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

рицательной обратной связи; сопло 7 при этом монти­ руется справа от оси вращения коромысла /. Для реали­ зации операции деления одного пневматического сигнала на другой первый сигнал, пропорциональный делимому, подают к сильфону 9, а второй, пропорциональный дели­ телю, к сильфону 5. Сильфонное устройство 4 при этом используется в линии обратной связи.

Для обеспечения стандартного диапазона изменений входных и выходного сигналов прибора в его конструк­ ции предусмотрены настроечные пружины.

Основным недостатком этих блоков является слож­ ность наладки и ремонта, что связано с особенностями принятой конструктивной схемы.

Технические характеристики блоков БФ приведены в табл. 9-1.

9-4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ АУС

А) БЛОК СИГНАЛИЗАЦИИ ПС-37А

Блок сигнализации АУС (сигнализатор, реле сигнализации) предназ­ начен для получения на выходе релейного сигнала при достижении входным сигналом некоторого определенного граничного значения. Обычно блок ПС-37А используется в системах автоматического конт­ роля для создания световой (звуковой) сигнализации или в не­ сложных системах автоматического управления для двухпозиционного регулирования и операций переключения.

Блок (рис. 9-17) состоит из мембранно-пружинного измеритель­ ного устройства и типового двухкаскадного пневматического усили­

пускает его к верхнему соплу 5. К одному из этих сопл через дрос­

1,5% максимального значения входного сигнала. Полное срабатыва­ ние реле происходит при изменении входного сигнала не более чем на 0,01—0,04%. Время полного изменения сигнала на выходе со­ ставляет 1,5—2,0 сек. При подключении к сигнализатору пневмати­ ческой линии передачи диаметром 6 мм и длиной 60 м сигнал на ее

342

конце изменяется на 60% полного диапазона за время, не превыша­ ющее 3 сек.

Реле может быть настроено «на максимум* или «на минимум». При настройке на максимум в случае достижения входным сигналом

Рис. 9-17. Блок сигнализации ПС-37А.

рукции блока предусмотрен коммутационный переключатель, с по­ мощью которого к дросселю 8 подключается то или иное сопло.

Технические характеристики блока даны в табл. 9-1.

б) ПОВТОРИТЕЛЬ ПР-14М

В составе АУС предусмотрен специальный блок — повторитель, уси­ литель мощности (в терминологии заводов-изготовителей промежу­ точное реле) типа ПР-14М. Он предназначен для воспроизведения усиленного по мощности входного аналогового сигнала. Обычно блок ПР-14М используется как детектирующий элемент для уменьше­

тельного реле и мембранного элемента сравнения 1 с укрепленной на

направленное вниз усилие. В противоположном направлении действу­

343

водит к перемещению заслонки 2 относительно сопла 3, что вызы­ вает изменение давления на выхо­ де прибора. Таким образом, по­ следнее все время «следит» за входным сигналом.

в) ПРОГРАММНЫЕ ЗАДАТЧИКИ ПД-35 И ПД-36А

Для построения на базе приборов АУС программных САР в ней предусмотрены специальные бло­ ки, называемые программными задатчиками. Они предназначены для формирования пневматическо­

го сигнала, автоматически изменяющегося по заданной программе во времени (задатчик типа ПД-35А) или в зависимости от изменений другого сигнала (задатчик ПД-36А). Чаще всего их используют для формирования сигналов задания регулируемого параметра.

механизма / и механопневматического преобразователя // . Програм­ мный механизм имеет сменный лекальный диск 1, приводимый во вращение от электродвигателя через редуктор со сменными шестер­ нями (ПД-35А) или от сильфонного измерительного устройства,

344

в который Поступает входной сигнал (ПД-36А). С помощью роли­ ка 5 и рычага 4 угол поворота лекала преобразуется в усилие на­ тяжения пружины 3, действующей на рычаг 2 механопневматического преобразователя. Последний построен на таком же компенсиро­

Л

Рис. 9-20. Программный задатчик ПД-36А.

профилированной на лекале, в выходной пневматический сигнал этих приборов.

Основная погрешность преобразования составляет для задатчика ПД-35А 1% и для задатчика ПД-36А 1,5% максимального значения выходного сигнала (при небольшой скорости изменений последнего) Если же частота входного сигнала превышает некоторую граничную величину, то возникают дополнительные значительные динамические ошибки в отработке заданной программы, что вызывается плохими динамическими свойствами кинематической схемы приборов и огра­ ниченным быстродействием пневматического усилителя. Как пока­ зывает эксперимент, частоту 0,2 рад/сек уже следует считать гра­ ницей области нормальной работы программных задатчиков АУС.

При профилировании диска следует учитывать, что максималь­ ный угол подъема поверхности лекала не должен превышать 57°.

345

Профилирование лекала задатчика ПД-36А производится с учетом того, что полному изменению входного сигнала от 0,2 до 1,0 кгс/см2 в приборе соответствует поворот диска на 240°, а максимально до­ пустимый угол подъема лекала составляет 40°.

