книги из ГПНТБ / Чижов, А. А. Автоматическое регулирование и регуляторы в пищевой промышленности учебник

242

Рис. 178. Принципиальная схема электронного блока РПИ.

гружен той же обмоткой и сопротивлением R 1 5 . Если триод Т3 открыт, то ток коллектора триода, протекая через сопротивление R іб и часть обмотки III Тр3, создает запирающее напряжение для триода Т4. Если триод Г3 закрыть управляющим сигналом, кото­ рый поступает на его базу через конденсатор С7, то триод Т4 от­ кроется базовым током, создаваемым делителем R і8, R 2Q. При этом коллекторный ток триода Т4, протекая через сопротивление Я1 5 , запрет триод Г3 до момента прихода управляющего сигнала на его базу. Таким образом, получается два устойчивых состоя­ ния триггера.

Триггер связан с выходным каскадом через трансформатор Тр3. Если амплитуда импульсов достаточна для управления, то триггер будет опрокидываться два раза за периода на обмотках Тр3 будет появляться прямоугольное напряжение, фаза которо­ го будет зависеть от полярности напряжения на выходе лампо­ вого каскада. Конденсатор С7 заряжается, когда триод Ті от­ крыт, и разряжается, когда триод Ті закрыт. Сопротивления Я1 5 и Яіб служат для осуществления в триггере положительной об­ ратной связи по току, а положительная связь по напряжению осуществляется сопротивлением Rie и ближней к нему частью

каскада, который нагружен пусковым устройством исполнитель­ ного механизма. Обмотки III и IV трансформатора Тр2 являют­ ся источником питания выходного каскада. Диоды Д6—Ди уча­ ствуют в формировании постоянного напряжения, которое сни­ мается с клемм 7, 8 и 9, а диоды Д2 о—Дгз — в формировании переменного напряжения, снимаемого с клемм 19, 8 и 20. Диоды Д і4 —Д 1 7 и сопротивления R2\ и R22 образуют запирающее на­ пряжение для триодов Т5 и Т6.

Нагрузкой выходного каскада является также первичная об мотка трансформатора обратной связи Тр4, вторичная обмотка которого связана с узлом изодрома, образованного конденсато­ ром Сз и сопротивлениями R9, Ri3, R i4, R27, R28 и R29. Трансфор* матор Tp4 выбран таким образом, что в полупериод, когда триод выходного каскада закрыт, амплитуда напряжения на обмотке II значительно больше напряжения зажигания неоновой лампы НЛ, причем конденсатор С3 заряжается в ту часть полупериода, когда напряжение на обмотке превышает напряжение горе­ ния НЛ.

При изменении фазы напряжения на Тр3 неоновая лампа бу­ дет пропускать ток в противоположном направлении из-за из­ менения полярности амплитудного значения на обмотке II Тр4, превышающего напряжение горения НЛ. В результате напря­ жение на конденсаторе С3 изменит свою полярность. Таким образом, неоновая лампа является фазочувствительным выпря-

243

мителем, одновременно разделяя цепь заряда и разряда кон­ денсатора С3 для обеспечения независимости настроек регулято­ ра. Время изодрома устанавливается сменным сопротивлением Rg. Скорость связи изменяется плавно сопротивлением R n и сту­ пенчато — сопротивлением R із. Максимальная скорость связи задается сопротивлением R27. Диапазон изменения длительности импульсов определяется сопротивлением R29. Длительность им­ пульсов регулируется сопротивлением ДгвРегулятор реализует пропорционально-интегральный закон регулирования (ПИ-за-

кон).

На предприятиях пищевой промышленности широко приме­ няется в настоящее время к о н т а к т н о е р е г у л и р у ю щ е е у с т р о й с т в о ЭР-62 (рис. 179). Электронный блок состоит из двухкаскадного электронного усилителя, выходных реле Р\ и Р-2 и устройства обратной связи. Первый каскад электронного уси­ лителя собран на двойном триоде Л\ по балансной схеме. Если напряжения на сетках триодов равны, то их анодные теки рав­ ны и на выходе каскада напряжение равно нулю. При помощи потенциометра «Корректор» можно откорректировать работу каскада. Нагрузка обоих триодов находится в катодной цепи. Отрицательное смещение на сетках по отношению к катодам обеспечивается подачей постоянного напряжения на сопротивле­ ние Rg через вентиль В\ от вторичной обмотки III трансформа­ тора Тр 1 . Конденсатор С5 служит для сглаживания пульсаций

244

напряжения смещения, а конденсаторы С3 и С4 — для уменьше­ ния пульсаций напряжения на сопротивлениях нагрузки.

Входной сигнал от соответствующего измерительного блока поступает на зажимы 14, 15 электронного блока. Сопротивление Ri и конденсатор С\ образуют фильтр, через который на сетку лампы Л\ поступает только постоянная составляющая сигнала, фіагрузка левого триода лампы Л і (сопротивления /?4 и часть / ? з ) включена в катодную цепь и па вход, обеспечивая работу усилителя в режиме катодного повторителя. Чтобы обеспечить при этом равновесие балансной схемы (при отсутствии входного сигнала), напряжение с нагрузки левого триода поступает на сетку правого триода лампы Л ь на которую поступает также напряжение (через сопротивление R3) с выхода цепи обратной связи.

