
книги из ГПНТБ / Страшун А.З. Программные регуляторы технологических процессов
.pdfвращающее магнитное поле и ротор двигателя, выпол ненный в виде постоянного магнита, поворачивается в нужном направлении.
Подключение двигателей диапазонов " г р у б о " или " т о ч н о " производится через коммутатор 3 , получающий
импульсы |
включения от внешнего блока управления или, |
|||||||||||
в случае |
управления двигателями вручную через |
перек |
||||||||||
лючатель |
|
П |
и тумблер |
В. |
Коммутатор |
представляет |
||||||
собой |
триггер |
(7", |
и Т-, |
) с двумя устойчивыми'состоя |
||||||||
ниями. |
Нагрузкой |
триггера |
являются реле |
Р1 |
и |
Я>. |
||||||
Когда |
транзистор |
7*, открыт, тогда по обмотке реле |
р , |
|||||||||
протекает |
ток |
и е г о контакты подключают общую точку |
||||||||||
обмоток |
двигателя |
М 2 |
диапазона " т о ч н о " |
к |
источнику |
|||||||
питания; нормально замкнутые контакты реле |
P i |
для |
||||||||||
надежности |
дублируют |
подачу напряжения на ту же т о ч |
||||||||||
ку двигателя |
М 2 . Для |
перемещения ползунков |
р е о с т а |
|||||||||
тов на полный ход, на двигатели с л е д у е т подать |
1 0 ООО |
|||||||||||
импульсов. |
Если реостат |
" т о ч н о " имеет диапазон и з м е |
рения 5 мв, тогда каждый импульс изменяет напряже ние на выходе подавителя на 0 , 5 мкв.
Блок программного управления Б П У З . Т е х н о л о г и ч е ская программа ведения процесса аппроксимируется р я дом линейных участков. Выполнение этой программы определяется скоростью поворота ротора реостатов подавителя, которая зависит от числа импульсов, п о с т у пающих на обмотки шаговых двигателей. Формирование числа импульсов производится в блоке программного управления Б П У З , б л о к - с х е м а которого представлена на рис. 6 6 .
Импульсы с генератора частоты, которым может быть перемонное напряжение промышленной частоты 5 0 гц, поступают через формирователь импульса на управляе
мый |
делитель |
частоты |
2 . Деление |
частоты |
может |
|||
производиться |
" г р у б о " |
с коэффициентом деления |
2 " , |
|||||
где "и" |
может |
устанавливаться в пределах от О до 1 0 . |
||||||
Кроме того, каждая ступень деления |
" г р у б о " |
может |
||||||
делиться |
еще |
на 1 1 ступеней, |
отличающихся |
друг |
от |
|||
друга |
на |
7 % . Кратность деления частоты может д о с т и |
||||||
гать |
значения |
1 0 0 0 . Импульсы |
с делителя |
частоты |
||||
1 3 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|

участок через коммутатор 4 , который подключает т а к же сигнальную лампочку рабочего участка.
Восстановление схемы блока в начальное состояние, убыстренное прохождение программы, для т о г о чтобы начать ведение программы с ж е л а е м о г о уровня пара
метра, установка и фиксирование окончания |
программы, |
|
а также |
выдача сигнала во внешние цепи |
(на подави |
т е л ь ) для |
установки диапазона подавления |
" г р у б о " или |
" т о ч н о " , осуществляется схемой управления |
5 . |
При помощи Б П В 8 программная кривая может аппро ксимироваться 1 2 участками. Роторы каждого реостата подавителя перемещаются на 1 0 оборотов при подаче на шаговые двигатели 1 0 ООО импульсов. Дискретность выходного сигнала может составлять 0 , 1 - ь 0 , 5 мкв.
Скорость изменения параметра может устанавли ваться 0 , Ь °С/час -г- 4 5 0 °С/час при работе с'-термо парой ГрПП.
Время выдержки может меняться на одном участке в пределах 3 мин -;- 8 7 час.
