ТСА

Регулятор Р25 работает как типичный релейно-импульсный регулятор. Его органы настройки: R45 — КР, R6 — ТИ, R42 — меняет ширину зоны возврата (длительность импульса). Ключ П1 ступенчато изменяет время интегрирования ТИ в 10 раз.

Исполнительные устройства регуляторов системы «Контур».

Исполнительный усилитель для регулятора Р25 представляет собой устройство-пускатель.

Малым по мощности током обеспечиваем замыкание контактов, по которым течет ток большой мощности от внешнего источника. Лишние контакты нужны для взаимной блокировки сигналов «больше» и «меньше», в противном случае возможно перегорание двигателя.

Реальные законы регулирования.

Реализуемые в технических средствах законы регулирования почти всегда отличаются от идеальных, рассматриваемых в теории регулирования стандартных законов (пропорциональный, пропорционально-интегральный, пропорциональнодифференциальный, пропорционально-интегрально- дифференциальный, нелинейные законы регулирования). Эти законы называют реальными законами регулирования.

Причины отличия реальных законов от идеальных — различны, но могут быть разделены на 3 группы:

1.Неточности реализации отдельных элементов, погрешности, нежелательные нелинейности (вызваны наличием зоны нечувствительности, люфтов, зазоров и пр.).

2.Структура регулятора

WИД(p) — идеальная часть (расчетная), WБАЛ(p) — балластная часть. 1). WP(p)=WИД(p)·WБАЛ(p)

31

Для того, чтобы WP(p) → WИД(p) необходимо, чтобы WБАЛ(p) → 1 (AБАЛ(ω)=1, φБАЛ(ω)=0)

2). WP(p)=WИД(p)+WБАЛ(p)

Данная схема применяется редко. Для того, чтобы WP(p) → WИД(p) необходимо, чтобы WБАЛ(p) = 0.

Областью нормальной работы регулятора (ОНРР) называется область в пространстве некоторых параметров, где свойства идеального регулятора отличаются от свойств реального не более чем на величину, установленную ГОСТом:

ϕИД (ω )-(ϕ)Р (ω ) £ 0.15; ω ÎW2

ϕИД ω

При определении ОНРР учитываются оба условия.

Структурная схема получения пропорционального закона.

условии, что ТБАЛ → 0. Это достигается уменьшением ТИМ (быстродействующий регулятор) или увеличением знаменателя. КОС служит органом настройки

Область нормальной работы регулятора — от 0 до ω*, где ω* = min(ω1,ω2). В области низких частот регулятор ближе всего к идеальному.

Структурная схема получения пропорциональноинтегрального закона.

W ИД( p) = KP × T1 × p× +1 T1 p

KP = K1

OC

32

Система «Контур-2»

Производится на МЗТА и киевском заводе «Точэлектроприбор».

Базовым прибором является РС.29. Это многофункциональный прибор, который реализует все функции, выполняемые другими устройствами.

Трехпозиционный элемент реализует ПИ - и ПИД-закон с исполнительным механизмом постоянной скорости. Позволяет строить устройства сигнализации и защиты, позволяет устанавливать функции динамической связи между контурами.

Не реализует корректирующий регулятор с непрерывным ПИ-законом.

В системе появился свой исполнительный усилитель У29. Это тиристорный усилитель. Р29 может также работать с любым из используемых усилителей.

Система «Контур-2» применяется на неответственных объектах. Прибор состоит из модулей с применением микросхем (рис. 9). Позволяет сформировать ПИ - и ПИД-закон регулирования по 3-ей схеме реализации.

Сигнал рассогласования: -(X1+X4+X6+α1X7+α2X8+X9)+(Xзд-Xкор)=ε

Модификации РС.29 изображены на рис.10.

üРС.29.0 (рис. 10а): работа с унифицированными входными сигналами постоянного тока.

üРС.29.1 (рис. 10б): для работы с датчиками переменного тока типа ДТ до

четырех штук на входы X5, X6, X7, X8. Входы X6, X8 – масштабируются. (Xзд-Xкор+ X1+X2+X3+ X4)-(X5+X7+α1X6+α2X8)=ε

Также можно подключить датчики с унифицированными сигналами.

üРС.29.2: на вход подается сигнал от термометров сопротивления, можно подключить до трех штук, и унифицированный сигнал. (Xзд-Xкор)-(X1+X2+X3+α1X5+α2X4)=ε

üРС25.3: на вход X4 подается сигнал от термопары, который поступает через коробку холодных спаев, на вход X1подается унифицированный сигнал (0-10)В, на вход X3 подается сигнал от внешнего задатчика.

(Xзд-Xкор)-(X1+X3++X4)=ε

Принципиальная схема РС.29.0 изображена на рис.12.

Украинский аналог РС.29 – УКРО1 (устройство контроля и регулирования). На рис. 15 показана схема соединения РС.29 с БУ-21, У29.3 и МЭО.

МЭО – механизм электрический оборотный.

34

Комплекс средств автоматического регулирования «Каскад-2»

Аппаратура комплекса предназначена для решения задач АСУТП сложных промышленных объектов. В энергетике – для энергоблоков.

Основные особенности:

ü массовое применение унифицированного сигнала (0-5)мА;

üвся аппаратура построена по блочно-модульному принципу.

Свойства сигнала постоянного тока:

üлегко бороться с помехами в сигнале;

üискажения, которые вносятся в линии передачи, отсутствуют;

üменее чувствителен к сопротивлению проводов;

üплохо поддается размножению.

