ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.07.2024
Просмотров: 293
Скачиваний: 1
СОДЕРЖАНИЕ
1. Основные понятия и определения
Глава 2. Первичные преобразователи
6. Фотоэлектрические первичные
Глава 3. Усилители и стабилизаторы
Глава 4. Переключающие устройства и распределители
Глава 5. Задающие и исполнительные устройства
Глава 6. Общие сведения об измерении и контроле
Глава 8. Контроль давления и разрежения
Глава 9. Контроль расхода, количества и уровня
Глава 12. Автоматическая блокировка и защита в системах управления
Глава 13. Системы автоматического контроля и сигнализации
Глава 14. Системы автоматического
Глава 15. Объекты регулирования и их свойства
Глава 17. Конструкции и характеристики регуляторов
Глава 18. Общая характеристика
Глава 19. Математическое и программное обеспечение микроЭвм
Глава 20. Внешние устройства микроЭвм
Глава 21. Применение микропроцессорных систем
Глава 23. Конструкции промышленных роботов
Глава 25. Роботизация промышленного производства
Глава 17. Конструкции и характеристики регуляторов
-
РЕГУЛЯТОРЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
Регулятором прямого действия называют регулятор, перемещение регулирующего органа которого производится воздействием чувствительного элемента, использующего для этого энергию регулируемой среды.
Примером регулятора прямого действия является показанный на рис. 121 астатический регулятор уровня. В этом регуляторе чувствительным элементом является поплавок, а регулирующим органом — заслонка.
Отсутствие дистанционного управления у регуляторов прямого действия ограничивает их область применения. Однако благодаря небольшой стоимости и простоте конструкции регуляторы прямого действия находят применение в тех случаях, когда требуется стабилизирующее регулирование с невысокой точностью при постоянной нагрузке.
Промышленность выпускает серийно регуляторы прямого действия для стабилизации температуры, давлений и уровня.
Регуляторы температуры типов РТД, РТ и РТК предназначаются для автоматического поддержания заданной температуры жидких и газообразных сред.
Рассмотрим работу регулятора прямого действия типа РТД (рис. 133). Термометрическая система регулятора представляет собой паровой манометрический термометр, состоящий из термобаллона 1, капилляра 2 и сильфона 3. Внутренняя емкость системы частично заполнена низкокипящей жидкостью, температура кипения которой ниже нижнего предела регулирования температуры. Термобаллон размещается в контролируемой среде, и
Рис. 133. Регулятор температуры пря- Рис. 134. Регулятор давления прямого мого действия действия
в соответствии с ее температурой в термометрической системе устанавливается давление паров рабочей жидкости. В результате этого в сильфоне развивается усилие, пропорциональное гое эффективной площади, которое уравновешивается усилием пружины 4. При отклонениях температуры от заданного значения, определяемого состоянием пружины, давление в термосистеме изменяется и, следовательно, растягивается или сжимается силь- фон, вызывая перемещение штока 5 и золотника 6 регулирующего клапана. Благодаря этому изменяются проходное сечение клапана и количество нагреваемого вещества. Изменение расхода нагреваемого вещества прекращается, как только его температура достигнет заданного значения.
Регуляторы давления выпускаются двух типов: пружинные и гиревые. К первым относятся регуляторы перепада давления. Такие регуляторы выпускаются двух модификаций: «после себя» (давление закрывает) и «до себя» (давление открывает).
Регулятор давления прямого действия РДП (рис. 134) предназначен для поддержания давления мазута в трубопроводе. Плоская гофрированная мембрана 2 жестко связана с золотником 4 клапана. Настройка регулятора на необходимое давление осуществляется винтом, соединенным с мембраной посредством тарированной пружины 3. При увеличении давления в системе 1 мембрана 2 прогибается вниз и прикрывает доступ мазута едпо- мощью золотника 4. Регуляторы РДП выпускают в четырех модификациях с давлениями настройки от 0,1 -10е Па до 4-10® Па. Регулятор встраивается непосредственно в трубопровод и настраивается по показанию манометра. Ф
Из регуляторов давления прямого действия, предназначенных для автоматического поддержания заданного давления пара, воды, таза и других сред, следует отметить регулятор типа РД-32. Диапазон настройки регулятора 0,25-10® ... 2,5-10® Па, диаметр условного прохдда 32 мм, зона нечувствительности — не более 2,5 %.
