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
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 0—5 |
ма |
|
|
|
|
|
|
Суммирование |
четы |
— |
РП2-У2* |
— |
|
рех |
унифицированных |
|
|
|
||
сигналов 0—5 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