книги из ГПНТБ / Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

лирования обычно ниже, чем для систем контроля, поэтому аппаратный принцип построения позволяет ис­ пользовать более простые и надежные датчики в систе­ мах регулирования. Дополнительная инерция прибора обычно несколько ухудшает динамические свойства кон­ тура регулирования при приборном принципе построения.

ся в виде самостоятельного устройства или встраивают­

образом различием динамических характеристик про­ мышленных объектов и технологических требований к допустимым величинам отклонений регулируемых ко­ ординат. Качество регулирования существенно зависит от точности воспроизведения заданного закона регули­ рования.

Для регулятора проблема точности реализации за­ данного закона при различных параметрах настройкки является основной и связана с его структурой и харак­ теристиками реальных элементов, из которых он конст­ руируется. Эти элементы, как правило, обладают огра­ ниченной полосой пропускания сигналов, нелинейными особенностями, они изменяют свои характеристики при

ремещения усилий от нескольких грамм до нескольких тонн. Для привода регулирующих органов созданы ря­

10

большинстве промышленных агрегатов расстояние меж­

датчики регулятора удобно располагать на пультах контроля и управления. Регулирующие устройства обычно также располагаются вблизи этих пультов. Поэ­ тому сигналы усиливаются по энергетическому уровню и мощности не только для привода исполнительного ме­ ханизма, но и для обеспечения передачи сигнала на расстояние, так как сигналы низкого уровня трудно за­ щитить от действия помех.

6. Требования надежности регуляторов. Автоматиче­ ские общепромышленные регуляторы осуществляют от­

организация и качество обслуживания регулятора экс­ плуатационным персоналом и приспособленность регу­ ляторов к такому обслуживанию.

7. Требования полноты номенклатуры средств регу­ лирования. Кроме основных устройств, рассмотренных выше, регулятор часто должен комплектоваться неко­ торыми дополнительными устройствами.

Например, наряду с задатчиком, обеспечивающим постоянное значение х3, следует иметь устройство про­ граммного задания. Часто при автоматизации промыш­ ленного агрегата необходимо управлять от одного регу­ лирующего устройства двумя и более перемещающими­ ся синхронно исполнительными механизмами. В каскад­ ных схемах регулирования один регулятор изменяет задание другому. Можно привести и еще ряд задач, решение которых часто необходимо в системах регули­ рования. Поэтому заводы, выпускающие общепромыш­ ленные регуляторы, изготавливают обычно и специ­ альные дополнительные устройства, позволяющие вы­ полнить эти дополнительные функции.

11

из-за трудности реализации различных законов регули­ рования и незначительного уровня мощности на выходе применяются редко и здесь не рассматриваются.

В настоящее время в промышленных регуляторах применяются три вида носителей энергии: электриче­ ский ток, сжатый воздух и жидкость (обычно масло) под давлением. Соответствующие регуляторы носят на­

Использование каждого из различных носителей имеет свои преимущества и недостатки.

Основными достоинствами электрических регулято­ ров являются возможность передачи электрического сигнала на большие расстояния и простота энергоснаб­ жения. Пневматическим и гидравлическим системам свойственно существенное ограничение дальности пере­

регуляторор является возможность получения больших мощностей исполнительных механизмов в небольших габаритах.

Указанные достоинства регуляторов с различными ви­ дами носителей информации привели к созданию ком­ бинированных регуляторов. Чаще всего используются электрогидр.авлические и электропневматические регу­ ляторы, в которых, как правило, датчики, входные и формирующие устройства выполняются на электриче­ ских элементах, а исполнительные механизмы — пнев­ матические или гидравлические.

Регуляторы с различными видами носителей инфор­ мации конструируются для воспроизведения одинаковых законов регулирования.

Законы регулирования делятся на линейные и нели­ нейные. Среди регуляторов с нелинейным законом регу-

12

лирования широко распространены двух- и трехпозиционные регуляторы. Закон регулирования двухпозиционного регулятора имеет вид:

Такой закон регулирования относится к классу так называемых стандартных законов. В этом уравнении С\х называется пропорциональной или П-составляющей

кон регулирования. Отдельные составляющие закона могут отсутствовать, при этом образуются П-, И-, ПИ-, ПД-законы регулирования. Серийно изготовляемые об­ щепромышленные регуляторы со стандратными закона­ ми регулирования обычно сконструированы таким обра­ зом, что в них можно в широком диапазоне изменять коэффициенты С0, Си С2 у каждой составляющей.

Простота настройки стандартных регуляторов и до­ статочно высокое качество регулирования на подавля­ ющем большинстве объектов обеспечили им широкое распространение в промышленности. Отечественная про­ мышленность выпускает регуляторы общепромышлен­ ного назначения различных типов. Они отличаются

13

Часть п е р в а я

Д И Н А М И Ч Е С К И Е Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И

И Н А С Т Р О Й К А Р Е Г У Л Я Т О Р О В

Глава первая

Д И Н А М И Ч Е С К И Е Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И И Д Е А Л Ь Н Ы Х

ИР Е А Л Ь Н Ы Х Р Е Г У Л Я Т О Р О В

ющий такой закон, называется также пропорцио­ нальным.

Легко заметить, что состояние равновесия регулиру­ ющего устройства возможно при различных значениях входного сигнала х. Регулирующий орган при разных расходах вещества (нагрузках) объекта занимает раз­ личные положения, следовательно, и состояние равно­ весия регулирующего устройства и системы регулиро­ вания будет существовать при различных значениях сигнала х.

Изменение значения регулируемой величины при различных нагрузках обычно весьма нежелательно. Уменьшить эти отклонения можно, увеличивая коэффи­ циент пропорциональности регулятора kv. Но в подав­ ляющем большинстве случаев эффект перемещения ре­ гулирующего органа не мгновенно отражается на выход-

15

ной координате объекта х\ и, следовательно, на сигнале

координаты увеличить регулирующее воздействие у. Це­ лесообразно также замедлить или даже остановить ре­

составляющие, обладают сравнительно низкой чувстви­ тельностью, т. е, изменение характеристик объекта и воз-

16

ЛоНр

180°

О

З

t

Si/}-

О '