1 6 . Цифровой программный регулятор
Цифровой способ задания программы и обеспечения регулирующих воздействий в цифровой форме о с у щ е с т влены в системе для процесса вплавления полупроводниковых р-п-р переходов / 2 6 / .
На сравнивающее устройство 2 ( р и с . 6 7 ) , которым является фотоэлектрический усилитель типа Ф - 1 1 7 / 1 1 , поступают сигналы от преобразователя-термопары 1 2 и программного задающего устройства 1 ; на выходе у с и лителя 3 подключено поляризованное реле Р П - 5 . На контакты реле подаются импульсы тактовой частоты, поэтому отклонение параметра преобразуется в число импульсов, записываемое счетчиком отклонений — 6 . Таким образом, непрерывный сигнал отклонения п р е о б разуется в цифровой. Для того, чтобы цифровой сигнал соответствовал отклонению параметра, а не интегралу от него, сигнал со счетчика поступает на цифроаналоговый преобразователь 7, выходная величина которого пода ется на сравнивающее устройство. В другом масштабе
1 3 2


Интерполятор представляет собой |
десятиступенчатый |
||||
кольцевой |
распределитель, |
который |
через |
с х е м у делит |
|
снимаемое |
с |
задатчика напряжение |
на 1 0 |
частей, тем |
|
обеспечивая |
б о л е е плавное |
изменение |
задания. |
Аналогично кольцевому распределителю интерполято
ра построен распределитель коммутатора. |
|
|
|||
Выходной |
сигнал |
программного устройства |
с о с т а в л я |
||
ет |
0 — 2 в, |
имеет |
синусоидальную форму |
и |
частоту |
5 0 |
гц, является модулированной ступенчатой |
функцией |
времени регулируемого параметра.
З А К Л Ю Ч Е Н И Е
Приведенные выше описания программных задающих устройств и программных регуляторов показывают разнообразие их по принципу программирования и по конструктивно-схемному выполнению. Применение про граммных регуляторов для регулирования различных величин, меняющихся по определенной закономерности при протекании технологических процессов, становится
во |
многих случаях незаменимым при автоматизации |
этих |
процессов. Их использование, как правило, о б у |
словливает достижение существенного технико - экономи ческого эффекта: уменьшение расхода электроэнергии и производственных материалов, сокращение времени про текания процесса, уменьшение количества обслуживаю щего персонала, сокращение процента брака и в конеч ном р е з у л ь т а т е уменьшение себестоимости изделия и повышение эффективности использования оборудования. Кроме т о г о , при э т о м обычно улучшается качество
производимой |
продукции. |
В качестве |
примера можем |
с о с л а т ь с я на |
/ 4 7 / , г д е |
рассмотрен |
технико - экономи |
ческий эффект, достигаемый использованием програм мных регуляторов при автоматизации процессов т е р м и ческой обработки металлов .
В ряде случаев ведение технологических процессов по программе вручную вообще крайне затруднительно или даже невозможно, так как при ручном ведении програм—
1 3 5
мы не могут быть обеспечены |
требуемые |
технологи |
|
ческие допуски по |
отклонению |
регулируемой |
величины |
от ее значения по заданию. |
|
|
|
Вышеуказанные |
факторы способствовали |
широкому |
развитию и внедрению в практику программных задаю щих устройств и программных регуляторов, особенно
впоследнее время. В частности все созданные в
последнее время |
системы |
автоматического контроля |
и регулирования |
имеют в |
своем составе программные |
задающие устройства и способны обеспечивать про граммное регулирование.
Выпускаемые в настоящее время программные з а д а ющие и регулирующие устройства имеют крайне ограни ченную номенклатуру и не обеспечивают разнообраз ные требования технологических процессов.
