3.Приборы комплекса технических средств
“Контур 1”, ”Контур 2” Московского завода
тепловой автоматики (МЗТА).
Из этого комплекса мы рассмотрим прибор Р-25 (“Контур 1”), прибор аналогового действия К15 (“Контур 1”) и прибор импульсного действия РС-29 (“Контур 2”). Все приборы комплекса “Контур” составляются из субблоков этого комплекса.
Прибор типа Р-25 импульсного действия, наиболее массовый в комплексе “Контур 1”, содержит измерительные субблоки РО12 (РО13), регулирующий субблок РО11, органы ручного управления измерительными механизмами, а также ряд вспомогательных элементов: задатчик, указатель положения исполнительного механизма, сигнальные лампы (световые индикаторы).
В измерительных субблоках сигналы от датчиков сравниваются с сигналом от задатчика. Разность сигналов усиливается и поступает на выход измерительного субблока в виде усиленной разности (ε). Эта разность поступает на вход “ε” регулирующего субблока Р-О11 (рис. 6).
Субблок Р-О11 реализует ПИ-закон регулирования в комплексе с исполнительным механизмом с постоянной скоростью.
Входной сигнал поступает через устройство демпфирования 1 на один из входов усилителя-сумматора 2.
Устройство демпфирования (фильтр с постоянной времени Тф) служит для подавления импульсных помех и предупреждения возникновения автоколебаний в системе автоматического регулирования. Усилитель необходим для увеличения чувствительности величины разницы между сигналами датчика и задатчика.
На другой вход усилителя-сумматора 2 поступает сигнал от цепи отрицательной обратной связи “ООС”. Отрицательная обратная связь – это когда сигнал с выхода устройства поступает на вход в противофазе со входным сигналом. Блок “ООС” обеспечивает ПИ-закон регулирования (при наличии исполнительного устройства с постоянной скоростью) с коэффициентами “Кп”, “Ти”, а также длительность импульса на выходе субблока “tи”.
Эти значения реализуются посредством изменения положения движка на резисторах близ соответствующих обозначений Кп, Ти, tи (постоянная времени интегрирования зависит от работы интегратора 10 с конденсатором (С) в обратной связи.
Сигнал с выхода усилителя-сумматора поступает на релейный преобразователь 3, 4 с регулируемой зоной нечувствительности ∆. Характеристика релейного преобразователя имеет вид, показанный на рисунке 7.
Рис. 7. Передаточная характеристика релейного преобразователя.
На рисунке 7: ∆ - зона нечувствительности, ∆/2 – уровень начала регулирования
∆/2-∆в – уровень, при котором регулирование прекращается;
∆в – зона возврата.
После релейного преобразователя в блоках 5, 6 появляются импульсы, исчезающие, как только “ε” станет меньше уровня конца регулирования. Эти импульсы включают тиристоры в блоках 7, если положение регулирующего органа, например, больше (“Б”) заданного, или в блоках 8, если положение регулирующего органа, например, меньше (“М”) заданного.
Тиристоры – это достаточно мощные управляемые полупроводниковые ключи. Они через верхнюю (Б) и среднюю выходные клеммы на рисунке 6 включают двигатель в одном направлении или через нижнюю (М) и среднюю выходную клемму – двигатель в другом направлении. Когда “ε” станет меньше “∆/2-∆в”, импульсы исчезнут, и двигатель остановится, установив регулирующий орган в заданном положении.
Регулирующий прибор типа К-15.
В регулирующий прибор типа К-15 аналогового действия комплекса “Контур-1” входят: измерительный субблок РО12 (или РО13), подобно прибору типа Р-25; регулирующий субблок РО15; а также органы ручного управления, задатчик и указатель выходного сигнала.
Субблок РО15 (рис.8) преобразует входной сигнал (ε) в выходной непрерывный (аналоговый) электрический сигнал по ПИД-закону регулирования. Субблок состоит из двух гальванически разделенных частей. Первая часть (элементы 1÷10) функционирует подобно субблоку Р-О11 (рис. 6). Здесь с помощью пульсирующего режима входной сигнал “ε” преобразуется в импульсы, средние значения которых связано со входным сигналом ПИ-законом (коэффициенты Кп, Ти).
Во второй части (элементы 11÷15) осуществляется введение дифференциального коэффициента Кд. Выход субблока – на клемме Y.
Регулирующий прибор типа РС-29.
Регулирующий прибор с импульсным выходом типа РС-29 относится к комплексу “Контур-2” Московского завода тепловой автоматики (МЗТА). В составе прибора имеется измерительный субблок (различной модификации) и регулирующий субблок РО-29, показанный на рисунке 9.
Регулирующий субблок РО-29 содержит следующие функциональные узлы: регулирующее устройство (РУ); усилитель мощности (УМ); узел положения исполнительного механизма (УП).
Регулирующее устройство имеет функциональную схему, подобную остальным приборам импульсного действия (например, РП-4). Регулирующее устройство включает в себя демфер (1), сумматор (2), на который подается кроме демфированного входного сигнала “ε”, напряжение отрицательной обратной связи (ООС), определяющее параметры коэффициента пропорциональности Кп (αп) и времени интегрирования Ти.
Сигнал положительной обратной связи (ПОС), также поступающий на сумматор (2), задает длительность импульсов (tи) на выходе регулирующего устройства (РУ).
Выходные импульсы формируются благодаря релейному преобразователю (3), подобно аналогичному преобразователю в приборе Р-25 (рис. 6) и в приборе РП-4 (рис. 2, 4).
Усилитель мощности (УМ) выполняет функцию согласующего элемента между выходом регулирующего устройства (РУ) и нагрузкой прибора – исполнительным механизмом с постоянной скоростью вращения. УМ представляет собой 2 мощных полупроводниковых элемента, работающих в режиме ключа, каждый из которых срабатывает при разных полярностях входного сигнала “ε”, подобно выходной части прибора Р-25 (рис.6). В результате на выходе (В) оказываются импульсы двух напряжений, приводящие в движение регулирующий орган в ту или другую сторону к заданному положению.
Узел указания положения (УП) – автономный. Он преобразует сигнал от датчика положения выходного органа исполнительного механизма в сигнал постоянного тока для индикации положения.
Прибор РС-29 обеспечивает ПИ-закон регулирования (в случае исполнительного механизма с постоянной скоростью), а при определенной модификации измерительного субблока и ПИД-закон регулирования. Прибор имеет множество модификаций, причем в большинстве исполнений от одной модификации к другой можно переходить с помощью перестановки перемычек на коммутационной панели.