Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
64
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
29.76 Mб
Скачать

Т а б л и ц а

15-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики дифманометров завода КИП

 

 

Наименование

Тип

Верхний предел из­

Основная

 

мерения,

кгс/м'2

погрешность,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

Дифманометр

ДМК

63;

 

100;

160;

250;

 

± 1

мембранный

ком­

 

400;

 

630;

 

1 000;

 

 

пенсационный

 

1 600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДМКФ-Р

2,5;

4;

6,3;

 

10;

16;

 

 

 

 

ДМКФ - Т

25;

 

40;

63;

100

 

± 1 - ± 6

 

 

1;

1,6;

2,5;

 

4;

6,3;

 

 

 

10;

 

16;

25;

 

40;

63;

зависи­

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

мости от

 

 

Д М К Ф - Т 0

± 0 , 5 ; ± 0 , 8 ;

 

±1,25 ;

предела

 

 

 

± 2 ;

±3,15;

± 5 ;

измерения)

 

 

 

± 8 ;

±12,5;

± 2 0 ;

 

 

 

 

 

±31,5;

± 5 0

 

 

 

 

Дифманометр

дмкк,

100;

160;

250;

400;

 

± 1 , 6

мембранный

с кор­

дмкв

630;

1 000;

 

1 600

 

 

рекцией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дифманометр

ДКОФМ-Р

10;

 

16; 25; 40

 

 

± 1 , 6

колокольный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДКОФМ-Т

4;

6,3;

10;

 

16;

25;

± 2 , 5 ч- ± 4

 

 

Д К О Ф М - Т 0

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±3,15;

 

± 5 ;

± 8 ;

 

 

 

 

 

±12,5;

± 2 0

 

 

 

 

Дифманометр

ДК - Ф

63;

 

100;

160

 

 

 

± 1 , 6

кольцевой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

15-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики различных датчиков

 

 

 

Наименование

Тип

Верхний предел измерения

 

Основная

 

погреш­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность, %

Индикатор

рас­

ИРКВФ

500;

800;

 

1 250;

2 000;

± 2 , 5

хода вязких

жид­

 

3 200;

 

 

4 000;

5 000;

 

костей

 

 

6 300

 

кгсіч

 

 

 

 

 

 

Индикатор

плот­

ИПВФ

1,32;

1,6;

2;

2,5

кес/л

 

± 1 , 5

ности весовой

502

 

 

 

Продолжение

табл. 15-2

Наименование

Тип

Верхний предел измерения

Основная

погреш-1

 

 

 

 

 

ность, %

Индикатор д а в ­

И Д Ф

1,6;

2,5; 4; 6; 10; 25; 40;

± 1 , 5

ления

 

60;

100; 160;

250;

 

 

 

400

кгс/см2

 

 

Индикатор угла

И У Ф

12°, 90°, 360°, 720°,

1 800°,

± 2 , 5

поворота

 

3 600°

 

 

порциональное углу его поворота, служит выходным сигналом за ­ датчика. Задатчик имеет шкалу, градуированную в единицах з а д а в а ­ емой величины.

15-4. РЕГУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРОВ

а) РЕГУЛЯТОР С ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ПЭГ

В этом

регуляторе реализуется

И-закон. Преобразова­

тель ПЭГ (рис.

15-7) служит

для

усиления сигнала

ошибки

х=Х\х3

и преобразования

этого сигнала в пе-

Рис. 15-7. Упрощенная принципиальная

схема

электрогидравлическо­

го преобразователя ПЭГ .

 

 

ремещение золотника однокаскадного

гидравлического

усилителя.

 

 

Разность U2=x—Хо.с сигнала

ошибки х и сигнала

обратной связи х0 подается через высокоомный дели-

503

модели полупроводникового усилителя с конденсатор­ ным двигателем (вход—напряжение U2, выход — пере­ мещение х2 плунжера гидравлического усилителя) по аналогии с [Л. 3 4 ] можно представить в виде

 

WAp) =

4

{ р ) =

^

,

( 1 5 - 1 )

 

 

U2(p)

p ( T l P

+ \ )

 

v

где k\ — коэффициент

усиления,

определяемый

выбором

отпайки

делителя R1

(см. рис. 1 5 - 7 ) ;

я=г0,2

сек— по­

стоянная

времени.

