
- •1 Оcновні поняття і визначення
- •1.1 Зворотні зв’язки
- •1.2 Класифікація сак
- •1.3 Принцип дії сар
- •1.4 Функціональна схема сар
- •1 0 0 .5 Вимоги, що ставляться до сар
- •2 Статичні і динамічні характеристики об’єктів керування
- •2.1 Лінійні диференціальні рівняння автоматичних систем і їх елементів
- •2.2 Перехідні функції
- •2.3 Передавальні функції
- •2.4 Частотні характеристики
- •2.5 Статичні характеристики типових з’єднань елементів
- •3 Типові алгоритмічні ланки, їх частотні та часові характеристики
- •3.1 Поняття алгоритмічної, типової і елементарної ланок
- •3.2 Типові ланки з розподіленими параметрами
- •3.3 Безінерційна ланка
- •3.4 Інерційна ланка і-го порядку
- •3.5 Інтегруючі ланки
- •3.6 Диференціююча ланка
- •3.7 Інерційні ланки другого порядку
- •3.8 Ланка запізнення
- •4 Стійкість автоматичних систем і показники якості перехідних процесів
- •4.1 Поняття стійкості автоматичних систем керування
- •4.2 Математична оцінка стійкості
- •4.3 Алгебраїчні критерії стійкості
- •4.4 Графо-аналітичний критерій Михайлова
- •4.5 Частотні критерії стійкості
- •4.6 Оцінка стійкості автоматичної системи за її структурою
- •4.7 Синтез систем автоматичного керування, виходячи з умов стійкості
- •4.8 Запас стійкості автоматичної системи
- •4.9 Показники якості перехідних процесів
- •4.10 Методи побудови перехідних процесів
- •4.11 Непрямі оцінки якості перехідних процесів
- •4.12 Інтегральні оцінки перехідних процесів
- •4.13 Розрахунок сталої помилки автоматичної системи
- •4.14 Помилки від задаючих впливів
- •4.15 Коефіцієнти помилки
- •4.16 Помилки від впливу збурення
- •5 Аналіз стійкості нечітких систем керування з нечітким під-регулятором
- •5.1 Твердження проблеми
- •5.2 Узагальнена умова Гурвіца
- •5.3 Еквівалентна система
- •6 Загальні відомості про автоматичні регулятори
- •6.1 Принципи побудови і класифікація автоматичних регуляторів
- •6.2 Математичні моделі і способи реалізації автоматичних регуляторів
- •6.3 Регулятори прямої дії
- •6.4 Пневматичні регулятори
- •6.5 Елементи і вузли пристроїв безперервної дії
- •6.6 Елементи і вузли пристроїв дискретної дії
- •6.7. Регулятори безперервної дії
- •Умова рівноваги елементу порівняння матиме вигляд
- •6.8 Екстремальні регулятори
- •7.1 Регулювання витрати
- •7.2 Регулювання рівня
- •7.3 Регулювання тиску
- •8 Нечітке моделювання багатовимірних нелінійних процесів
- •9 Первинні вимірювачі-перетворювачі технологічних параметрів
- •9.1 Перетворювач-регулятор потенціометричний пп-10
- •Конструктивні особливості
- •Функціональні можливості
- •9.2 Блок перетворення взаємної індуктивності бпви-1
- •9.3 Блоки перетворення сигналів термоопорів бпо-32, бпо-42
- •9.4 Блок перетворення сигналів термопар бпт-22
- •9.5 Блок перетворення сигналів тензодатчиків бпт-2
- •9.6 Перетворювач постійної напруги і струму пнс-1 Перетворювач змінної напруги пнс-2 Перетворювач змінної струму пнс-3
- •9.7 Пневмоелектричний перетворювач пеп-11
- •9.8 Блок перетворення інтерфейсів бпи-485
- •Характеристики інтерфейсу rs-485/rs-422
- •9.9 Блок перетворення інтерфейсів бпи-2к
- •10 Цифрові сар
- •10.1 Функціональна організація цифрових сар з керуючою мікро електронної еом (кмеом)
- •10.2 Реальний масштаб часу цсак з кмеом
- •10.3 Дискретна передавальна функція неперервної частини цсак
- •10.4 Дискретна передавальна функція цифрових коректуючих ланок
- •11 Поняття про синтез автоматичних систем керування технологічними процесами.
- •11.1 Класифікація і загальна характеристика методів синтезу аск.
- •11.2 Основні етапи синтезу аск
- •Cтруктурний синтез багатовимірних систем керування (детерміновані системи)
- •12.1 Математична модель багатовимірної системи керування.
- •Із першого рівняння системи (12.2) знаходимо
- •12.2 Основні властивості об’єктів керування.
- •12.3 Алгоритмічні структури багатовимірних систем керування.
- •12.4 Синтез автоматичних систем керування.
- •12.5 Синтез модального керування
- •Приймаючи до уваги (12.26), отримуємо
- •12.6 Поняття про синтез оптимальних регуляторів.
- •Додаток в
6.4 Пневматичні регулятори
Як джерело енергії і носія сигналів в пневматичних регуляторах використовується стисле повітря. Інформація про поточне значення регульованого параметра, сигнал завдання, командний сигнал до виконавчого механізму — всі ці величини представлені, в сучасних пневматичних регуляторах у вигляді стислого повітря під тиском 0,02— —0,1 МПа.
Звичайно пневматичний регулятор складається з вимірювального механізму, задаючого пристрою, регулюючого і виконавчого механізмів.
Пневматичні вимірювальні пристрої призначені для безперервного перетворення поточного значення регульованого параметра в пневматичний сигнал.