Кроме того, одновременно должна решаться задача автоматизации вновь появившихся или развивающихся
технологических процессов, |
идущих |
по новой или |
у с о |
|
вершенствованной технологии. Поэтому |
наметилась т е н |
|||
денция совершенствования |
старых |
и |
создания |
новых |
приборов, обладающих самыми разнообразными техни ческими характеристиками.
Следует' ожидать более широкой разработки ряда
"гибких" программных задатчиков, выполненных |
на |
||
бесконтактных магнитных или |
полупроводниковых |
э л е |
|
ментах. |
Выполнение подобных устройств на механи |
||
ческих, |
электромеханических, |
электромагнитных |
э л е |
ментах |
при наличии контактных, вращающихся и движу |
щихся частей уменьшает надежность, стабильность и точность работы этих устройств.
Непрерывно |
происходящие процессы миниатюризации |
и удешевления |
элементов дискретной техники позволит, |
очевидно, значительно уменьшить недостатки приборов, созданных на этих элементах и, как следствие, должно произойти увеличение количества подобных приборов.
В связи с интенсивным развитием и внедрением в практику с и с т е м автоматического контроля и р е г у л и р о вания со стандартным унифицированным сигналом м о ж но ожидать также создания ряда программных задающих
1 3 6
устройств и программных регуляторов, предназначен ных для работы в составе этих систем .
Развитие |
системного |
подхода при |
создании средств |
по автоматизации должно привести |
к унификации по |
||
конструкции программных устройств. |
|
||
Наряду с |
развитием |
подобных универсальных, о б л а |
дающих зачастую высокими техническими характери стиками программных задающих устройств и програм мных регуляторов будет иметь место также процесс создания относительно более простых и " г р у б ы х " устройств и регуляторов, предназначенных для решения конкретных частных задач автоматизации.
Программные устройства должны обладать большими функциональными возможностями в том числе им прида ются функции программно-командного управления.
Целесообразно создание многоканальных програм мных устройств с применением бесконтактных к о м м у таторов, оперативной памяти, для уменьшения аппара туры, а также габаритов панели управления. Р а з р а б о т ка программных устройств способных воспринимать сигналы коррекции и оптимизации от вычислителей позволит создать современную систему автоматизации процессов.
|
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
|
|
|
|
1 . Розенцвит Ц. И., |
Эйгенброт |
В. М . Задающие |
у с т |
|||
ройства |
программных |
и следящих |
регуляторов т е х н о л о |
|||
гических |
процессов. М., "Энергия", |
1 9 |
7 1 . 1 1 2 с. с |
ил. |
||
2 . Блантер М . Е. Металловедение |
и |
термическая |
о б |
|||
работка. М., Машгиз, |
1 9 6 3 . 4 1 6 |
с. с |
ил. |
|
||
3 . Беленький Л . И. Автоматический |
контроль и р е г у |
лирование технологических процессов отделочного про изводства. М.—Л., Гостехиздат, 1 9 6 3 .
4 . Кингери У. Д . Введение в керамику. М . , Стройиз - дат, 1 9 6 7 . 4 9 9 с. с ил.
5 . Пособие целлюлознику. М., " Л е с н а я промышлен
ность", |
1 9 6 9 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6 . |
Гомельский |
М . С. Тонкий |
отжиг |
|
оптического |
||||||
стекла . Л., |
"Машиностроение", 1 9 6 9 . 1 5 1 с. с ил. |
||||||||||
7 . |
Самсонов |
Г. |
В., Константинов |
В. И. |
Тантал и |
||||||
ниобий. М . , Металлургиздат, |
1 9 6 9 . |
|
|
|
|
|
|||||
8 . Гаврилов Р . А., Скворцов А . М . |
|
Технология произ |
|||||||||
водства |
полупроводниковых |
приборов. Л . , |
|
"Энергия", |
|||||||
1 9 6 8 . 2 6 4 с. с ил. |
|
|
|
|
|
|
|||||
9 . |
Р о т а ч |
В. Я . |
Р а с ч е т |
настройки |
промышленных |
||||||
систем |
авторегулирования. |
М . — Л . , |
Госэнергоиздат, |
||||||||
1 9 6 1 , 3 4 2 с. с ил. |
|
|
|
|
|
|
|||||
1 0 . Копелович А . П. Инженерные |
методы |
расчета при |
|||||||||
выборе автоматических регуляторов. М . , |
М е т а л л у р г и з |
||||||||||
дат, |
1 9 6 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 . Шувалов |
Н. К. Системы программного |
р е г у л и р о |
вания, работающие на комбинированном принципе. Л . , Судпромгиз, 1 9 6 0 . 7 8 с. с ил.