 

 

 

 

 

 

Перемещение плунжера х2 связано с сигналом

обрат­

ной связи соотношением

 

 

 

 

 

 

 

x0.c = kzX2,

 

 

 

( 1 5 - 2 )

где k2 — коэффициент

усиления,

определяемый

выбором

отпайки

делителя 7.

 

 

 

 

 

 

Наконец, при тех же допущениях, которые были при­

няты при выводе соотношения ( 1 3 - 1 5 ) ,

линейная

модель

системы

гидравлический

усилитель с

золотником — ис­

полнительный механизм

описывается

соотношением

где Ги постоянная

 

Х2 (Р)

Ти.м р

 

 

 

времени

исполнительного

меха­

низма.

 

 

 

 

 

 

 

Из выражений ( 1 5 - 1 )

— ( 1 5 - 3 ) получим передаточную

функцию линейной модели регулятора с преобразовате­ лем ПЭГ:

Ц7

(р) =

 

 

 

 

,

( 1 5 - 4 )

где ТИВ,М k2

 

ТиР

(Т')*р*

+ Т Р + 1

 

v

— постоянная

времени

интегрирования;

 

(7")' = Й - ;

T = - L .

 

 

( 1 5 - 5 )

Постоянная

времени интегрирования Г и

варьируется

изменением коэффициента k2, т.е. выбором

отпайки де­

лителя 7. При этом одновременно меняются

границы об­

ласти линейных

режимов

регулятора

(по терминологии

завода — величина

зоны

переменной

скорости)

в пре­

делах 1 0 — 1 0 0 %

величины сигнала

х.

 

 

 

6) РЕГУЛЯТОР С УСТРОЙСТВОМ УРП

 

 

 

 

 

 

Устройство УРП служит для усиления сигнала

ошибки

х и преобразования

этого

сигнала

в

пропорциональное

32—681

505

ему

перемещение

штока

гидравлического исполнитель­

ного

механизма.

 

 

Упрощенная принципиальная схема устройства УРП

дана на рис. 15-9.

Разность

сигналов

где

Uo.c — сигнал

с выхода обратной связи по положе­

нию

вала реверсивного двигателя; х0:с — сигнал с выхо­

да обратной связи по положению штока исполнительного механизма, поступает на делитель R1 электронного уси­ лителя /. Этот делитель служит для изменения чувстви­ тельности регулятора. Электронный усилитель состоит из двух каскадов усиления переменного тока, собранных на двух половинах лампы Л1, и усилителя мощности, собранного на лампе Л2. Каскады разделены друг от друга конденсаторами СБ и Сб. Нагрузкой усилителя мощности служит управляющая обмотка конденсаторно­ го двигателя 2 типа Д-32. При отсутствии входного сиг­ нала через эту обмотку протекает пульсирующий пере­ менный ток, затормаживающий двигатель. При появле­ нии сигнала в зависимости от его фазы двигатель вращается в ту или иную сторону.

При отсутствии входного сигнала золотник 6 одно-

каскадного гидравлического

усилителя

под действием

пружин 7 устанавливается в среднем положении.

 

При появлении входного сигнала реверсивный дви­

гатель 2 через шестерню 4 и рейку 5 перемещает

золот­

ник от среднего положения. Масло от маслонасоса

10,

который вращается

электродвигателем

11, через

откры­

тые окна золотника поступает к исполнительному

меха­

низму 12, который приходит в движение.

 

 

 

Вращение двигателя

2

через

шестерни

3,

лекала

и рычаг передается

на

рамку 16

ферродинамического

преобразователя — датчика

обратной связи

по положе­

нию двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

При движении

штока

исполнительного

механизма

с помощью рейки 13 и шестерни 14 перемещается

рамка

15 ферродинамического преобразователя — датчика

по­

ложения штока. Редукционный клапан 9 служит для ре­ гулирования давления масла, дроссель 8 предназначен для измерения скорости перемещения штока.

Конструктивно устройство УРП выполнено в виде двух блоков: силового и управляющего, электрически соединенных между собой.

506

Рис. 15-9. Упрощенная принципиальная схема устройства

регулирующего прямоходного УРП.

 

Технические характеристики

устройства УРП

Усилие

на штоке, кгс

 

 

100—400

Величина полного перемещения штока, мм . .

100

Время

полного

перемещения

штока,

сек . .

30—45

Перейдем к

составлению

передаточной

функции ре­

гулятора с устройством УРП согласно схеме, приведен­ ной на рис. 15-3, б.

