Файл: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 157

Скачиваний: 1

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

веден на рис. 3-14. Скачки напряжения на выходе устройства обратной связи в обеих схемах, приведенных на рис. 3-13, а и б, достигаются с помощью дополнительно­ го сопротивления г, включенного последовательно с кон­ денсатором С. В момент включения реле на резисторе г появляется напряжение, частично компенсирующее вход­ ной сигнал. В момент отключения это напряжение мгно­ венно исчезает. При этом, как видно из рис. 3-14,

Время ВКЛЮЧеНИЯ РЄЛЄ Тій

И

Время

ОТКЛЮЧеНИЯ

Т2и

меньше

интервалов

( п

и

Тг) при

отсутствии

со­

ответствующих устройств. Скачок напряжения в схе­ ме рис. 3-13, с определя­ ется исчезновением раз­ рядного тока, который создавал некоторое паде­ ние напряжения на рези­ сторе г; одновременно по­ является зарядный ток, определяемый разностью сб — U c , где Uc — напря­ жение на конденсаторе в

момент включения реле. Под действием этой разности через резисторы Ri и г течет ток, заряжающий конденса­ тор. При этом возникает дополнительный скачок напря­ жения на выходе цепочки обратной связи. Сумма двух скачков напряжения на резисторе г от исчезновения тока разряда и появления тока заряда и определяет полный скачок напряжения на выходе цепочки обратной связи. Если реле выключается, то изменяется направление тока

через резистор г, т. е. снова возникает

скачок напря­

жения.

 

 

 

 

В момент включения реле полный скачок напряжения

равен:

 

 

 

 

Ri

+

r

Ri+r

'

т. е.

 

 

 

 

AU

=

-

^ - .

(3-30)

109


В момент отключения

Следовательно, в моменты включения и отключения реле появляются дополнительные одинаковые скачки на­ пряжения. Такие скачки, с точки зрения -работы регуля­ тора, эквивалентны уменьшению зоны возврата реле на величину ДІ/.

Для схемы на рис. 3-13,6 скачок напряжения в мо­ мент включения реле может быть определен из выра­ жения

A f j -

с Ь г

|

а ~ ( и с к

r

, i u c ) t , r

 

 

Ro + r

R3 + r

 

Rp

+ r

и в момент

отключения

 

 

 

 

А

Ц _

сбг

 

с Ь - [ и с ) и

r

{Uc)u

г

 

 

Ro +

r

Rp + r

 

R3

+ r

В данном случае из-за разных цепей разряда и заря­ да скачки напряжения при разряде и заряде различны Их величина зависит от величины сигнала на входе. Од­ нако в этой схеме параллельная цепочка rR0 позволяет в значительных диапазонах изменять величину скачка напряжения.

Приближенно можно считать, что влияние устройства «Импульс» идентично уменьшению зоны возврата реле на величину

MJ^cbri—!

Ь — — ) .

(3-31)

\R0 + r

R3 + rj

 

Дополнительные скачки напряжения позволяют от­ ключать реле раньше, чем конденсатор в обратной связи зарядится до напряжения, необходимого для компенса­ ции величины входного сигнала. После короткого интер­ вала отключенного состояния реле включится опять и за­ ряд конденсатора будет продолжаться. Однако дополни­ тельные пульсации, которые накладываются на основной режим работы регулятора, позволяют избежать автоко­ лебаний, возникающих в регуляторе из-за инерции в уси­ лителе и выбега исполнительного механизма.

Мы не рассматриваем здесь автоколебаний в регуля­ торе, поэтому дополнительные элементы «Импульс» в

ПО


устройстве обратной связи скажутся только на уменьше­ нии зоны возврата реле на величину AU, приведенную в (3-30) и (3-31). Расчет частотных характеристик регу­ лятора проводится с учетом этого замечания по обычным правилам, приведенным в § 3-2.

Устройство

«Импульс» включено

в регуляторы

РПИК, Р П И Б

и РП-2, рассмотренные

в гл. 4.