1 3 8
1 2 . Черепанов А . И. Р а с ч е т процессов в системах программного двухпозиционного регулирования. М.,
"Приборостроение", 1 9 6 5 . № 1 , с. |
4 — 7 с |
ил. |
1 3 . Карасев Н. И. К вопросу |
расчета |
процессов в |
системах двухпозиционного программного регулирова
ния. М., "Приборостроение", 1 9 6 6 . № |
1 2 |
, с. 4 — 6 с ил. |
||||||
1 4 . Кампе-Немм А . А . |
Автоматическое двухпозици- |
|||||||
онное регулирование. М., |
"Наука", |
1 9 6 7 . |
1 5 7 с. с ил. |
|||||
1 5 . |
Клюев |
А . С. Двухпозиционные |
автоматические |
|||||
регуляторы и |
их |
настройка. |
М., |
"Энергия", 1 9 6 7 . |
||||
1 0 3 с. с ил. |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 6 . |
Заблоцкий |
Г. А., |
Чернухин |
В. Ш. Об одном м е |
||||
тоде |
уменьшения |
колебаний в |
системах |
двухпозицион |
ного программного регулирования. — "Известия в у
зов, серия Приборостроение", |
1 9 7 0 . № 1 1 , с. |
4 0 — 4 4 |
|||||
с ил. |
|
|
|
|
|
|
|
1 7 . Власов-Власюк О. Б. Экспериментальные |
методы |
||||||
в автоматике. М., "Машиностроение", |
1 9 6 9 . |
|
|||||
1 8 . Ольденбург Р., |
Сарториус |
Г. Динамика автомати |
|||||
ческого регулирования. М . —Л . , |
Госэнергоиздат, |
1 9 4 9 . |
|||||
3 2 8 с. с ил. |
|
|
|
|
|
|
|
1 9 . |
Черных |
И. В., |
Толмачев |
В. А . |
Двухпозиционное |
||
регулирующее |
устройство для |
прецизионного регулиро - |
|||||
- вания температуры. "Приборы |
и |
системы управления", |
|||||
1 9 6 9 . № 1 2 , 4 8 с. с ил. |
|
|
|
|
|||
2 0 . |
Полупроводниковые устройства |
систем регулиро |
вания с сигналом связи постоянного тока. Трехпозици-
онное релейное устройство. "Приборы и системы |
управ |
|||
ления", |
1 9 7 0 . № 2 , с. 2 9 — 3 0 |
с ил. |
|
|
2 1 . |
Страшун А . 3., Черных И. В. Тенденции |
в |
разра |
|
ботке |
позиционных и позиционно-импульсных |
|
р е г у л я |
|
торов |
(по данным советской |
и зарубежной |
печати) . |
"Приборы и системы управления", 1 9 6 9 . № 7, с. 7 — 1 0
стабл.
2 2 . Круг Е. К., Дилигенский С. Н. Принципы постро
ения |
одноканальных цифровых регуляторов. М . , " С о в е т |
|||
ское радио", 1 9 6 9 . 2 2 3 с. с ил. |
|
|
||
2 3 . |
Губкин С. В., |
Страшун |
А . |
3., Чернухин В. Ш. |
' Принципы построения |
задатчиков |
с |
'гибким изменением |
|
|
|
|
|
1 3 9 |