Передаточная функция линейной модели электронно­ го усилителя с предвключенным делителем и с конден­

саторным

двигателем

(вход — сигнал

U2,

выход — угол

поворота

Хз вала

двигателя)

имеет вид:

 

 

 

 

 

 

Wz

(р) =

=

3

3

3 — ,

 

 

(15-6)

 

 

 

 

Ut(p)

 

P(TSP

+

1)

 

 

к

'

где k'3— коэффициент,

определяемый

выбором

отпайки

на потенциометре Rl; k"3 =400 коэффициент

усиления

усилителя напряжения; k'b"«3

град/сек-в

— коэффици­

ент

усиления системы

усилитель

 

мощности — конденса­

торный двигатель;

7 з « 0 , 2

сек

 

постоянная

 

времени.

 

Передаточная функция линейной модели системы

гидравлический

усилитель — исполнительный

 

механизм

имеет вид:

 

 

 

 

 

=-^-,

 

 

 

 

 

 

Wt(p)=-^pr

 

 

 

(15-7)

где у— угол поворота

(Р)

 

ТИ.Ы р

 

 

механизма;

вала

исполнительного

&4=0,29 мм/град

— коэффициент, определяемый

отноше­

нием перемещения золотника к углу поворота

выходного

вала редуктора;

Г и . м = 4,7 сек — постоянная

времени.

 

Передаточная

функция

обратной

связи

(вход

зве­

н а — угол

поворота

х3,

выход — сигнал обратной

связи

Uo.c)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

k'5—коэффициент,

определяемый

выбором

отпайки

на

потенциометре

R2;

/гф=0,05

 

в/град — коэффициент

усиления

ферродинамического

преобразователя;

k"5 =

= 0,4 коэффициент,

определяемый

отношением

угла

поворота

рамки преобразователя

к углу поворота выход­

ного вала

редуктора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

508

Передаточная функция обратной связи по положе­ нию у штока исполнительного механизма (выход—сиг­

нал Хо.с)

 

Г 6 ( р ) -

(15-9)

 

 

Х0,(Р)

где

kg—коэффициент,

определяемый выбором отпайки

на

потенциометре R3;

&д = 0,422 град/мм — коэффици­

ент, определяемый отношением угла поворота рамки преобразователя к перемещению штока исполнительно­ го механизма.

Из

(15-6) — (15-9)

можно получить

 

передаточную

функцию линейной модели регулятора в целом:

W(p)

= - k P r r

^ r r _

_я

_9 , ^

_ < л

, (15-10)

 

 

7 У Г , Г б а л р 3

+ Г , Г б а л р 2 + Г б а л

р

+ 1 '

где

 

 

 

рад/се/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,06]

 

 

 

 

kg

kg

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— коэффициент

пропорцио­

 

 

 

нальности регулятора;

0,01

 

 

 

 

 

1

 

2-

•і

 

 

ТУ

 

 

0,05

''X

 

 

k3k3 k3

k5k^k5

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

0,0 Z

 

 

 

бал

 

 

0,01

\

 

 

 

Й4 kg kg

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

— постоянные времени.

о,5 I

10 20 50

Коэффициент пропорцио-

Рис.

15-10. Область

нормаль-

н а л ь н о с т и

kp

н а с т р а и в а е т с я

н ы х

режимов регулятора с

ДИСКретнО

изменением

ОТ-

 

устройством УРП.

п а й к и н а п о т е н ц и о м е т р е R3

 

 

 

 

о б р а т н о й связи (т . е. изменением к о э ф ф и ц и е н т а

kg).

Область

н о р м а л ь н ы х

р е ж и м о в

р е г у л я т о р а с

у с т р о й ­

с т в о м УРП

о г р а н и ч е н а

в л и я н и е м

 

б а л л а с т н о г о

з в е н а .

Границе о б л а с т и н о р м а л ь н ы х

режимов п р и коэффициен­

т е k'5=Q,\

с о о т в е т с т в у е т

к р и в а я 1 н а

р и с . 15-10.

Кроме

того, о б л а с т ь

н о р м а л ь н ы х р е ж и м о в

о г р а н и ч е н а

мини­

м а л ь н ы м у с т а н а в л и в а е м ы м з н а ч е н и е м к о э ф ф и ц и е н т а kp ( п р я м а я 2).

