Файл: Гинзбург, И. Б. Автоматическое регулирование и регуляторы в промышленности строительных материалов учебник.pdf

г) многоканальные приборы постоянного тока, в том числе вторичные приборы для датчиков ГСП и приборы для измерения температуры (типа М-1743—3-канальный; М-1740—4-канальный; М-1741—8-канальный; М-1742—12-канальный).

Узкопрофильные приборы (рис. 89, а) имеют плоский литой корпус I, закрытый крышкой. Внутри корпуса размещены изме­ рительный механизм (магнитоэлектрический, электромагнитный или ферродинамический), подвижная часть которого снабжена зеркалом, оптическая система и элементы измерительной схемы.

Рис. 89. Унифицированные приборы серии АСК

а — у з к о п р о ф и л ь н ы е ; б — многоканальные

С задней стороны корпуса расположен патрон осветительной лампы 2. Все электрические подключения производятся с по­ мощью штепсельного разъема. Шкала 3 снабжена прорезью, за­ крытой прозрачным матовым экраном 4, на который проекти­ руется световой указатель 5.

Сигнализирующие приборы снабжены двумя цветными свето­ фильтрами-шторками (слева— зеленый, справа — красньпг). Све­ тофильтры расположены за шкалой таким образом, что свето­ вой указатель при выходе измеряемой величины за установлен­ ные пределы изменяет свой свет.

Контактные приборы снабжаются фоторезисторами, связан­ ными со шторками. При достижении световым указателем уста­ новленного значения сопротивление фоторезистора резко умень­ шается, что может быть использовано для управления внешними релейными устройствами.

Многоканальные приборы (рис. 89, б) служат для одновре­ менного контроля параметров, имеющих одинаковый диапазон их измерения. Приборы рассчитаны на 3, 4, 8 или 12 каналов. Они имеют от одного до трех модулей. Каждый модуль содер­ жит 4 самостоятельных измерительных механизма с общей лам­ пой и общей оптической системой. Модуль трехканального при­ бора содержит 3 механизма. Шкала прибора имеет три прорези, закрытые матовыми экранами, по которым перемещаются свето­ вые указатели.

136

Р А З Д Е Л Т Р Е Т И Й

ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ

Г л а в а I. ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Основные агрегаты промышленности строительных материа­ лов— печи, мельницы, барабаны, сушилки и т. и., как правило, не простые объекты, для которых применимы простейшие одно­ контурные системы, состоящие из датчика, регулирующего при­ бора и исполнительного механизма. Системы стабилизации рас­ ходов, давлений, температур входят составной частью в много­ контурные системы автоматизации основных агрегатов. При создании систем автоматического регулирования для таких объ­ ектов необходимо учитывать индивидуальные особенности техно­ логического процесса того или иного конкретного объекта, ис­ следовать и выявлять закономерности поведения параметров, характеризующих работу агрегатов. Эти агрегаты сложны, об­ ладают значительным транспортным запаздыванием, взаимосвя­ занными регулируемыми величинами, отсутствием ряда специ­ фических приборов контроля технологического процесса, кото­ рые находятся в стадии разработки.

Остановимся на некоторых особенностях построения систем автоматического регулирования для сложных объектов. В на­ стоящее время ощущается острая нехватка специфических при­ боров контроля, характеризующих качество процесса (например, автоматических анализаторов тонкости помола цемента и шлама, гранулометрического состава клинкера, влажности шликера, влажности шлама и др.). Процесс создания таких приборов дли­ тельный, так как, помимо чисто аппаратурных трудностей, при­ ходится учитывать и то, что технологические процессы продол­ жают развиваться (усложняются существующие, разрабатыва­ ются новые с целью повышения производительности оборудова­ ния и улучшения качественных показателей конечного продукта). Возрастают габариты агрегатов. Разрабатываются новые техно­ логические объекты (струйные мельницы, мельницы типа «Аэро­ фол» и «Гидрофол» и др.), что потребует создания новых прибо­ ров контроля качества и систем автоматического регулирования. В связи с этим стоит вопрос, при помощи каких приемов созда­ вать системы автоматического регулирования в условиях, когда отсутствуют приборы, характеризующие качество процесса.

137

Например, давно было замечено, что машинист шаровых мельниц по шуму, издаваемому I камерой мельницы (т. е. по косвенному признаку), определяет уровень ее загрузки мате­ риалом. Экспериментальные работы показывают, что имеются параметры технологического контроля, косвенно связанные с по­ казателями качества технологического процесса. Так, электро­ акустический сигнал I камеры мельницы косвенно отражает за­ грузку мельницы материалом, размалываемость подаваемого сырья и состояние шаровой загрузки. Использование в этом слу­ чае косвенных методов измерения является одной из особенно­ стей при построении систем автоматического регулирования. При косвенном методе измерения вместо искомой величины измеряется другая величина, связанная с искомой.

Эта связь может быть однозначной и неоднозначной. В слу­ чае однозначной связи каждому значению искомой величины соответствует определенное значение измеряемой величины, и автоматический прибор можно градуировать непосредственно в единицах искомой величины. При неоднозначной связи изме­ ряемый параметр зависит не только от искомой величины, но и от других технологических параметров.

Наиболее часто встречается неоднозначная связь. В этом случае для получения однозначной зависимости необходимо ис­ следовать все прочие факторы, от которых зависит измеряемая величина, и либо стабилизировать их, либо, если возможно, ком­ пенсировать их влияние. Если это невозможно, то необходимо выявить степень связи искомой и измеряемой величин. Метод определения степени связи между двумя величинами на основе экспериментальных данных изложен в разделе I. Если суще­ ствует несколько измеренных величин, косвенно связанных с ис­ комой, то при прочих равных условиях выбирается та, степень связи которой с искомой величиной выше.