У даний час широко застосовується велике число пневматичних вимірювальних пристроїв різного типу. В схемно-конструктивному відношенні їх можна підрозділити на дві групи: вимірювальні пристрої приладового типу, що є різноманітними вимірювальними приладами з вбудованими в них пневмоперетворювачами, і спеціальні датчики-перетворювачі, діючі як первинні прилади пневматичних систем автоматичного контролю і регулювання. Як приклад вимірювальних пристроїв першої групи можна назвати автоматичний електронний міст для вимірювання температури за допомогою термометра опору, якщо в міст вбудований пневмоперетворювач. До вимірювальних пристроїв другої групи відносяться дифманометри типу ДМПК, вихідний сигнал яких є стислим повітрям під тиском 0,02—0,1 МПа.
Як задаюі пристроі в пневматичних регуляторах звичайно застосовуються редуктори, стабілізатори тиску «після себе».
За допомогою настроювальної пружини редуктора можна встановити на виході задаючого пристрою певний тиск в межах стандартного діапазону 0,02—0,1 МПа.
Регулюючий механізм формує один із стандартних законів регулювання і складається з елементу порівняння і формуючого пристрою. Елемент порівняння в пневматичних регуляторах виконується у вигляді складок мембран, а формуючий пристрій — у вигляді вузла «сопло-заслінка» і підсилювача, охопленого зворотними зв'язками.
Пневматичний виконавчий механізм служить для перетворення командного пневматичного сигналу, одержуваного на виході регулюючого механізму, в переміщення регулюючого органу. Як лінія зв'язку для передачі інформації в пневматичних регуляторах використовуються металеві або пластмасові трубопроводи. По них сигнал у вигляді надлишкового тиску стислого повітря, що змінюється в стандартних межах 0,02—0,1 МПа, передається від вимірювального пристрою і задаючого пристрою до регулюючого механізму і від нього — до виконавчого механізму. Подібні лінії зв'язку (пневмоприводи) характеризуються обмеженою швидкістю передачі сигналів, проте для досить інерційних технологічних процесів нафтової і газової промисловості ця швидкість цілком достатня. Довжина пневматичних ліній зв'язку обмежена: звичайно вона не перевищує 300 м.
Для пневматичних регуляторів необхідно мати особливе джерело живлення — систему подачі стислого повітря, осушеного і обчищеного від пилу і масла, з добре стабілізованим тиском рпит=0,14 МПа±10%. В більшості випадків для цієї мети доводиться створювати спеціальну систему повітропостачання, до якості і надійності роботи якій пред'являються достатньо жорсткі вимоги.
Важливою особливістю пневматичних регуляторів є високий рівень їх експлуатаційної надійності. Вони можуть безвідмовно працювати у важких експлуатаційних умовах протягом довгого часу. В їх склад не входять елементи з істотно обмеженим терміном служби. Для експлуатації пневматичних регуляторів не вимагається високої кваліфікації обслуговуючого персоналу.
Основа пневматичної гілки ГСП — уніфікована система елементів промислової пневмоавтоматики (УСЕППА), на базі якої будуються сучасні пневматичні регулятори.
Система УСЕППА є набором окремих конструктивних одиниць-елементів, кожний з яких може виконувати лише найпростішу функцію перетворення сигналів в загальній схемі всього пристрою. В їх числі постійні і регульовані пневмоопори, пневмоємності, пневмореле, пневмопідсилювачі і інші аналоги електромеханічних і електронних пристроїв.
Московським заводом «Тизприбор» випускається група засобів пневмоавтоматики, побудованих на елементах УСЕППА, яка одержала найменування системи «Старт». До складу системи входять декілька модифікацій пневматичних регуляторів, що реалізовують різні закони регулювання, вторинні прилади, а також прилади, реалізовуючі найпростіші обчислювальні функції.
Принцип дії блоків системи «Старт» заснований на компенсації зусиль при малих переміщеннях рухомих елементів (мембран). Конструктивне виконання регуляторів системи «Старт» значною мірою визначається прийнятим для них елементним принципом побудови.
Подібно тому, як електричні елементи встановлюються на спеціальну плати (шасі), оснащену необхідними монтажно-сполучними деталями (шинами, контактами, панелями, клемами і т. д.), пневмоелементи УСЕППА також вмонтовуються на плати, комунікаційні канали-пнеммопривода, що містять, і монтажні деталі. Плати (шасі) приладів виготовляється склеюванням трьох пластин з органічного скла. На обох сторонах однієї з них, середньої, штампуванням або фрезеруванням нанесені поглиблення, «малюнок» яких відповідає потрібній схемі з'єднання елементів УСЕППА і прийнятому їх розташуванню. Склеювання цієї середньої пластини з двома іншими і необхідні крізні отвори в них забезпечують весь набір герметичних комунікацій між елементами.
Таблиця 6.1 – Умовні позначення елементів УСЕППА
Позначення |
Назва |
Позначення |
Назва |
|
Вхідний сигнал
Вихідний сигнал
Лінія живлення
З’єднання з атмосферою
Вузол „сопло заслонка” |
|
Постійний опір
Змінний опір
Пневмоємність
Камера, тиску в якій р = 0,3 Рпит=(0,04Мпа)
Камера, тиску в якій р = 0,8 рпит=(0,1 Мпа)
|
Елементи УСЕППА з'єднуються з каналами в комутаційній платі за допомогою спеціальних «ніжок», створюючих монтажний цоколь елементу і в той же час здійснюючих підвід до нього і від нього.
При зображенні елементів УСЕППА на схемах прийняті умовні позначення, які зведені в табл. 6.1