Универсальный регулятор давления типа РДУК-2 предназначен для регулирования высокого (1,2-10е МПа) и среднего (0,6 МПа) давления неагрессивного газа и поддержания заданного значения выходного давления от нуля до максимума при переменном входном давлении и изменении расхода.
Регуляторы уровня поплавкового типа являются наиболее распространенными. Регулятор уровня РУ-16 (рис. 135) имеет поплавок 1, который кинематически связан с золотниковым устройством 5 клапана 6. Поступающая в клапан жидкость своим напором поднимает поршень 4 и связанное с ним золотниковое устройство 5 и течет в резервуар через щель между золотником и корпусом клапана. В это же время часть жидкости протекает через небольшое отверстие 7 поршня и головки 3 в резервуар. При достижении заданного уровня в резервуаре жидкость поднимает поплавок, который перекрывает пробкой 2 отверстие в головке <3.
Давление жидкости под поршнем уравнивается, а поршень действием собственного веса опускается вместе с золотником, перекрывающим отверстие, в клапан, после чего подача жидкости в резервуар прекращается. При снижении жидкости в резервуаре поплавок опускается и приоткрывает пробкой отверстие в головке 3, давая тем самым поступающей жидкости вновь поднять поршень и заполнить резервуар до заданного уровня.
Регулятор РУ-16 предназначается для регулирования уровня чистых агрессивных жидкостей с температурой 5 ... 60 °С.
-
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ КОСВЕННОГО
ДЕЙСТВИЯ
В электрических и электронных регуляторах для управления исполнительным механизмом используется электрическая энергия.
Для создания позиционных систем автоматического регулирования в литейных и термических цехах используют серийные приборы различных модификаций, снабженных электрическими контактными устройствами. Для позиционного регулирования могут быть использованы преобразователи релейного типа (биметаллические, дилатометрические и др.).
Рис.
136. Схема двухпозициоииого электрического
регулятора температуры
ниже допустимой, то должны включаться нагревательные элементы ЕК1 большой мощности, а если температура станет выше допустимой, то включаются элементы ЕК2 малой мощности. В качестве чувствительного элемента используется термометр сопротивления 1, подключенный к электронному мосту 2 по трехпроводной схеме. Если температура в печи отклонится от заданного значения, то изменится электрическое сопротивление термометра и в диагонали моста появится сигнал разбаланса. Усиленный электронным усилителем 3 сигнал приводит во вращение ротор реверсивного двигателя 4. Направление его вращения зависит от знака разбаланса, т. е. от знака отклонения температуры от заданного значения. С ротором электродвигателя кинематически связаны два диска: 5 к 6, положение которых зависит от угла поворота ротора, следовательно, от положения движка реохорда и показывающей стрелки 9 моста. К дискам с помощью пружин 7 и 8 прижаты направляющие контактов 8С}1 и БС12. При вращении дисков контакт БС}2 замкнут в интервале показаний прибора от начала шкалы до впадины диска 5 и разомкнут в интервале от впадины до максимума шкалы. Контакт 8С}1, наоборот, разомкнут от начала шкалы до впадины диска 6 и замкнут в интервале от впадины до максимума шкалы.
При достижении нижнего температурного предела замыкается контакт 8С}1 и включаются нагревательные элементы ЕК1 большой мощности. При достижении верхнего температурного пре дела замыкается контакт 802, а контакт 5(2/ размыкается, что приводит к медленному снижению температуры. Как только будет достигнут нижний предел температуры, ситуация повторится, и т. д.
На рис. 137 показана электрическая схема двухпозициоииого регулирования температуры в рабочем пространстве камерной печи типа СНЗ-4,0.8,0.2,6/10
НАї.г
58МР,
її
»г
73
U-F |
Hg 1=> |
9 SQ7 |
nM2 |
|
U ßA |
|
S~ |
«л». з
-О-1
Рис. 137. Электрическая схема регулирования температуры рабочего пространства камерной электрической печи с защитной атмосферой
И приводу исполнительного механизма
Ы L-J
Рис.
