Файл: Автоматизация_Staroverov1.doc

При включении Ml (а также К A3) одновременно загорается сигнальная лампа L3, оповещающая обслуживающий персонал о том, что газовый кран от­крыт. Выключение газа (с помощью кнопки SB1) сопровождается выключением и L3\ при этом загорается другая сигнальная лампа — L4, которая информирует о том, что кран закрыт.

Цепи 12 и 13 информационные. С помощью пакетного переключателя Si42 можно включить сирену В А, оповещающую обслуживающий персонал о сниже­нии температуры в печи до минимального значения, что является признаком какой-то неполадки (нагреватели должны были включиться еще при нормальной температуре). Таким образом, минимальный контакт min ПСР используется в этой схеме не только как датчик для стабилизации температуры в рабочем простран­стве печи, ио и как датчик в системе автоматического оповещения и защиты. Система автоматического оповещения может быть выключена переводом переклю­чателя во второе положение (цепь 13). Лампа L5 сигнализирует о том, что система автоматического оповещения отключена.

В трехпозиционном регуляторе регулирующий орган имеет третье положение, в котором при значении регулируемой вели­чины, равном заданному, в объект подается такое количество энергии и вещества, которое требуется для нормальной его ра­боты. Схема трех позиционного регулирования может быть поду­чена путем некоторого преобразования рассмотренной схемы двухпозиционного регулирования (см. рис. 136), если с помощью контактов SQ1 и SQ2 управлять тремя промежуточными реле. При замыкании контакта SQ1 включается реле К1, при замыкании SQ2 срабатывает реле К2. Если оба контакта SQ1 и SQ2 разомкнуты, то срабатывает реле КЗ. С помощью этих трех реле нагревательные элементы можно включить треугольником, звездой или выключать их, т. е. осуществлять трехпозидионное регулирование температуры.

' Для создания систем автоматического регулирования, реали­зующих пропорциональный закон регулирования, часто исполь­зуют балансное реле типа БР-3. В этом реле применяются два реохорда. Значение регулируемой величины определяет положе­ние движка одного реохорда (датчик), а степень открытия регу­лирующего органа — положение движка реохорда исполнитель­ного механизма (обратная связь).

Задача балансного реле — оказание такого воздействия на исполнительный механизм, при котором положения движков двух реохордов были бы симметричными.

В схеме балансного реле БР-3 (рис. 138) главными элементами являются поляризованное реле РП-5 и выходные реле ВР1 и ВР2. Пока положения движков симметричны, силы тока, проте­кающего в двух обмотках поляризованного реле, равны и, сле­довательно, контакты его разомкнуты. Выходные реле ВР1 и ВР2 обесточены, и их исполнительные контакты разомкнуты. При отклонении регулируемой величины (например, при увеличении) изменяется положение движка реохорда датчика. В результате симметричность моста и равновесие сил тока, протекающего через обмотки поляризованного реле нарушаются, и соответствующий контакт замыкается. При этом срабатывает выходное реле, кон­такты которого включают исполнительный механизм, перемеща­ющий регулирующий орган в сторону уменьшения регулируемой величины. Одновременно перемещается движок реохорда обрат­ной связи. Исполнительный механизм работает до тех пор, пока движок реохорда обратной связи не займет положение движка реохорда датчика, после чего опять наступает равновесие. Кон­такты реле размыкаются, а исполнительный механизм останавли­вается. Так обеспечивается постоянная связь между значением регулируемой величины и положением регулирующего органа.

Для создания систем автоматического регулирования, реали­зующие И-, ПИ- и другие законы, применяют различные электрон­ные регуляторы, к числу которых относятся регуляторы типов ИРМ-240, ВРТ-2, ЭПП-17 и т. д.

Электронные регуляторы типа ИРМ-240 предназначены для пропорционально-интегрального регулирования с любыми изме­рительными приборами, оснащенными реостатными задатчиками с зоной пропорциональности 10 или 20 %. Они работают совместно с исполнительными механизмами с постоянной частотой вращения.

