26. Определение регулятора и его место в аср

Структурную схему автоматической системы регулирования (АСР) в самом общем виде можно представить (рис.3.1) в виде замкнутого контура, состоящего из объекта регулирования и регулятора.

Рис.3.1

При более детальном рассмотрении, в структурной схеме можно дополнительно выделить следующие элементы: датчик (Д) (рис.3.2) – прибор, осуществляющий непрерывное измерение регулируемой величины, элемент сравнения (ЭС) – устройство, вырабатывающее путем сравнения заданного х_зд и измеренного х значений регулируемой величины сигнал ошибки или рассогласования, регулирующий орган (РО), назначение которого – изменять приток энергии, энергоносителя или вещества к объекту регулирования. Эти устройства показаны на функциональной схеме (рис.3.2). Где же проходит граница между объектом и регулятором? Какие из этих приборов и устройств целесообразно отнести к объекту, какие к регулятору? В большинстве случаев мы не можем измерить регулируемую величину, не прибегая к измерительному – датчику.

Рис.3.2

Вернемся к функциональной схеме замкнутой системы. О регулируемой величине мы можем судить, измеряя выходную величину (обычно, электрическую) датчика, которая находится в определенной зависимости от регулируемой величины. Например, о величине температуры печи мы узнаем, измеряя ЭДС термопары. Территориально датчик, как правило, находится ближе к объекту, чем к регулятору, под которым мы до дальнейших разъяснений будем подразумевать формирующий блок (ФБ). Так, датчики давления, расхода и ряда других величин связаны с объектом «импульсными трубками» и должны находиться вблизи объекта, тогда как с регулятором они соединены «электрически» и могут быть удалены от него на значительное расстояние. Такие датчики, как термопары, термометры сопротивления обычно встраиваются в объект и неотделимы от него.

Регулирующий орган (РО) осуществляет непосредственное воздействие на ход технологического процесса, протекающего в регулируемом объекте, и конструктивно чаще всего составляет одно целое с объектом.

С учетом изложенного, датчик и регулирующий орган целесообразно считать входящими в объект регулирования.

Элемент сравнения принимает информацию одного или нескольких датчиков, сравнивает их с заданным значением регулируемой величины и вырабатывает сигнал ошибки или рассогласования, который является входным сигналом формирующего блока. Однако поскольку элемент сравнения и усилитель конструктивно связаны, то, говоря о них, как о конструкции, обычно считают элемент сравнения частью регулятора.

Исполнительный механизм (ИМ), хотя и сочленен с регулирующим органом механически и территориально находится вблизи регулирующего органа, к объекту причислить нельзя, т.к. структурно он относится к регулятору, т.е. регулятор формирует требуемый закон регулирования совместно с исполнительным механизмом. Поэтому его следует рассматривать как один из элементов регулятора.

Таким образом, автоматическим регулятором следует называть комплекс устройств, воспринимающий и суммирующий информацию от датчиков и задатчика, формирующий заданный закон регулирования и оказывающий воздействие на объект регулирования, обеспечивающее необходимое качество регулирования.

Из этого определения следует, что входом регулятора надо считать вход элемента сравнения, а выходом выходной орган (вал или шток) исполнительного механизма.