книги из ГПНТБ / Мотулевич Д.Ю. Элементы теории и техники автоматического регулирования учеб. пособие для студентов всех специальностей хим.-технол. фак
.pdf- 50 -
Работа упрощается при аппроксимации кривой разгона; через точку перегиба кривой проводитоя касательная до пересечения с осью абсцисо, вместо прежней кривой полу
чаем временную |
характеристику |
одноемкостного |
объекта |
и прямолинейный |
участок нэ оси |
времени. Этот |
учаоток |
представляет собой емкостное запаздывание аппроксимиро ванного объекта и обозначается „ Величина ^
возрастает о увеличением числа емкостей в объекте. Это положение проиллюстрировано на рис.21.
Сумма времени чиотого и емкостного эапазшвания определяет полное запаздывание в объектаі
Г*Ъ+Ге. |
. |
(22) |
Ивтериал гл.Ш |
изложен |
в следующих учебниках и |
учебных пособиях [ 4 j |
, [ 5 j |
, \_7 ] . |
г
Г Л А В А ІУ
-ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕГУЛИРУЮЩИХ
УСТРОІІСТВ
§ I . Блок-схема регулятора '
Любую систему автоматического регулирования можно представить состоящей из Двух чаотѳй: объекта регулиро вания и регулирующего устройства, Свойства объектов ре^ гулирования были рассмотрены выше. Наотоящая тема посвя щена изучению элементов регулирующего устройства, блокохема которого приведена на риа.26.
Элементы регулирующих устройств отличаются друг от друга физической природой, принципами действия, конструк
тивными охѳідами и т . д . |
Однако число |
функций, |
выполнение |
|||
которых возлагается на элементы автоматики в различных |
||||||
регулирующих устроі ствах, сравнительно |
невелико. |
|||||
|
|
|
|
|
|
Ч |
Чтобы осуществить |
регулирование какого-либо техно |
|||||
логического |
параметра, |
необходимо |
прежде всего изменить , |
|||
е.го величину. Эту функцию выполняют элементы I , которые на» |
||||||
зываются чувствительными элементами,. |
Номинальное значе |
|||||
ние регулируемого параметра поступает от элемента пл* |
||||||
устройства |
2, которое |
называется |
аадающш. Чувствительный |
|||
и задающий |
элементы у |
большинства |
регуляторов |
сыдбжаютая |
||
устройствами (показывающей отрѳлкой |
или пером для запйои) |
|||||
позволяющими контролировать текущее |
и заданное значения |
|||||
регулируемой величины (4,5). Элемент 3 называется элемен том сравнения. В нем происходит суммирование заданного и текущего значений регулируемого параметра. Разность эти^
значений дает сигнал рассогласования ДХ |
, Элементы |
|
1,2,3,4 |
и Б образуют измерительную чаоть |
регулятора А, |
которая |
обычно изготавливается отдельно |
от остальных'элѳ> |
Рио.26. ілок-схема регулятора: |
|
|||
|
I |
- Датчик: 2 - |
задатчик; 3 - элемент сравнения; |
4 - показы |
вающее устройотзо ; |
5 - записывающее устпрйство ; 6 - |
усилитель • |
||
7 |
- |
юполнительный механизм; 8 - обпатная связь; |
' |
|
9 |
- |
пегулирующий орган |
|
|
- 53 -
моментов регулятора ва опегшальнвх законах измерительной
аппаратура. Элементы 3, 6, 7, |
8 образуют формирующий |
|
блок регулятора Б, |
в котором |
формируется закон рагуям- - |
рования регулятора. |
Эта часть |
регулирующего устройства, |
т . е . фактически регулятор, выполняется на заводах регу-.
лятороотроения. Элементы |
7 и ^исполнительный |
механизм ѵ |
|||
регулирующим органом |
- выделены в третью часть |
В, |
которая |
||
обычно поставляется |
заводами, изготавливающими |
запорную ' |
|||
и вентильную аппаратуру, |
и имеют |
соответствующую |
марки- |
||
ровку. Предложенное |
раздрлѳние Регулятора на три части |
||||
не является жестким. |
Иногда вое |
три части выпускаются |
|||
одним заводом, часто элемент сравнения и исполнительный механизм относятся к Регулирующей чаоти регулятора и т . д .