138. Упрощенная структурная схема
балансного реле типа БР-3
с защитной атмосферой. Печь трехфазная и подсоединяется к печи через предохранители FU. Включение и выключение нагревательных элементов ос.уще- ствляется с помощью контактора. Стабилизация температуры обеспечивается системой автоматического регулирования (САР).
Схема управления состоит из 13 цепей. По функциональному признаку их можно разделить на цепи управления, цепи защиты и информационные цепи. Управление осуществляется: температурой в рабочем пространстве печи (автоматическое и ручное в случае выхода САР из строя); подачей защитной атмосферы в печь; подачей газовой завесы. Информационные цепи служат для оповещения обслуживающего персонала о различных режимах работы печи с помощью световых и звуковых сигналов.
В печи имеется одна зона. Регулирование температуры осуществляется с помощью САР, состоящей из термопары, компенсационных проводов, потенциометра ПСР (потенциометр самопишущий, регулирующий), промежуточных реле КА1 и КА2, контактора КМ и, наконец, самой печи СНЗ-4,0.8,2.6/10. Потенциометр ПСР связан со схемой управления с помощью цепей 1, 2 к 3. Цепь 1 служит для питания самого прибора ПСР. Цепи 2 и 3 содержат минимальный (min) и нормальный (norm) контакты терморегулятора ПСР. Максимальный контакт (max) ПСР в схеме не использован. В цепях 2 и 3 формируется управляющий сигнал, который с помощью промежуточных реле КА! и КА2 усиливается до значения, необходимого для приведения в действие катушки исполнительного элемента (контактор КМ). Таким образом, KAI и КА2 играют роль усилителей сигнала по мощности.
В цепях 3 к 4 имеются контакты универсального переключателя, рассчитанного на три положения: автоматическое (А), выключено (0) и ручное (Р). Каждое из этих положений соответствует определенному режиму работы печи: автоматическое управление температурой в печи; печь выключена; ручное управление температурой (только при наладке режимов или в случае выхода САР из строя). С помрщью цепи 4 включается контактор и, следовательно, сами нагревательные элементы печи. Контактор может включиться только в том случае, если дверца печи будет закрыта. Последнее обеспечивается введением в цепь 4 путевого выключателя SQ1, выключающегося при открытии дверцы печи. Непосредственное включение катушки контактора, а следовательно, и его контактов осуществляется следующим образом: при автоматическом управлении — контактами промежуточных реле К.А1 и К.А2-, при ручном управлении — только с помощью контактов КА2.1.
Катушка КА1 включается только тогда, когда температура в печи достигает минимального значения. Катушка К.А2 подсоединена к контакту, соответствующему нормальной температуре в печи. Следовательно, нагревательные элементы печи остаются включенными и в том случае, когда температура печи станет равной заданной. Нагреватели отключаются от сети только тогда, когда температура в печи станет больше нормы. Так составлены цепи, управляющие стабилизацией температуры в печи. О том, включена печь или выключена в данный момент, нас информируют две сигнальные лампы: L1 и L2. При включенных нагревательных элементах горит сигнальная лампа L1, а при выключенных — лампа L2. Это достигается включением в цепи 5 и б контактов контактора КМ. Резисторы R в цепях 5 и 6 необходимы для понижения напряжения на сигнальных лампах с 220 В до рабочего (резисторы в цепях ламп играют роль нагрузочных сопротивлений). Цепи 7, 8 и 11 предназначены для управления подачей защитной атмосферы и газовой завесы.
В схеме имеются электромагнитные краны М1 и М2 соответственно подачи защитной атмосферы и подачи газа для создаиня газовой завесы в печи.
Как видно из структуры цепи 7, подать в печь защитную атмосферу можно только в том случае, если температура в печи ие снизилась до минимальной (при включении КА1 цепь 7 размыкается контактом КА1.2). Эта система является системой защиты от взрыва. Управление подачей газа в печь осуществляется вручную с помощью кнопок SB1 и SB2. Реле К A3 введено для размножения контактов, так как Ml не имеет блокировочных контактов.