапаны 3 обеспечивают стабилизацию положения регулирующего органа при обесточенных катушках электрогидравлического пре­ образователя. Мощность срабатывания электрогидропреобразова­ теля не превышает 3 Вт, что обеспечивает работу триодов выходного каскада усилителя с большим запасом по мощности. '

Имеются четыре модификации гидравлического исполнительного механизма, отличающиеся видом устройства обратной связи. Общее во всех модификациях — привод поршневого типа. В самой простой модификации гидравлический исполнительный механизм не имеет устройств обратной связи. В этом случае система осуществляет И-за- кон регулирования. Другие две модификации позволяют вводить в схему регулирования жесткие связи по положению исполнитель­ ного механизма. Для этой цели в кожухе устанавливают один или два дифференциально-трансформаторных преобразователя пере­ мещения 4, плунжеры которых при помощи рычажной системы 5 ки­ нематически связаны с исполнительным механизмом. В этом случае может быть осуществлен П-закон регулирования. Если в исполни­ тельном механизме устанавливают два преобразователя, то его мож­ но использовать в схемах связанного регулирования; при этом один преобразователь служит для образования жесткой обратной связи, а второй меняет задание другому регулятору (например, в схеме регулирования соотношения топливо — воздух в котлах и печах). На этом же принципе может быть построена схема слежения двух исполнительных механизмов.

Другая модификация гидравлического исполнительного механиз­ ма оснащена пневматическим устройством упругой обратной связи, позволяющим реализовать ПИ-закон регулирования. В этом испол­ нительном механизме время изодрома изменяется при помощи мест-

168