Глава четвертая

Р Е Г У Л И Р У Ю Щ А Я А П П А Р А Т У Р А Э Л Е К Т Р О Н Н О Й А Г Р Е Г А Т Н О Й У Н И Ф И Ц И Р О В А Н Н О Й С И С Т Е М Ы

4-1. Н А З Н А Ч Е Н И Е И СТРУКТУРА С И С Т Е М Ы

Разработка электронной агрегатной унифицированной системы (ЭАУС) проводилась в основном на базе элек­ тронной аппаратуры системы Всесоюзного теплотехниче­ ского инструмента для регулирования тепловых процессов на электростанциях. Регуляторы ЭАУС широко исполь­ зуются в настоящее время и в других отраслях промыш­ ленности: цветной металлургии, промышленности строи­ тельных материалов, пищевой промышленности.

Система реализует ПИ-, П-, ПИД-, ПД-законы регу­ лирования. Отдельные формирующие блоки системы имеют релейный и непрерывный выход. Релейный выход используется для управления через исполнительный (вы­ ходной) усилитель исполнительным механизмом. Непре­ рывный выход может быть подключен на вход другого регулирующего блока, что позволяет строить каскадные схемы регулирования.

Система построена по аппаратному принципу, т. е. ре­ гулирующие устройства воспринимают сигналы непо­ средственно от датчиков. Входные цепи этих устройств могут подключаться к датчикам, обычно используемым в промышленных системах контроля (термопарам, тер­ мометрам сопротивления, дифференциально-трансформа­ торным датчикам). Система имеет и ряд специальных датчиков, используемых только в ЭАУС.

Как упоминалось во введении, в настоящее время на­ блюдается тенденция унификации сигнала в системах контроля и регулирования. Поэтому отдельные измери-

ш


тельные блоки системы строятся таким образом, чтобы наряду с сигналами от датчиков они могли воспринять и унифицированный сигнал от преобразователей. Это об­ стоятельство в значительной степени уничтожает разли­ чие между аппаратной и приборной системами, так как наличие унифицированного сигнала делает блоки этих систем взаимозаменяемыми.

1

J

1

г-*-

Рис. 4-1. Схема взаимодействия между блоками ЭАУС.

Система ЭАУС (рис. 4 - 1) состоит из ряда блоков; за­ мена некоторых из них позволяет использовать систему для различных задач регулирования. Система включает следующие виды блоков: 1—датчики для измерения ре­ гулируемой величины; 1\ — датчик в системе измерения, сигнал от которого поступает в систему регулирования через измерительный преобразователь 2; 2— преобразо­

ватели для преобразования сигнала датчика

в

стацио­

нарный унифицированный сигнал

(в ЭАУС

эти

блоки

используются редко); 3 — измерительные блоки

(в этих

блоках осуществляются сравнение

регулируемой

величи­

ны с заданием, алгебраическое суммирование сигнала

с

различных датчиков и формирование

сигнала ошибки

в

форме напряжения, унифицированного

в системе); 4 —

формирующие блоки (усиливают сигнал ошибки и фор­ мируют заданный закон регулирования); 5 — исполни­ тельные усилители (усиливают по мощности выходной

112

сигнал формирующего блока и преобразуют его для управления двигателем исполнительного механизма); 6 — исполнительные механизмы (перемещают регулиру­ ющий орган); дополнительные блоки выполняют ряд спе­ циальных операций, расширяющих возможности систе­ мы; 7\ — задатчик регулятора; 72 — датчик обратной свя­ зи по положению регулирующего органа, с помощью ко­

торого формируется П- и

ПД-законы регулирования;

73 — указатель положения

выходного вала исполнитель­

ного механизма; 74 — прибор для синхронизации положе­ ния двух исполнительных механизмов.

