Понятие автоматического регулирования
Автоматическое регулирование – процесс, заставляющий качественный параметр со- стояния объекта (регулируемый параметр) быть постоянным или изменяться по заданному закону.
Автоматический регулятор – устройство или комплекс устройств, реализующих задачу автоматического регулирования.
Рис. 7.3. Термостат: а- установка, б – схема
Рассмотрим на примере (рис. 7.3) устройство и ра- боту простейшего автома- тического регулятора тем- пературы воздуха в поме- щении, оборудованном системой центрального водяного отопления. Такие терморегуляторы (термо- статы) получили широкое распространение для ин-
дивидуального регулирования температуры воздуха в отапливаемых помещениях и эконо- мии тепловой энергии.
На рис. 7.3 схематично показан автоматический термостат, устанавливаемый перед на- гревательными приборами на трубопроводе системы отопления (а). Герметичный гармони- ковый чувствительный элемент – термодатчик 1 заполняется термочувствительной массой, которая расширяется при повышении температуры в комнате (б). Перемещение датчика свя- зано с перемещением регулирующего органа – клапана 3 в корпусе арматуры 4, который из- меняет расход теплоносителя. Можно вручную задавать нужную температуру поворотом
колпачка 2 с пружиной, которая принудительно деформирует датчик 1, заставляя его реаги- ровать на другую (желаемую) температуру. Этот элемент называется задающим устройст- вом, или корректором. Таким образом, в состав простейшего автоматического регулятора входят:
чувствительный элемент, или датчик, воспринимающий изменение регулируемого параметра (в данном случае температуры воздуха в помещении);
регулирующий орган — клапан, изменяющий расход теплоносителя — горячей во-
ды;
задающее устройство — натяжная пружина, позволяющая задавать желаемую тем-
пературу в комнате, обычно в пределах 15...25°С.
При желании поворотом колпачка 2 до упора можно отключить нагревательный прибор от питания теплоносителем. По такому принципу Действуют многочисленные регуляторы прямого действия, не использующие другой энергии, кроме энергии регулируемой среды.
Классификация подсистем автоматизации
Степень оснащения средствами автоматизации может быть различной и определяется нормативными и техническими требованиями, а также функциональным назначением ТСА. По объему и степени оснащения объекта ТСА автоматизация может быть частичной, полной и комплексной. Например, если в котельной установке регулируется только давление пара, имеет место частичная автоматизация, а если все процессы автоматизированы – полная. При автоматизации вспомогательных операций (погрузки, транспортировки топлива и т.п.) с ис- пользованием ЭВМ, увязкой с режимами тепловых сетей, других котлов речь идет о ком- плексной автоматизации.
В ходе управления сложными и простыми объектами приходится осуществлять множе- ство функционально различных операций, которые выполняют разные подсистемы, входя- щие в общую схему автоматизации объекта. Эти подсистемы подразделяются на информа- тивные, защитные, управляющие и подсистемы технологического контроля.
Информативные включают подсистемы технологического контроля и телеизмерения, технологической и телесигнализации. Результат действий этих подсистем адресуется опера- тору, а его задачей является принятие того или иного решения.
Защитные подсистемы включают средства технологической и аварийной зашиты, тех- нологической и аварийной блокировки, предохраняющие технологическое оборудование от последствий неправильной эксплуатации.
К управляющим относятся подсистемы управления, включая дистанционное управле- ние, телемеханические подсистемы, подсистемы диспетчеризации, автоматического управ- ления и регулирования, вычислительной техники.
Основные функции подсистемы технологического контроля: а) получение количест- венных и качественных показателей технологического процесса – всех видов измерений с помощью контрольно-измерительных приборов (КИП); б) наблюдение за ходом технологи- ческого процесса. Разница в функциях заключается в том, что во втором случае фиксируется характер изменения физических величин. Для реализации функций технологического кон- троля применяют приборы местного и дистанционного действия, а также приборы с регист- рацией, позволяющие вести учет расхода тепловой, электрической энергии, газа, холодной воды и т.п.
Уровень оснащения объекта автоматизации различными подсистемами зависит от кон- кретных условий эксплуатации и нормативных документов, определяющих минимально не- обходимый уровень автоматизации.