В качестве примера рассмотрим схемы регулирования (рис. 139) темпера­туры в рабочем пространстве топливной печи. Эта схема работает следующим образом. Помещенный в рабочем пространстве печи термоэлектрический термо­метр 6 вырабатывает сигнал, пропорциональный температуре. Этот сигнал по­ступает на вход автоматического потенциометра 5, откуда он передается на изо- дромный регулятор 3. Одновременно на ход регулятора подается сигнал от за­датчика 4. От изодромного регулятора сигнал поступает в усилитель 18, где он

15

Рис. 139. Схема регулирования температуры и соотношения газа и воздуха топливной печи

усиливается по мощности и напряжению до значения, необходимого для изме­нения положения заслонки 7, расположенной на газопроводе. Регулятор не­прерывно изменяет подачу топлива таким образом, чтобы температура в печи оставалась постоянной. Универсальный переключатель 1 имеет два положения: автоматическое и ручное. При ручном управлении используются кнопки 2.

Так как при регулировании температуры изменяется расход газа, то для экономического сжигания топлива приходится изменять и расход воздуха, т. е. поддерживвть заданное соотношение расхода газа и воздуха.

Вследствие изменения положения заслонки 7 в газопроводе изменяется перепад давления газа на диафрагме 9, что фиксируется чувствительными эле­ментами дифманометра 10. В днфманометре перепад давления преобразуется в электрический сигнал, который подается в усилитель 12 и на измерительный прибор И, оснащенный интегрирующей (суммирующей) приставкой для подсчета израсходоаанного количества газа. С выхода усилителя сигнал поступает на вход регулятора 13 соотношения газа и воздуха, который через усилитель 17 управ­ляет положением заслонки 20, установленной на воздухопроводе. Прн измене­нии расхода воздуха изменяется также перепад давления на диафрагме 8, что фиксируется дифманометром 19. Выходной сигнал дифманометра усиливается усилителем 16 и подается на вход регулятора соотношения газа и воздуха.

Для переключения режимов управления (автоматический или ручной) служит универсальный переключатель 15. При ручном режиме управление осу­ществляют с помощью кнопок 14.

Изодромные электрические регуляторы используются также в термических цехах в автоматических системах стабилизации атмосферы электрических печей.

Рассмотрим упрощенную структурную схему автоматического регулирова­ния. углеродного потенциала (цементизации) по точке росы (рис. 140, а). Точка росы — это температура, до которой необходимо охладить влажный газ, чтобы пары воды начали конденсироваться, т. е. точка росы является мерой влажности газа.

В схеме используется первичный преобразователь для косвенного регулиро­вания углеродного потенциала, описание которого приведено в гл. 10. Стабили­зация состава атмосферы печи осуществляется изменением расхода корректи рующего газа.

Газ от генератора поступает к печи по трубопроводу 7. На его пути часть газа отбирается и с помощью насоса 6 через фильтр 5 и регулятор расхода 4 подается в специальную камеру 3, где расположен первичный преобразователь 1. Камера снабжена фреоновым холодильником 2 и трубкой для отвода отработан­ной пробы в свечу. Преобразователь 1 соединен с электрическим изодромным

регулятором 10. При отклонении точки росы от заданного значения он подает команду на электрический исполнительный механизм 9, который с помощью регулирующего органа 8 изменяет соотношение газ—воздух, поступающий к ге­нератору.

При газовом азотировании (рис. 140, б) аммиак по трубе 4 поступает в гер­метически закрытый муфель печи. Печь снабжена отводной трубкой 3,по которой атмосфера печи непрерыпно подается в специальную камеру 1, где расположен термокондуктометрический газоанализатор 2, настроенный на определенные содержания водорода в газовой смеси. Описание этого прибора приведено в гл. 10. Газоанализатор 2 соединен с электрическим изодромным регулятором 7, который при отклонении содержания водорода от заданного значения подает команду на электрический исполнительный механизм 6 не помощью регулирующего органа 5 изменяет расход аммиака.