При поступлении напряжения сигнала на левую сетку лампы Л 1 в зависимости от его полярности увеличивается или умень­ шается анодный ток левого триода, равновесие первого каскада усилителя нарушается и через сопротивление Rs напряжение той или иной полярности подается на вход второго каскада. Второй каскад электронного усилителя собран на двойном трио­ де Л 2 по схеме баланса тока и является усилителем мощности.

Триоды лампы включены последовательно и питаются постоян­ ным током от обмотки VI трансформатора Трі через вентили ß 4 и В$. Конденсаторы С9 и Сю сглаживают пульсации питающего напряжения. Нагрузкой усилителя служат два электромагнит-’ ных реле Р\ и Р2. Второй каскад построен так, что при отсутст­ вии напряжения на его входе токи, идущие через триоды, равны, падение напряжения на триодах будет одинаковым, а напряже­ ние на нагрузке равно нулю, так как оба реле включены в диа­ гональ моста, образованного конденсаторами С9 и Сю и триода­ ми лампы Л2.

При отклонении регулируемой величины от заданного значе­ ния на сетку нижнего триода лампы Л2 подается напряжение, сопротивление триода увеличивается или уменьшается в зави­ симости от полярности сигнала и на нагрузке появляется напря­ жение. Селективность срабатывания реле в зависимости от на­ правления тока в нагрузке обеспечивается включением последо­ вательно с их обмотками вентилей В2 и В3, один из которых пропускает ток в одном направлении, другой — в противопо­ ложном.

Реле Р1 и Р2 имеют нормально открытые контакты, через ко­ торые подается напряжение постоянного тока от вторичной об­ мотки II трансформатора Тр2 через выпрямитель В6 на испол­ нительный механизм и устройство обратной связи, состоящее из переменного сопротивления Яц, постоянного сопротивления Ru, конденсатора С2, сменного сопротивления R9 и переменного со­ противления R7.

245

■ '220В от стабилизатора

Рис. 180. Схема электронного блока ЭКП-62.

Блок ЭКП-62 (рис. 180) состоит из двух каскадов усиления, охваченных отрицательной обратной связью. Первый каскад электронного усилителя ЭКП-62 аналогичен входному каскаду электронного усилителя ЭР-62; второй каскад, являющийся уси­ лителем мощности, собран на лампе Л2 (двойном триоде 6Н1П) и представляет собой модулятор с анодным питанием перемен­ ным током от обмотки силового трансформатора Тр2. При отсут­ ствии сигнала небаланса токи в левой и правой частях обмотки / трансформатора Тр3 равны, но противоположны по направле­ нию. При этом магнитный поток в сердечнике выходного транс­ форматора Трз отсутствует и напряжение на его выходных об­ мотках равно нулю. При появлении сигнала разбаланса это рав­ новесие нарушается так, что фаза напряжения на вторичной об­ мотке трансформатора Трг зависит от *фазы сигнала разба­

ланса.

Сигнал, пропорциональный величине рассогласования, посту­ пает с обмотки IX трансформатора Тр3 в устройство гибкой об­ ратной связи, состоящее из потенциометра Ru, конденсатора С2 и сменного сопротивления Сигнал обратной связи подается на правую сетку лампы Л и обеспечивая работу блока по ПИ-за- кону.

Как указывалось (см. рис. 177), регуляторы состоят из из­ мерительного и электронных блоков. Электронные блоки были рассмотрены выше. Измерительные же блоки, выполняемые конструктивно отдельно, выпускаются следующих основных мо­ дификаций.

Блоки И-ІП-62 и И-ІѴ-62 применяются в схемах различных

в котором алгебраически суммируются сигналы от датчиков и задатчика, и усилительного каскада, где усиливается напряже­ ние разбаланса, пропорциональное отклонению регулируемых величин от заданного значения. Измерительный блок И-ІП-62 работает в комплекте с тремя датчиками, а И-ІѴ-62 — с че­ тырьмя.

Блок И-Т-62 применяется для работы с термопарой, блок И-Т2-62 — для работы с термопарой и каким-либо датчиком пе­ ременного тока. В этих блоках термоэлектродвижущая сила термопары сравнивается с сигналом задания, а сигнал небалан­ са усиливается в усилительном каскаде. Выход усилителя явля­ ется входным сигналом для электронного блока, формирующего закон регулирования.

Блоки типа И-С-62 и И-2С-62 предназначены для работы с одним и двумя (соответственно) Термометрами сопротивления. Термометр сопротивления в блоке И-С-62 включается в одно из плеч мостовой измерительной схемы. При изменении темпе­ ратуры возникает напряжение на вершинах моста, которое срав­ нивается с напряжением задания. Возникающее напряжение

247

разбаланса усиливается в усилительном каскаде, а затем пода­ ется на вход электронного блока.