Следует иметь в виду, что для каждого конкретного регулятора схема может несколько отличаться от приведен ной выше [б] ,L7.1 , [8І
і 2, Чувствительные элементы (датчики)
Чувствительным элементом (датчиком) называется эле мент регулятора, реагирующий на изменение регулируемой величины и преобразующий сигнал этого изменения в величин ну,пригодную Для дальнейшей передачи.
Принципы действия чувствительных элементов зависят от физической природы регулируемых параметров. В регуля торах часто используются те же чувствительные элементы, что и в измерительных приборах. Иногда они конструируются1 слециально. Все чувствительные элементы обладают зоной нечувствительности из-за наличия зазоров, сухого трения $ сочленениях, деформации деталей и других явлений. Кроме ; того, все они имеют определенную массу и некоторые силы
вязкого |
трения. Так как нечувствительность, маоаа и силы |
||
вязкого |
трения |
чувствительных элементов обычно |
малы, то |
в большинстве |
случаен эти элементы приближенно |
могло |
|
- 54 -
очитать абсолютно чувствительными и линейными элементами, не имеющими массы и сил вязкого трения. В этом случае их
отатичаокиз |
и динамические |
свойотва |
могут быть выражены |
уравнением |
|
|
|
|
*гыхв«Ъх, |
|
( 2 3 ) |
где |
текущее |
значение |
Регулируемого |
|
параметра; |
|
|
|
оигнал |
на выходе |
чувствительного |
|
элемента ; |
|
|
|
к • ко эффи циент п ро но рцио нально с ти |
||
|
чувствительного |
элемента. |
|
Ва рио.27 приведены статическая и динамическая характеристики идеализированных чувствительных элементов.!
\Xêx
РІо.27, |
Характеристики |
идеального чувствительного |
|
• |
элемента: |
а) |
отатичѳскап ; б) динамическая |
-55 -
Втабл.I приведены названия, принципиальные охѳмы и параметры входа и выхода наиболее распространенных ти пов чувствительных элементов. Принципы действия этих
элементов подробно рассматривались в первой чаоти |
кур- j |
|||||
оа |
при изучении |
соответствующих |
контрольно-измерительных |
|||
устройств |
и |
здесь рассматриваться не будут Гіі , |
ГзJ , |
|||
[4.1 |
; L G ] . |
|
|
|
|
|
|
§ |
3. |
Задающие элементы |
(задатчика |
|
|
|
Уадэтчик |
- |
это элемент, при помощи которого |
регуля |
||
тору эадаѳтоя номинальное (требуемое) значение регулируе мого параметра.
В настоящем учебном пособии рассматриваются САР,в которых в качестве регулирующих устройств используются регуляторы, предназначенные для стабилизации значения регулируемого параметра, Задатчики в этих регуляторах
должны посылать на элемент сравнения заданное (номиналь-і ное) значение регулируемой величины, которое должно быт* постоянным. Это значение обычно устанавливается вручную». Выходной величиной в задатчике может быть механическое перемещение, элѳктричѳокий сигнал, давление газа или жидкости, Конструктивные схемы задатчиков весьма разно образны,
