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

Из структурной схемы ПИ-регулятора и передаточной функции обратной связи (14-10), учитывающей влияние утечки в конденсато­ рах, можно получить (см. [Л. 29])

# и з (Сю + Сц) ftp А*

1 — Axkp

Этой границе при Д * = 0 , 0 1 соответствует прямая 6 на рис. 14-20.

Область допустимых нагрузок регулятора в ПИ-ре­ жиме аналогична ОДН гидравлического регулятора «Теплоавтомат» с двухкаскадным усилителем, приве­ денной на рис. 13-23.

Параметры настройки ПИД-регулятора &р , Т-л и Тя взаимосвязаны. Для упрощения настройки эти парамет­

Т и 7диф(є+1). Связь этих величин с параметрами на­ стройки можно определить с помощью алгебраических

492

преобразований соотношений, приведенных в табл. 14-1:

T'i{,+Y,-^)T--- <и-32

Вследствие этого частотные характеристики ПИД-регу­ лятора отличаются от частотных характеристик идеаль­ ного ПИД-регулятора более чем на 18° по фазе.

Глава пятнадцатая

Э Л Е К Т Р О Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Е Р Е Г У Л Я Т О Р Ы З А В О Д А К И П

15-1. Н А З Н А Ч Е Н И Е И СТРУКТУРА

Электрогидравлические регуляторы завода КИП пред­ назначены для регулирования расхода, давления и пе­ репада давлений газов и жидкостей, угла поворота и других технологических параметров. Эти регуляторы

493

являются частью ферродинамической системы контроля и регулирования завода КИП, у которой в качестве уни­ фицированного сигнала принято напряжение переменно­ го тока 1—0—1 в или 0—2 в. Электрогидравлические регуляторы реализуют И- и П-законы, а также осуще­ ствляют регулирование с постоянной скоростью воз­ действия, производят суммирование, умножение и де-

ление входных сигналов, размножение входных сигна­ лов на независимые каналы.

Регуляторы содержат следующие устройства (рис. 15-1):

датчики с ферродинамическими преобразователями дмк, Д М К Ф , дмкк, дмкв, И Р К В , И П В Ф , Д К О Ф М , ДКФ, И Д Ф , ИУФ;

регулирующие устройства ПЭГ и УРП; задатчики ДЗФМ, Д З Ф П , Д З П , 2ДЗП;

вспомогательную аппаратуру — преобразователи входных сигналов от различных датчиков ПМФ, ППФ, ПБФ, ПДФ; преобразователи в иные унифицированные сигналы ПЭПФ, ПФТ, ПФН; функциональные преобра­ зователи ПЭФ, ПФФ.

494

При работе с устройством ПЭГ используются гид­ равлические исполнительные механизмы СПГК. и С П Г П и маслонасосные установки МСА, выпускаемые заводом «Теплоавтомат» и описанные в гл. 13.

вижных контактов. Недостатком этих регуляторов яв­ ляется ограниченный выбор закона регулиройания.

Регуляторы нашли широкое применение в черной ме­ таллургии. Они используются в простых одноконтурных системах, где требуются значительные усилия и быстро­

тельном усилении сигнала ошибки сначала в электри­ ческих, а затем в гидравлических цепях, которые управ­ ляют гидравлическим исполнительным механизмом. Об­ ратные связи, формирующие закон регулирования, выполнены с помощью датчиков угла поворота с элек­ трическим выходом.

В этих регуляторах нашли широкое применение бес­ контактные ферродинамические преобразователи угло­ вых перемещений в пропорциональные значения унифи­ цированного электрического сигнала. Такие преобразо­

495

щимися переменным током. Концы этих обмоток и рам­ ки выведены на колодку зажимов 5.

Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, индуктирует в рамке 3 э. д. с , величина которой пропор­ циональна углу поворота рамки от нейтрального поло­

рактеристики преобразователей: зависимость между уг­ лом поворота рамки и индуктированной э.д. с. Е при неизменном токе в обмотке управления. Крутизну этой характеристики можно изменять с помощью подвижно­ го плунжера 6, определяющего величину зазора а при неизменном токе возбуждения.

Функциональная схема регулятора с преобразовате­ лем ПЭГ приведена на рис. 15-3, а. Сигнал %\ с ферродинамического преобразователя на выходе датчика, пропорциональный величине регулируемого параметра с,

496

.. I

ГРисП. 15L-3. Функциональные схемы регуляторовJ. в>

ляющимся электромеханическим преобразователем. Вал двигателя КД перемещает датчик обратной связи ДОС по положению (до наступления равенства между сигна­

497

При смещении золотника от среднего положения при­ ходит в движение гидравлический исполнительный ме­ ханизм ГИМ, скорость перемещения которого пропорци­ ональна величине смещения золотника и, следовательно*^

усилителя ЭУ, управляющего конденсаторным двигате­

даря этой обратной связи реализуется П-закон регули­

поступает на обмотку реле Р, которое замыкает цепь

размыкается. Золотник под действием возвратных пру­ жин возвращается в среднее положение. Исполнитель­

15-3. Д А Т Ч И К И И З А Д А Т Ч И К И

Датчики ферродинамической системы в зависимости от способа из­ мерения можно разбить на две группы.

498

энергия. В этих датчиках чувствительный элемент ЧЭ преобразует измеряемую величину сг в усилие, перемещающее плунжер индук­ ционного датчика рассогласования ИДР. Сигнал с выхода этого дат­ чика усиливается электронным усилителем ЭУ, который управляет реверсивным конденсаторным двигателем КД типа Д-32.

Выходной вал двигателя связан с блоком компенсации БК, пре­ образующим угол поворота вала в усилие, компенсирующее усилие чувствительного элемента. Кроме того, двигатель перемещает рамку ферродинамического преобразователя ФП, сигнал Х\ на выходе ко­ торого пропорционален регулируемой величине.

Чувствительные элементы и блоки компенсации отличаются друг от друга у различных типов датчиков. Общими для всех датчиков являются индукционный датчик рассогласования, электронный уси­ литель и конденсаторный двигатель.

Ко второй группе датчиков относятся устройства ДК - Ф, ДКОФМ, ИАФ, ИУФ с непосредственным преобразованием измеряемой вели­ чины в электрический сигнал.

Преимуществами датчиков первой группы является повышенная точность, так как в чувствительном элементе не затрачивается энер­ гия на преодоление трения. Значительные перестановочные усилия, развиваемые на выходе конденсаторным двигателем, позволяют уве­ личить число выходных ферродинамических преобразователей до трех

действующего на мембрану 2, приходит в движение плунжер / ин­ дукционного датчика. Это вызывает изменение напряжения на входе электронного усилителя 10, который управляет конденсаторным дви­ гателем 8. Двигатель поворачивает лекало 6 и через ролик 5 и ры­ чаг 4 действует на измерительную пружину 3 до тех пор, пока уси­ лие, развиваемое мембраной 2, не будет уравновешено силой пружи­

499

рычагу 7, находящемуся в бачке 9. Усилие, развиваемое колоколом, уравновешивается пружиной 2; рычаг 7 соединен с сектором 8, сцеп­ ленным с шестерней 5. Шестерня находится на оси рамки 6 ферродинамического преобразователя 4. Положение колокола, а следова­ тельно, угол поворота рамки 6 и ее э. д. с. пропорциональны разности давлений, действующих на колокол. Винт 3 служит для установки рамки 6 в исходное положение.

Рис. 15-6. Дифманометр колокольный ДКОФМ .

навливает рамку преобразователя в любое положение в пределах рабочего угла поворота. Напряжение рамки преобразователя, про-

501