37 Автоматические регуляторы. Назначение, классификация, сравнительная характеристика.

Автоматический регулятор–это средство автоматизации, получающее, усиливающее и преобразующее сигнал отклонения регулируемой величины и целенаправленно воздействующее на объект регулирования; он обеспечивает поддержание заданного значения регулируемой величины или изменение ее значения по заданному закону.

Автоматические регуляторы классифицируются в зависимости от назначения, принципа действия, конструктивных особенностей, вида используемой энергии и др.

По конструктивным признакам автоматические регуляторы подразделяются на аппаратные, приборные, агрегатные и модульные (элементные).

Регуляторы аппаратного типа конструктивно представляют собой техническое устройство, работающее в комплекте с первичным измерительным преобразователем. Аппаратные автоматические регуляторы работают независимо(параллельно)от средств измерения данного технологического параметра.

Регуляторы приборного типа работают только в комплекте с вторичным измерительным прибором. Приборные регуляторы не имеют непосредственной связи с первичным измерительным преобразователем.

Автоматические регуляторы, построенные по модульному

(элементному) принципу, состоят из отдельных модулей (элементов), выполняющих отдельные операции. Входные и выходные сигналы модулей унифицированы. Это позволяет собирать автоматические регуляторы различного функционального назначения.

Автоматические регуляторы, построенные по агрегатному

(блочному) принципу, состоят из отдельных унифицированных блоков, выполняющих определенные функции. Входные и выходные сигналы этих блоков унифицированы. Это позволяет из блоков проектировать автоматические регуляторы различного функционального назначения.

Взависимости от источника используемой энергии автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы прямого и непрямого действия.

Врегуляторах прямого действияодновременно с измерением регулируемой величины от объекта регулирования отбирается часть энергии, которая используется для работы регулятора и воздействия на его исполнительный механизм–регулирующий орган объекта регулирования. Таким образом, к автоматической системе «объект-регулятор» энергия извне не подводится.

Вавтоматических регуляторах непрямого действиядля работы

регулятора и воздействия на его исполнительный механизм подводится энергия извне.

В зависимости от вида используемой энергии регуляторы непрямого действия подразделяются на

электрические (электромеханические, электронные), пневматические, гидравлические

комбинированные (электропневматические, электрогидравлические).

Электрические автоматические регуляторы применяются главным образом для регулирования на невзрывоопасных объектах при больших расстояниях от пункта управления до объекта регулирования.

Пневматические автоматические регуляторы применяются во взрыво- и пожароопасных зонах при небольших расстояниях (до 400м) от пункта управления до объекта регулирования.

Гидравлическиерегуляторы применяются во взрыво- и пожароопасных зонах, как правило, при непосредственном размещении элементов регулятора в зоне объекта регулирования.

Комбинированныерегуляторы применяются в случаях, когда необходимо использовать отдельные преимущества электро-, пневмоили гидрорегуляторов.

По характеру изменения регулирующего воздействия автоматические регуляторыподразделяютсянарегуляторыс линейныминелинейнымзаконами регулирования.

По виду регулируемого параметра автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы температуры, давления, разрежения, расхода, уровня, состава и содержания веществаи т.п.

38 Электрические исполнительные механизмы: электродвигательные и электромагнитные.

В системах автоматического регулирования и управления позиционного принципа действия довольно широкое распространение в качестве исполнительных механизмов получили электромагнитные приводы, преобразующие энергию электрического тока в поступательное движение рабочего органа - так называемые исполнительные электромагнитные механизмы (ЭМИМ). ЭМИМ служат для преобразования электрического тока в механическое перемещение с целью воздействия на регулирующий орган объекта управления. ЭМИМ способны работать как на постоянном, так и на переменном токе. Однако электромагниты постоянного тока применяются намного шире, чем электромагниты переменного тока, поскольку при одинаковых размерах они развивают большее тяговое усилие, имеют более высокую стабильность параметров, конструктивно проще и дешевле. Для их питания используется сеть переменного тока и встроенный выпрямитель.