На рисунке под основным контуром изображен вто­ рой контур, формирующий блок которого изменяет зада­ ние первому. Таким образом могут быть образованы, например, каскадные схемы регулирования. Преобразо­ ватели являются конструктивно самостоятельными бло­ ками системы, они трансформируют сигналы самых раз­ личных датчиков в стандартный сигнал 0—5 ма. Преоб­ разователи не являются обязательными элементами системы, так как измерительные блоки позволяют вос­ принимать сигналы различных датчиков и их комбина­ ций. На выходе измерительных блоков всегда один и тот же стандартный сигнал, который вводится в формирую­ щий блок.

Измерительные блоки регуляторов компонуются в од­ ном корпусе с формирующими блоками. Эти два блока часто называются регулятором, хотя правильнее считать регулятором эти два блока вместе с датчиком и исполни­ тельным механизмом. В системе имеются измерительные блоки, выполняющие алгебраическое суммирование стан­ дартных сигналов. Название регулирующего прибора оп­ ределяется видом измерительного и формирующего бло­

ков. Типы регулирующих устройств системы

приведены

в табл. 4-1. Различные формирующие блоки

имеют

не­

прерывный (КПИ-62) и трехпозиционный релейные

вы­

ходы. Существует несколько типов формирующих блоков с релейным выходом. Из них широко распространен фор­ мирующий блок ЭР-62, используемый в регуляторах РПИК . Серии регуляторов Р П И К на заводе МЗТА пред­

шествовали регулирующие приборы

типов ЭР-Ш-59,

ЭР-Т-59, ЭР-С-59 и т. д. В этих типах

приборов форми­

рующие блоки имели различные входные сигналы в за­ висимости от применяемого измерительного блока. Су­ щественно отличались измерительные схемы. Принци-

8-681

113


Т а б л и ц а 4-1

Типы регулирующих устройств с формиру­ ющими блоками

Функции измерительного блока и его тип

Суммирование сиг­ налов трех датчиков пе­ ременного тока (индук­ ционных, дифференци­ ально-трансформатор­ ных и ферродинамических И - Ш )

То же для четырех датчиков (И-IV)

Преобразование сиг­ нала от термопары (И-Т)

Суммирование сиг­ нала термопары с двумя сигналами датчиков пе­ ременного тока (И-Т2)

SP-62

РПН и РП-2*

КПИ-62 (ПИ-

(ЭР-62-ЭГ)

(РПИ-ЭГ)

закон регули­

(ПИ-закон

(ПИ-закон

рования,

регулирова­

регулирования,

непрерывный

ния, релейный

релгйный

бесконтакт­

контактный

бесконтакт­

ный выход)

выход)

ный выход)

 

Р П И К - Ш

РПИБ - ІІІ

кпи-ш

Р П И К - I V

РПИБ - IV

КПИ - IV

 

РП2-П2*

 

РПИК - Т

РПИБ - Т

кпи-т

 

РП2-Т2*

 

РПИК-Т2

РПИБ - Т2

КПИ-Т2

Преобразование

сиг­ РПИК - С

Р П И Б - С

кпис

нала от термометра

со­

 

 

противления (И-С)

 

 

 

Суммирование сиг­

РПИК-2С

налов двух

термометров

 

сопротивления (И-2С)

 

Преобразование

сиг­

Р П И К - М К

 

нала от магнитного

кис-

 

лородомера

(И-МК)

 

 

РПИБ - 2С КПИ-2С РП2-2С*

Р П И Б - М К КПИ - МК

 

Суммирование

двух

РП-2*

унифицированных

сиг-

 

 

 

палов 05

ма

 

 

 

 

 

Суммирование

четы­

РП2-У2*

рех

унифицированных

 

 

 

сигналов 05 ма

 

 

 

 

дом

П р и м е ч а н и е .

Приборы, обозначенные звездочкой, выпускаются заво­

ЭИМ

(г. Чебоксары).

Остальные приборы

випускаюся

заводом M3TA

(г. Москва). Электрические схемы и конструкции регуляторов этих двух заво­ дов отличаются.

114