Регулирующие устройства комплекса «Старт»

Наименование	Тип	Основная характеристика	Назначение
Позиционный регулятор	ПР.1.5-М1	Погрешность срабатывания 0,5%	Для двухпозиционного регулирования одной величины
Пропорциональный регулятор	ПР.2.8-М1	Пределы настройки диапазона дросселирования, %: 5–100; 100–3000	Для П-регулирования одной величины
Пропорционально-интеграль-ный регулятор с линейной статической характеристикой	ПР.3.31-М1	Пределы настройки диапазона дросселирования, %: 5–100; 100–3000 плюс настройка времени изодрома от 3 с до 100 мин	Для ПИ-регулирования одной величины
Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор	ПР.3.35-М1	Пределы настройки диапазона дросселирования, %: 5–100; 100–3000 плюс настройка времени предварения от 3 с до 10 мин	Для ПИД-регулирования одной величины
Прибор умножения на постоянный коэффициент	ПР.1.3.9-М1	Коэффициент умножения настраивается от 0,2 до 1 и от 1 до 5	Умножение входного параметра на постоянный коэффициент (масштабирование)

Регулятор настраивают на максимум (Р_вых = 1 при Р_вх  Р_зд) или на минимум (Р_вых= 0 при Р_вх  Р_зад) поворотом диска переключателя 4. Настройка заданного давления осуществляется в диапазоне Р_зд = 21–100 кПа вращением винта задатчика 1.

При настройке регулятора на минимум (сплошные линии на рис. 7.8, а) сигнал Р_вх подводят в камеру Б элемента сравне­ния, а заданное значение Р_зд – в камеру В. При Р_вх < Р_зд блок мембран элемента 5 перемещается вниз, сопло в камере Г от­крывается, а сопло в камере А закрывается, воздух питания проходит в камеру Г повторителя 6 и на выходе регулятора по­является сигнал Р_вых = 1. При Р_вх > Р_зд мембранный блок эле­мента сравнения поднимается вверх, сопло в камере Г закрыва­ется, а в камере А открывается.

При этом давление на выходе эле­мента сравнения, в камере Г повторителя и на выходе регуля­тора Р_вых падает до нуля. При настройке на максимум сигнал Р_вх подается в камеру В элемента сравнения, а Р_зд – в камеру Б. Структурная схема регулятора ПР1.5 приведена на (рис. 7.8, б).

Рис. 7.8. Позиционный регулятор ПР1.5 (а) и его структурная схема (б)

Нижнее (0) значение Р_вых регулятора находится в интерва­ле 0–10 кПа, а верхнее (1) – от 110 кПа до давления питания. За основную погрешность регулятора принимают наибольшее рассогласование между значениями Р_вх и Р_зд, при котором срабатывает регулятор. Основная погрешность прибора составляет ±0,5 %.

3. Струйные пневмоэлементы

Струйные устройства основаны либо на принципе взаимодейс­твия свободных струй, либо на принципе отрыва пограничного слоя (эффект Коанда). Струйные элементы называются активными, если к ним подводится давление питания, и пассивными, если в них ис­пользуется энергия только входных сигналов. Все активные элементы являются усилителями. На (рис. 7.9, а) показан усилитель с взаимодействием струй. Он может быть и аналоговым – в этом слу­чае струя из канала 1, куда подается давление питания Р_пит, бу­дет отклоняться тем больше, чем больше управляющий сигнал Р_упр, поступающий из канала 2. При этом давление Р_вых в выходном кана­ле 3 будет возрастать. Коэффициент усиления К = Р_вых/Р_упр = 3 – 4. Усилитель может быть дискретным: в этом случае при отсутствии сигнала Р_упр величина Р_вых = 0. При подаче определенного сигнала Р_упр возникает выходной сигнал Р_вых = 1, т.е. реализуется логическая связь ДА. Принцип действия струйного элемента с использованием эффекта Коанда (рис. 7.9, б) состоит в том, что если струя протекает вблизи профилированной стенки 5, то она прилипает к ней за счет большого давления во внешней части струи. При отсутствии управляющего сигнала в канале 2 струя из канала 1 попадает в канал 3. При подаче управляющего сигнала, равного порогу срабатывания Р_ср (рис. 7.9, в), струя отрывается от стенки 5 и появляется выходной сигнал в канале 4. При уменьшении управляющего сигнала до величины Р_отп струя снова прилипает к стенке. Таким образом элемент выполняет по каналу 3 функцию НЕ, а по каналу 4 – функцию ДА.