Электромагниты постоянного и переменного тока. Прямоходовые электромагниты могут быть переменного (однофазные и трехфазные) и постоянного тока. Их основные характеристики – ход якоря, зависимость между перемещением якоря и тяговым усилием, зависимость между

положением якоря (его перемещением) и расходом электроэнергии и время срабатывания. Эти характеристики зависят от формы магнитопровода, состоящего из ярма и якоря, расположения намагничивающих обмоток и рода питающего тока (переменного или постоянного).

Электромагниты должны отвечать следующим требованиям:1. Выбираемая конструкция должна соответствовать длине хода, тяговой силе и заданной тяговой характеристике. Для больших тяговых сил и малой длины хода якоря используют короткоходовые (рис. 4.1 а), а для небольших тяговых сили значительныхходовякоря - длинноходовыеэлектромагниты (рис.4.1b), для больших перемещений якоря - электромагниты с замкнутым цилиндрическим магнитопроводоми квазипостоянной тяговой силой (рис. 4.1 c).2. Для быстродействующих систем необходимо применять электромагниты с шихтованным магнитопроводом, а для замедленных систем - с не шихтованным магнитопроводом и поворотным якорем с массивной медной гильзой.3. Число циклов срабатывания должно быть меньше допустимого.4. Электромагниты переменного тока при одинаковых совершенных механических работах потребляют электроэнергии больше, чем электромагнитыпостоянноготока.5.Электромагнитыдолжныбытьудобными в эксплуатации и простыми в обслуживании. Выбор электромагнита осуществляютпо напряжению, току и потребляемой мощности. После выбора электромагнита рассчитывают его обмотки на нагрев, считая, что средняя допустимая температура нагрева 85...90°С.

39 Погрешности измерений.

Истинное значение физической величины – значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в количественном и качественном отношениях соответствующее свойство объекта.

Результат любого измерения отличается от истинного значения физической величины на некоторое значение, зависящее от точности средств и методов измерения, квалификации оператора, условий, в которых проводилось измерение, и т. д. Отклонение результата измерения от истинного значения физической величины называется погрешностью измерения.

Поскольку определить истинное значение физической величины в принципе невозможно, так как это потребовало бы применения идеально точного средства измерений, то на практике вместо понятия истинного значения физической величины применяют понятие действительного значения измеряемой величины, которое настолько точно приближается к истинному значению, что может быть использовано вместо него. Это может быть, например, результат измерения физической величины образцовым средством измерения.

Абсолютная погрешность измерения (Δ) – это разность между результатом измерения х и действительным (истинным) значением физической величины хи:

Относительная погрешность измерения (δ) – это отношение абсолютной погрешности к действительному (истинному) значению измеряемой величины (часто выраженное в процентах):

δ = (Δ / хи)·100 %

Приведенная погрешность (γ) – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к нормирующему значениюХN – условно принятому значению физической величины, постоянному во всем диапазоне измерений:

γ = (Δ /ХN)·100 %

Для приборов с нулевой отметкой на краю шкалы нормирующее значение ХN равно конечному значениюдиапазонаизмерений.Для приборовс двухсторонней шкалой, т. е. с отметками шкалы, расположенными по обе стороныотнуля значение ХN равно арифметической суммемодулей конечных значений диапазона измерения.

Погрешность измерения (результирующая погрешность) является суммой двух составляющих: систематической и случайнойпогрешностей.

Систематическая погрешность – это составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Причинами появления систематической погрешности могут являться неисправности средств измерений, несовершенство метода измерений, неправильная установка измерительных приборов, отступление от нормальных условий их работы, особенности самого оператора.

40 Программируемые логические контроллеры (ПЛК) типы и архитектура ПЛК.

окружающей среды, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.

Иногда на ПЛК строятся системы числового программного управления станков.

ПЛК — устройства, предназначенные для работы в системах реального времени.

ПЛК имеют ряд особенностей, отличающих их от прочих электронных приборов, применяемых в промышленности:

в отличие от микроконтроллера (однокристального компьютера) — микросхемы, предназначенной для управления электронными устройствами — областью применения ПЛК обычно являются