Любой из рассмотренных выше электронных блоков в комп­ лекте с измерительным блоком представляет собой тот или иной тип регулирующего прибора. Так, регулятор, включающий в се­ бя электронный прибор РПИ и измерительный блок И-Т-62, представляет собой регулирующий прибор РПИБ-Т; регулятор,

рассмотренных блоков в систему МЗТА входят следующие уст­ ройства: электронные дифференциаторы, ограничитель сигна­ лов, размножитель сигналов, сумматор сигналов, устройство динамической связи, программный задатчик, реостатный задат­ чик и задатчик, предназначенный для дистанционной настройки заданного значения регулируемой величины.

Регуляторы системы МЗТА применяются, например, в мас­ ло-жировой промышленности при регулировании уровня жмы­

нением расхода (давления) композиции применена каскадная схема регулирования. Здесь давление композиции стабилизи­ руется регулятором РПИБ-ІІІ, задание которого корректирует­ ся регулятором температуры КПИ-С. При автоматическом регу­ лировании подачи сухих добавок в готовый порошок применена система соотношения «расход готового порошка—расход до­ бавок», воздействующая на производительность питателя доба­ вок и выполненная на приборах РПИБ-ІІІ и КПИ-Ш.

УНИФИЦИРОВАННАЯ СИСТЕМ А АВТОМ АТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ,

СИГНАЛИЗАЦИИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ (УСАКР)

Унифицированная система автоматического контроля, сигна­ лизации и регулирования представляет собой комплекс элек­ тронных измерительных приборов и регулирующих устройств, предназначенных для автоматического контроля и регулирова­ ния различных технологических параметров. В УСАКР входят датчики, регулирующие устройства, исполнительные механиз­ мы, блок предварения, блоки суммирования и соотношения и др.

Вкачестве датчиков используются измерительные приборы об­ щепромышленного назначения—такие, как электронные потен­ циометры ЭПП, электронные уравновешенные мосты ЭМП и др.

Вкачестве регулирующих устройств в УСАКР применяются ре­ гуляторы РУ4-16А, РУБ-ОІм, РУ5-02м.

Автоматический электронный регулятор РУ4-16А. Регуля

тор РУ4-16А предназначен для регулирования тепловых и дру­ гих медленно протекающих технологических процессов. Он ра­

248

к,

схема регулятора РУ4-16А.

ный ей электрический сигнал, который сравнивается с сигналом, пропорциональным действительному значению регулируемой величины. При отклонении регулируемой величины от заданно­ го значения появляется рассогласование, которое в виде напря­

На рис. 182 приведена принципиальная схема программного регулятора РУ5-0ІМ. Регулятор состоит из измерительной мо­ стовой схемы, следящей системы и позиционного регулирующе­ го устройства.

Чувствительным элементом следящей системы является фо­ тоголовка, в которой установлены фотосопротивление R$c и лам­ почка ЛН3. Вместе с сопротивлением Ri и двумя половинами вторичной обмотки силового трансформатора Трі фотосопротив­ ление образует мостовую схему. Мост находится в равновесии при определенном соотношении между освещенной и затемнен­ ной площадями (полосами) фотосопротивления. Фотоголовка при этом должна находиться против одной из кромок полосы, задающей программу. Если полоса уходит из-под фотосопротпвления, то в зависимости от того, увеличивается или уменьшает­ ся освещенная площадь фотосопротивления, его электрическое сопротивление уменьшается или возрастает, в результате чего на выходе моста появляется напряжение небаланса той или

иной фазы.

Начальная балансировка моста осуществляется сопротив­ лением Ri. При возникновении разбаланса в постовой схеме сле­ дящей системы сигнал разбаланса поступает в фазочувстви­ тельный каскад.

Фазочувствительный каскад собран на лампе Л\ типа 6Н6П. В зависимости от фазы напряжение рассогласования усиливает­ ся правой или левой половиной триода. Усиленное напряжение поступает на управляющую обмотку реверсивного двигателя М\, вал которого, поворачиваясь в направлении, зависящем от фазы сигнала, перемещает каретку с указателем и фотоголов­ кой в сторону уменьшения разбаланса схемы. Разбаланс будет равен нулю, когда край программы на движущейся ленте при­ кроет такую часть светочувствительного слоя фотосопротивле­ ния, при которой R$c=Ri- Чувствительность усилителя следя­ щей системы регулируется потенциометром R3.

Реверсивный двигатель М і связан с ползунком реохорда Rp измерительной мостовой схемы, в которую также входят рео­ хорд Rim измерительного прибора ИП и подгоночные сопротив­ ления R' и R". Разность напряжений, снимаемая с ползунков ре­ охордов, подается на первичную обмотку трансформатора Тр2 и является входным сигналом для позиционного регулирующего

устройства ПУ.

Фаза результирующего сигнала зависит от знака рассогла­ сования. Со вторичной обмотки входного трансформатора Тр2

252