Всостав комплекса «Каскад-2» входят следующие блоки:

üизмерительные – И;

üрегулирующие – Р;

üалгебраических операций – А;

üлогических операций – Л;

üнелинейного преобразования – Н;

üдинамического преобразования – Д;

üзадатчики – ЗУ;

üуправления – БУ;

üвспомогательных функций – В.

Аппаратура «Каскад-2» позволяет:

35

üавтоматическое регулирование некоторых технологических параметров на объекте;

üосуществлять логическое управление и защиту частей оборудования;

üпостроение многоконтурных систем регулирования;

üвыполнение всех основных алгебраических операций с сигналами (также интегрирование, сглаживание и т.д.);

üвывод информации в удобной для оператора форме.

И.04 – измерительный блок позволяет сформировать сигнал рассогласования. К нему может быть подключено от одного до четырех датчиков сигнала, все сигналы могут быть масштабированы. Далее эти сигналы сравниваются с сигналом от задатчика.

Р.12 – регулирующий блок с непрерывным выходным сигналом, формирует ПИД-закон регулирования.

Р.21 – регулирующий блок с импульсным выходным сигналом, формирует ПИзакон регулирования вместе с исполнительным механизмом постоянной скорости.

БУ.12 – блок управления для Р12. БУ.21 – блок управления для Р21.

А.04 – суммирование и масштабирование. А.31 – операции умножения токовых сигналов. А.32 – деление токовых сигналов.

А.33 – извлечение квадратного корня.

Л.01, Л.02 – выполнение логических операций. Д.01 – реальное дифференцирующее звено.

Н.01 – аппроксимация любой нелинейной зависимости кусочно-линейными отрезками.

ЗУ.11 – реостатный задатчик. ЗУ.05 – токовый задатчик.

В.01 – защитное устройство от обрыва измерительной цепи. В.12 – блок индикаторов.

В.21 – блок согласующих приставок.

Все блоки имеют унифицированные корпуса.

В системе «Каскад-2» используются операционные усилители.

36

W ( p) = α × WВХ ( p)

β WОС ( p)

Свойства передачи информации с помощью токового сигнала

Сигнал тока имеет повышенную помехозащищенность.

Изменение сопротивления Rл в некоторых пределах не сказывается на изменение тока, поскольку R достаточно велико.

Наличие помех убивается RC-фильтром.

Измерительный блок И.04

Схема изображена на рис. 16.

Этот блок предназначен для:

üсуммирования и масштабирования до четырех токовых сигналов (0-5)мА от датчиков или других устройств,

üсравнения этого суммарного сигнала с сигналом задатчика-корректора,

üвведения переменного диапазона задатчика,

üпоследующее преобразование полученного сигнала в сигнал по напряжению постоянного тока.

Блок построен по блочному принципу, имеет внутренний модуль питания.

Состав И.04:

üмодуль входных сопротивлений R1-R4;

üчетыре модуля преобразователя МП.04, которые предназначены для гальванического разделения входного сигнала напряжения постоянного тока с сигналом в последующих цепях;

üМГ.2 – модуль генератор, питающий напряжением 10 кГц модули МП.04;

üИП.10 – модуль питания;

üмодуль выпрямитель, питающий стабилизированным напряжением мост «задатчик-корректор».

37

импульса не влияет на скважность. Чем меньше длина импульса, тем точнее реализуется закон регулирования, но при этом исполнительный механизм работает в более сложных условиях.

R4, С1 – демпфер входного сигнала подключается к клеммам 14 и 15. Клеммы 16,17,18,19 служат для подключения добавочных токовых сигналов. Активный выход – клеммы 7,8,9. 8 – общая точка. 7,9 – соответственно «+» и «-». Пассивный выход – клеммы 10 и 7, 8. Основная цепочка обратной связи R8-R37. R17-R25-Tи.

Регулирующий блок Р.12

Схема изображена на стр. 20.

Регулятор Р.12 формирует ПИД-закон регулирования по пятой схеме его реализации.

Входы:

4 - подключение измерительного блока И.04 на клеммы 14,15. 3,2,1 -токовые сигналы подаются на клеммы 17,18; 17,16; 16,15. Выход: непрерывный токовый сигнал (0-5)мА.

На выход подключается блок управления БУ.12, который изменяет режим работы на «ручной» или «автоматический». Далее включается нагрузка, это может быть либо исполнительный усилитель и исполнительный механизм пропорционального типа, либо вход другого регулятора (Р.12 коррекция задания).

Регулятор построен по блочно-модульному принципу. В его состав входят

такие блоки:

üУВ22 – входной усилитель, суммирующий сигналы рассогласования. Это усилитель напряжения с двух полярным выходом.

üВ.12 – блок индикаторов, состоящий из двух измерительных приборов.

üМО – модуль ограничитель, который представляет собой пропорциональное звено с коэффициентом передачи равным единице. МО срезает большие пики напряжения. Если на входе регулятора постоянный сигнал, а исполнительный механизм не содержит интегральной сглаживающей части, то при поступлении помехи происходит ее усиление и на вход исполнительного механизма происходит удар.

üУВ21 – выходной усилитель. Он усиливает сигнал по мощности. Имеет два выхода: токовый на нагрузку – основной, по напряжению – в цепочку обратной связи.

üУзел для переключения из «ручного» режима в «автоматический» подключается к клеммам 5,6 для избежания удара.

üРеле и источник напряжения.

üС3, R11 – демпфер.

40