На р и с 28 приведена схема механического за датчика, который используется в некоторых гидравлических регул»* торах. Основным элементом этого задатчика (механизма ручной настройки) является пружина 6, предварительный натяг которой может изменяться. Один конец пружины Че рез стержень 4 соединяется с втулкой 2 и маховиком 3, в другой упирается в струйную трубку. Корпуо задатчика | ( закрепляется на регуляторе неподвижно. При вращении иВѵ ховичка 3, стержень 4 перемещается вдоль оваей оои, «яняя нлтяжение пружины 6, На стержне 4 укреплен указа*
|
- |
56 - |
|
|
|
|
|
Схеме Ѵе/Ёспз&лтг&г |
|
Ьходная j |
j |
- |
1 |
||
A |
!meß |
. 1^' - |
t/Uê |
|
cSo • |
'Mr.. |
|
|
дойного |
||||||
|
|
Іг |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
i |
|
|
|
1 |
|
|
|
ѵотав |
|
! • |
- |
|
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
! |
• |
|
|
|
MQr-rSpana -//- |
/te ѵфю/лі^ |
|
|
|||
|
|
І |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
" |
i |
|
*Off |
Xûpûû- |
|
|
: |
||
|
- / ' - |
|
|
|
|
||
|
<х."мяі /ге/т- |
|
|
|
|
||
|
âpave |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пересе - |
|
|
|
|
|
|
-//- |
имение1 |
_//_ |
|
|
|
|
|
|
шпюко |
|
|
|
r
I
1r
ТернодслTerrne -Даоление |
|
||
ЛО/J |
pamy- |
6 |
|
слано тер |
PQ |
mepffo- |
|
|
|
|
|
мометре |
|
|
|
Дшіопіо- |
-II-' |
Переме |
|
tt&Tlp |
щение |
—>/ |
|
|
|
'Стермсья |
|
|
|
|
|
Термопара |
|
Тррма- |
—//— |
|
|
.9 de. |
|
|
|
|
|
>
i . —
- 57 -
Продолжение таблицы t
Схе/іо ѵг/£ст£и~ Ѵуес/г£ип>елВходнаяSt/xoämУравнение тель/юго хвеме/іяга ный элементееяичініѴ {еаиѵима
1
1
JftApmvo- |
fkpeixtdПереме |
|
метр нем- |
оЪаяе- |
щение |
дратыО • |
,,!Я |
рычага. |
Au,t |
|
|
Двтаметр |
Рссхоа /Цаеме- |
|
папла£~
ла ЦифмананщЯерепаЭ/îaSopom
|
|
оси |
|
|
+ |
|
|
+Xtni 'ККIx |
У/иінймер с |
|
Поборот |
попяаеяом |
Уроеель оси |
|
пегие |
|
|
•Жидкости |
|
|
Уроененгр с |
|
f/гав ейрл |
попм&юм • |
- / / - |
ЧііаатЯ |
тяжелее |
упругое/ |
|
мсиакасти |
|
трубки |
чый маят |
УглоВаяПереме |
|
СЛОрОСІГфщение |
||
ник |
|
|
1 *t:,i. |
|
|
|
Hanpfr-Переме |
|
Соленоид |
Лсеі/ut |
щение |
|
||
|
pa |
|
SU - |
|
|
|
|
|
|
—//- |
Мапря- |
схема |
мсем^е |
|
СоплоПеремеПаЕле- зеелонма щение ние ежа
эоаншхитега
инаухцио.чньлЛЬре/ге-Попря щемае мее*/*
.<*> чего я м
1
/
- 58 -
|
.Ряо.28, Механизм ручной |
наоттіоГки |
ШР-І |
|
тель |
5, который движется вдоль |
шкала 7, |
закрытой |
ачасти- |
ной из оргстекла 8. Уплотнение |
9 допускает паооту |
зчдат- |
||
чика |
при нео'ольшок давлении. |
|
|
|
Пневматические эадзтчики используются для формирования сигнала заданного значения легулипуп/о.: вплп.ч:шм і ди:Гэ давления сжатого воздуха, измлияквдгося от 0,2 до 1,0 ати»
- 59 -
Они представляют собой блоки, работающие по принципу компенсации усилий.
На рио.29 призеДена с:;еі:а пневматического задатчика, используемого в регуляторах АУС. В зацатчике сжатий воздух
Рио.29. Пнеимаанчв'-киЗ ручной задатчик
о давлением 1,4 ати из линии питания поступает в
камеру А усилительного каскада и параллельно через постоянный дроосаль I в проточную Камеру Г, Давление
воздуха в камере Г определяется положением дроссельной заслонки 2 относительно сспла 3 и является командным дав лением, управляющим .лопогенчеи тарельчатого клапана 4. Увеличение сжатия пружины 5 вызывает уменьшение зазора мпжду сомом 3 и заслонкой 2} что приводит к повышению