Достоинства струйной пневмоавтоматики (пневмоники) – надеж­ность, долговечность, стойкость к температурным и агрессивным воздействиям окружающей среды, миниатюрность и низкая себестои­мость связаны с отсутствием механических подвижных частей. Устройства пневмоники изготавливаются литьем под давлением из металла, пластмассы, керамики. Схемы строятся или с использованием набора элементов, выполняющих простейшие логические функ­ции, или на модульном принципе. Каждый модуль реализует логичес­кую функцию, состоящую из нескольких элементарных функций (ячей­ка сравнения, регистр памяти и т.д.). При серийном выпуске эф­фективен макромодульный принцип, при котором часть схемы (счет­чик импульсов, дешифратор и т.д.) или вся она в целом отпечаты­вается одним штампом.

На (рис. 7.10, а) изображен струйный элемент для реализации логической функции ИЛИ на два входных сигнала. Здесь давление в выходном канале 3 возникает при появлении сигнала в любом из входных каналов 1 или 2, т.е. Q = . В элементе И (рис. 7.10, б) при подаче сигнала на один из входов 1 или 2 на выходе 3 сигнала не будет. Лишь при одновременной подаче сигналов на входы 1 и 2 в результате взаимодействия струй появится сигнал на выходе, т.е. Q = .

Рис. 7.9. Струйные усилители: а – с взаимодействием струй; б – с отрывом пограничного слоя; в – характеристика

Произвольная логическая функция может быть реализована как с использованием основных логических элементов НЕ, И, ИЛИ, так и с помощью различных элементарных функций, составляющих полный набор. Одной из таких функций является элемент ИЛИ-НЕ (стрелка Пирса), показанный на (рис. 7.10, в).

Рис. 7.10. Основные логические элементы с использованием взаимо­действия свободных струй: а – элемент ИЛИ; б – элемент И; в – элемент ИЛИ-НЕ; г – элемент ПАМЯТЬ

Здесь сигнал в выходном канале 3 будет только в том случае, если нет сигналов ни в одном из входных каналов 1 и 2. Канал 4 служит для устойчивого поддер­жания струи питания в отклоненном положении за счет обратной связи. Выходной сигнал в этом элементе . В логическом элементе ПАМЯТЬ (рис. 7.10, г) при подаче сигнала р₁ во входной канал 1 струя из канала питания 2 поступает в выходной канал 3. При прекращении сигнала положение струи не меняется, потому, что часть воздуха из канала 3 поступает в канал обратной связи 4. Для переброса струи в ис­ходное положение (в канал 5) подается импульс во второй входной канал 6. Элемент ПАМЯТЬ выполняет функции триггера с раздельными входами.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Подлесный, Н. И. Элементы систем автоматического управления и контроля : учеб. для вузов / Н. И. Подлесный, В. Г. Рубанов. – Киев : Выща школа, 1991. – 461 с.

2. Медведев, А. Е. Системы автоматизации и управления : учеб. пособие / А. Е. Медведев, В. Г. Каширских.– Кемерово: КузГТУ, 1998. – 188 с.

3. Келим, Ю. М. Типовые элементы систем автоматики : учебник / Ю. М. Келим. – М. : Форум: Инфра, 2002. – 320 с.

4. Фрейден, Дж. Мир электроники: современные датчики : справочник / Дж. Фрейден. – М. : Техносфера, 2005. – 592 с.

5. Конюх, В. Л. Компьютерная автоматизация производства: Учеб. пособие: в 2 ч. / В. Л. Конюх; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2003. – 222 с.

6. Комплексная автоматизация производства: каталог Simatic ST70. 2003. – SIEMENC, 2003. – 975 с.

7. Краткий каталог продукции 7.0: передовые технологии автоматизации. – Компания ПРОСОФТ, 2001. – 253 с.

8. Веб-сайт Интернет по промышленным компьютерам и контроллерам : http: //www.ipc2u.ru

9. Веб-сайт Интернет по программируемым контроллерам ТЕКОН: http: //www.tecon.ru

10. Веб-сайт Интернет по приборам регулирующим про-граммируемым микропроцессорным: http : //www.aqua-kip.ccr.ru

11. Семейство контроллеров КРОСС-500, ТРАССА-500, Ремиконт Р-130 ISA: Руководство по эксплуатации : в 2 ч. / Чебоксар. завод электроники и механики. – Чебоксары, 2004. – 98 с.

А ЛЕКСЕЙ ЕЛИСЕЕВИЧ МЕДВЕДЕВ