Сложные объекты, характерные для промышленности строи­ тельных материалов, обладают значительным транспортным за­ паздыванием и взаимосвязью контролируемых и регулируемых величин. Наличие в объекте транспортного запаздывания ослож­ няет построение системы регулирования и ухудшает качество ее работы. Объясняется это тем, что возмущения в объекте ре­ гулирования сказываются на регулируемой величине только спустя время, равное времени транспортного запаздывания, и только после этого регулирующий прибор придет в действие и начнется компенсация возмущений в системе. Это обстоя­ тельство ухудшает качество регулирования процесса, и требу­ ются значительные усилия, чтобы компенсировать влияние транс­ портного запаздывания на объект. Для этой цели применяются дополнительные промежуточные датчики контроля, используется двух- и более каскадное регулирование, при этом первому ка­ скаду придаются опережающие свойства, второму — корректи­ рующие.

138

В качестве промежуточной величины (рис. 24) может быть использована какая-либо величина 2 , связанная с регулируемой, но имеющая существенно меньшее транспортное запаздывание или совсем его не имеющая. Если эта промежуточная величина однозначно связана с регулируемой величиной, то регулирование последней можно полностью заменить регулированием промежу­ точной величины. Если связь не однозначная, то для коррекции необходимо использовать второй каскад регулирования с при­ менением в качестве датчика каскада конечной регулируемой ‘ величины у. Первый каскад бывает, как правило, необходим в случае больших транспортных запаздываний в объекте, так как использование только второго каскада подчас просто не­ возможно из-за наличия возмущений, которые регулятор не смо­ жет компенсировать, что приведет к раскачке системы.

Объекты с рядом регулируемых величин (например, во вра­ щающейся печи это расход топлива, шлама, воздуха) требуют нескольких регулирующих воздействий. В сложных объектах ре­ гулируемые величины обычно связаны между собой. Так, если наносить возмущение только одним регулирующим органом, а другие при этом стабилизировать, то по записи всех регули­ руемых величин на диаграмме многоточечного потенциометра мы увидим, что все контролируемые параметры" изменились

втой или иной степени, с той или иной скоростью. Для объекта

снесколькими взаимосвязанными регулируемыми величинами схема регулирования обычно представляет собой сложную си­ стему с перекрестными связями. При разработке сложных си­ стем автоматического регулирования необходимо учитывать эти обстоятельства.

Г л а в а II. НАСТРОЙКА РЕГУЛЯТОРОВ*

Известно, что в объекте регулирования непрерывно возни­ кают возмущения. Эти возмущения вызывают переходные про­ цессы. Целью настройки регуляторов является обеспечение наи­ выгоднейшего переходного процесса регулирования, который считается оптимальным, если наибольшее отклонения регулируе­ мой величины и длительность переходного процесса минимальны, а колебания затухают достаточно интенсивно.

Для настройки переходного процесса регулирования необхо­ димо осуществить выбор оптимальных значений параметров ста­ тистической и динамической настройки регуляторов.

1. Настройка регуляторов серии РПИБ

Статическая настройка. Органами статической настройки ре­ гуляторов являются потенциометры «чувствительность», «кор­ ректор», «чувствительность задатчика» и «зона нечувствитель-

* При изучении материала настоящей главы необходимо пользоваться принципиальными схемами приборов РПИБ и РП-2.

139

ности». С помощью этих органов настройки измерительный блок регулирующего прибора настраивается на заданное значение ре­

воначально настраивается потенциометром «корректор». Затем выбираются положения потенциометров «чувствительность». Для этого снимается зависимость напряжения на выходе измеритель­ ного блока от изменения регулируемой величины при различных положениях а ручки потенциометра «чувствительность». При этом потенциометр «зона нечувствительности» находится в ну­ левом положении. Положение а потенциометра «чувствитель­ ность» выбирается исходя из требуемого значения точности под- ■держания регулируемой величины.

Например, если регулятор стабилизирует расход воды в объ­ ект, то нужно установить точность, требуемую для поддержания регулируемой величины. Предположим, это 1,5 м3/ч. При снятии характеристик путем изменения регулируемой величины от нуля до максимума найдем, при каком положении движка потенцио­ метра «чувствительность» зона нечувствительности прибора, со­ ставляющая для регуляторов РПИБ-Ш 2,7 мВ, равна 1,5 м3/ч. Допустим, что при этом а = 4,5 делений. Эту величину устанав­ ливаем и переходим к настройке других параметров.

Если на регулирующий прибор подключены несколько датчи­ ков и регулируется их соотношение, следует выбрать положения потенциометров «чувствительность» этих датчиков и совместить их статические характеристики. Для этого необходимо знать крутизну характеристик первичных приборов — датчиков. Ха­ рактеристики датчиков снимаются обычным способом. Напряже­ ние, развиваемое датчиком, определяется по милливольтметру переменного тока на гнездах Д—Е измерительного блока. Мак­

Для совмещения статических характеристик необходимо урав­ нять значения 1ДМакс и Ѵгмаис. что достигается поворотом соот­ ветствующих ручек потенциометров «чувствительность» измери­ тельного блока. Углы поворота ручек сц и а2 от их нулевого положения должны выбираться с таким расчетом, чтобы

Ѵі макс/І^г макс= 0.2І0-1-

Положение а одного из датчиков выбирается аналогично опи­ санному выше случаю, когда на регулирующий прибор подклю­ чен один датчик. Допустим, это сц. Тогда

СС2— Иі • ( Ѵі м а к с / Е г м а к с ) ■

140