АУС. Они выпускаются в виде отдельных блоков в прямоугольных корпусах, приспособленных для щитового монтажа. Передняя крыш­

нологического процесса, а также для управления работой пневмати­

рующее перо или показывающую стрелку, ручного задатчика 2 и пе­

346

нематической передачи и настройки. По паспортным данным класс точности измерения равен 1. Однако из-за большой нестабильности характеристик измерительных устройств (на них влияют любые пе­ регрузки и вибрации) фактическая точность измерения значитель­ но ниже.

Ручной задатчик типа Р-1, встроенный во вторичные приборы АУС, предназначен для формирования постоянного стабилизирован­ ного пневматического сигнала любой величины, настраиваемой вруч­ ную во всем стандартном диапазоне давлений. В системах автома­ тического регулирования, построенных на блоках АУС, он исполь­ зуется для настройки заданного значения регулируемой величины и дистанционного управления исполнительным механизмом. Такое двойное назначение задатчика в станциях управления АУС позво-

347

ляет сократить аппаратуру типичных систем автоматического конт­ роля и регулирования, но приводит к некоторому усложнению экс­ плуатации этих систем (усложняется процесс перехода с одного режима работы системы автоматики на другой).

По своему функциональному назначению и принципу действия задатчик Р-1 является пневматическим редуктором, обеспечивающим на своем выходе стабилизированное давление независимо от измене-

ной связью через камеру И. Воздух из линии питания с номиналь­

ны 2, направленное вниз. В равновесном состоянии оба усилия вза­ имно компенсируются. При нарушении равновесия (например, вслед­ ствие случайного изменения давления на выходе задатчика) заслонка, укрепленная на жестком центре мембраны 3, прикроет (или откроет) сопло 4 пневматического реле, что приведет к изменению давления на выходе прибора, т. е. к восстановлению равновесия. Из­ меняя с помощью винта / степень сжатия пружины 2, можно на­ строить любую величину давления на выходе (в стандартном диа­ пазоне давлений). Применение в задатчике трехкаекадного реле поа-

348

воляет уменьшить влияние возможных колебаний давления питающего воздуха на величину выходного сигнала.

Переключатель 3 (см. рис. 9-21), встроенный во вторичный при­ бор ЗРЛ-29В, предназначен для выполнения необходимых пересо­

ручки переключателя в промежуточное положение Я командная ли­ ния отключающего реле сообщается с источником питания и в уп­ равляющую камеру реле подается давление, отсекающее выход ре­ гулятора от линии, идущей к пневматическому исполнительному механизму. При установке ручки переключателя в положение Р ре­ гулятор также остается отсеченным от исполнительного механизма (давление в командной линии на отключающее реле равно давлению

чению регулируемого параметра и желаемому положению исполни­ тельного механизма при дистанционном управлении, как правило, различны, а для их формирования используется один и тот же задатчик. При этом положении ручки переключателя давление на вы­ ходе ручного задатчика настраивается на соответствующее новое значение (например, на величину, отвечающую положению^ штока исполнительного механизма или заданному значению регулируемого параметра).

9-5. О С О Б Е Н Н О С Т И РАСЧЕТА Н А С Т Р О Е К РЕГУЛЯТОРОВ А У С

При расчете параметров настройки регуляторов АУС обычно можно пользоваться соответствующими форму­ лами и рекомендациями, составленными для стандарт­ ных (идеальных) регуляторов (см. гл. 2). Однако в не­ которых случаях расчет настройки регулятора АУС при­ ходится вести с учетом особенностей уравнения его дви­ жения. К таким особенностям относятся: «паразитная» инерция регулятора, характеризуемая передаточной функцией «балластного звена», и взаимовлияние пара­ метров настройки. Динамические особенности ПИ-регу­ лятора АУС — регулирующего блока типа 4РБ-32 описа­ ны в § 9-2.

Для ПИД-регулятора АУС требуется несколько бло­ ков. При использовании такого составного регулятора следует различать параметры настройки отдельных бло­ ков и регулятора в целом. Первые характеризуют работу блока, вторые — регулятора. (Параметры настройки от-

349

дельных блоков в дальнейшем будем отмечать верхним

лятора на блоках АУС, передаточные функции этих регу­ ляторов и формулы для расчета параметров настройки блоков по заданным параметрам Со, С\ и С2 регулятора.

Рассмотрим основные особенности этих схем.

Схема I является простейшей и реализуется путем последовательного соединения ПИ- и ПД-блоков. На ПИД-регуляторе с такой схемой принципиально не мо­ гут быть установлены такие настройки регулятора в це­

их схемах сигнал Рвх, пропорциональный регулируемой переменной, поступает на вход обоих блоков: регулирую­ щего (4РБ-32А) и предварения (БП-28В). Выходные сигналы этих блоков поступают в плюсовые камеры сум­

спечивает компенсацию пропорциональной составляющей выходного сигнала блока предварения и позволяет рас­ ширить диапазон настройки коэффициента усиления С\ регулятора:

ПИД-регуляторов АУС, проводимого с помощью частот­ ных и переходных характеристик.

а) РАСЧЕТ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ АУС МЕТОДОМ РАСШИРЕННЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

В случае малоинерционного объекта расчет настройки регулятора АУС следует проводить с учетом его инерции.

350

Т а б л и ц а 9-5 Схемы ПИД-регулятора на блоках АУС и параметры их настройки

с!