В настоящее время широко используется система автоматиче­ского регулирования «Каскад». Эта система предназначена для применения в системах автоматического регулирования различ­ных технологических процессов. Система составляет центральную часть электрической аналоговой ветви Государственной системы приборов (ГСП) и рассчитана на работу с отечественными измери­тельными приборами с дифференцированным выходным сигна­лом постоянного тока 0 ... 5 мА и 0 ... 20 мА и электрическими однооборотными исполнительными механизмами. Особенностями системы является блочно-модульное исполнение, использование современных высоконадежных элементов, малые габаритные раз­меры и расширенные функциональные возможности.

Для высокоточного регулирования температуры серийно вы­пускается регулятор ВРТ-2 с диапазоном регулирования ±0,5 "С. В качестве измерительных элементов в этом регуляторе исполь­зуются термоэлектрические термометры типов ПР и ПП. Регулятор состоит из измерительного блока и регулирующего прибора типа Р-111.

Программные и следящие регуляторы создаются путем сочле­нения стабилизирующего регулятора с программным или следя­щим задающим устройством.

Наиболее распространенная конструкция программных регу­ляторов приборного типа (например, ЭПП-17) предусматривает кинематическую связь положения задатчика с радиусом кулачка, вращаемого синхронным двигателем привода диаграммы.

Характерным представителем современных электронных про­граммных регуляторов аппаратного типа является регулирующее устройство типа РУ5, у которого носителем программы является диаграммная лента с нанесенной на ней кривой.

Программные устройства РУБ выпускаются в двух модифика­циях: для позиционного регулирования (РУ5-01М) и для П- и ПИ-регулирования (РУК-02М), предназначенные для работы в комплекте с регуляторами, например, РУ4-06, РУ4-15, РУ4-16А.

Программные регуляторы РУ5-01М и РУ4-02М комплек­туются электронными измерительными приборами, имеющими дополнительный реостатный датчик со 100 %-ной зоной пропор­циональности.

Погрешность программных устройств РУ5-01М и РУ5-02М не более 0,5 % от длины шкалы; порог чувствительности следящей системы составляет 0,2 % от длины шкалы.

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ КОСВЕННОГО'

ДЕЙСТВИЯ

При автоматизации технологических процессов, свя­занных с применением регулирующих органов, требующих для приведения их в движение больших усилий, особенно при посту­пательном движении, целесообразно использовать гидравлические исполнительные механизмы. В этой связи созданы различные ком бинированные электронно-гидравлические регуляторы, в которых точность и компактность электрических измерительных и команд­ных устройств сочетается с преимуществами гидравлических ис­полнительных элементов.

Электронно-гидравлическая система автоматического регули­рования «Кристалл», получившая довольно большое распростра­нение, представляет собой комплекс приборов и устройств, с по­мощью которых могут быть осуществлены регуляторы различной структуры, эта система предназначена для автоматизации тепло­технических процессов энергетического оборудования средней и малой мощности.

Рассмотрим принцип работы электронно-гидравлического ре­гулятора (рис. 141). Первичные преобразователи / (не более трех) измеряют регулируемую величину и преобразуют ее в сиг­налы переменного тока. В транзисторном усилителе 2 эти сигналы суммируются между собой и с сигналом задатчика 3, усиливаются и подаются на обмотки электрогидравлического реле 5, управ­ляющего гидравлическим исполнительным механизмом 6. Уст­ройство обратной связи 7 преобразует перемещение вала испол­нительного механизма в электрический сигнал, который подается

Рис. 141. Структурная схема электронйо-гидравли- ческого регулятора системы «Кристалл»

Рис. 142. Схема гидравлического струйного регуля­тора