509

15-5. В С П О М О Г А Т Е Л Ь Н А Я А П П А Р А Т У Р А

 

Д л я расширения

класса датчиков, с которыми

могут работать элект­

рогидравлические

регуляторы завода КИП,

применяется ряд уст­

ройств. К ним относятся преобразователи температуры,

работающие

в комплекте с термопарой, радиационным

пирометром

(устройства

типа ППФ) или термометром сопротивления

(устройства

т и п а П М Ф ) .

Для преобразования различных параметров, предварительно изме­ ренных датчиками, на выходе которых установлен сельсин БД-404А

Рис. 15-11. Схема работы электропневматического преобразо­ вателя ПЭПФ,

или дифференциально-трансформаторный преобразователь, служат соответственно устройства типа ПБФ и П Д Ф . Все эти устройства построены по схеме автоматической компенсации. На их выходе включены ферродинамические преобразователи.

Для построения сложных схем управления, имеющих различные унифицированные сигналы, применяются устройства ПЭПФ, ПФТ, ПФН. Они служат для преобразования выходных сигналов с ферродинамических преобразователей в унифицированный сигнал дав­

ления

воздуха (устройства

типа

ПЭПФ),

в унифицированный сиг­

нал постоянного

тока (устройства

типа

ПФТ),

в сигнал

постоян­

ного напряжения

(устройства типа

П Ф Н ) .

 

 

 

В

качестве

примера

рассмотрим схему

устройства

ПЭПФ

(рис. 15-11). Входной сигнал от задающего ферродинамического пре­ образователя поступает на вход электронного усилителя /, управля­

ющего конденсаторным двигателем

2, который через редуктор пово­

рачивает рамку компенсирующего

ферродинамического

преобразова­

теля 3 до наступления равенства

входного сигнала сигналу на вы­

ходе этого преобразователя. Одновременно двигатель 2

поворачива­

ет лекало 4. При помощи рычага 5 лекало изменяет натяжение пру­ жины 6, а следовательно, и усилие, действующее на дно сильфона 8.

510

Давление питания Р , ш т подается в камеру Л и через постоянный дроссель в камеру В, давление в которой определяется расстоянием между дном сильфона, являющимся заслонкой, и соплом 7. При уве­ личении усилия, действующего на дно сильфона, зазор между соп­ лом, и заслонкой уменьшится, давление в камере В возрастет и мем­ бранная система 9 переместится вниз. Шток 10 нажимает на тарель­ чатый клапан И, который опускается вниз. При этом камера Б соединяется с камерой Л и в камеру Б поступает питающий воздух. Давление в камере Б увеличивается до тех пор, пока не сравняются усилия, действующие на мембранную систему 9 сверху и снизу. Дав ­ ление в камере Б также подается во внутреннюю полость сильфона 8 и уравновешивает усилие, развиваемое пружиной 6. Давление в ка­ мере Б, таким образом, пропорционально усилию, развиваемому пружиной 6, и, следовательно, электрическому входному сигналу.

К вспомогательной аппаратуре регуляторов могут быть также отнесены устройство ПФФ, осуществляющее нелинейное преобразо­ вание сигнала с выхода ферродинамического преобразователя, уст­ ройство ПФФК, отличающееся от ПФФ тем, что в нем имеется авто­ матический ввод коррекции по температуре измеряемой величины, и устройство ПЭФ, используемое в схемах умножения и деления.

Глава шестнадцатая

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 С И С Т Е М Ы « К Р И С Т А Л Л »

16-1. Н А З Н А Ч Е Н И Е И СТРУКТУРА

Электрогидравлические регуляторы системы «Кристалл» Московского завода тепловой автоматики [Л. 33] пред­ назначены для регулирования давления, разрежения, уровня, расхода, температуры и других величин, изме­ ряемых датчиками с выходными дифференциально-тран­ сформаторными преобразователями или термометрами сопротивления. Эти регуляторы обеспечивают реализа­ цию П-, ПИ-законов регулирования и регулирование

спостоянной скоростью регулирующего воздействия.

Всостав системы «Кристалл» входят (рис. 16-1):

датчики ДТ2, ДМ, МЭД с выходными дифференци­ ально-трансформаторными преобразователями;

транзисторные усилители УТ и УТ-ТС; гидравлические исполнительные механизмы ГИМ,

ГИМ-1И и ГИМ-Д2И; редукционный клапан РК-2.

Регуляторы системы «Кристалл» могут использовать­ ся совместно не только с гидравлическими, но и с элек-

511

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