книги из ГПНТБ / Березовец Г.Т. Приборы пневматической агрегатной унифицированной системы и их использование для автоматизации производственных процессов

двигателя преобразуется в переменное давление масла, поступа­ ющего в камеру обратной связи.

Поэтому при смещении золотника гидравлического усилителя поршень гидравлического двигателя продолжает перемещаться до тех пор, пока не уравняются усилия, возникающие в упра­ вляющем элементе со стороны входного давления и давления в линии обратной связи. Когда эти усилия уравниваются, золот­ ник гидравлического усилителя устанавливается в среднее поло­ жение, а поршень гидравлического двигателя перестает двигаться. Вследствие того, что характеристики элементов привода линейны, обеспечивается пропорциональная зависимость между углом по­ ворота выходного вала гидравлического двигателя и входным давлением масла или воздуха, поступающего в управляющий элемент.

При работе гидравлического следящего привода с электрон­ ными регуляторами, имеющими на выходе свободный реохорд, используется дополнительное устройство (электрогидравлический преобразователь). Последний предназначен для преобразования выходного сигнала электронного регулятора в пропорциональ­ ное ему давление масла. Электрогидравлический преобразова­ тель состоит из двух взаимосвязанных частей: маломощной элек­ тромеханической следящей системы А и регулируемого гидра­ влического клапана 13.

Электромеханическая следящая система состоит из измери­ тельного моста с реохордом 14, расположенным в электронном

укрепленную между фланцами крышки 4 и корпуса 7. Под дей­ ствием разности давлений (входного сигнала и обратной связи) перемещается жесткий центр сильфона, а вместе с ним и винт 2, соединенный при помощи цилиндрической пружины и иглы с управляющим штоком гидравлического усилителя С

Такое устройство обеспечивает жесткое соединение дна силь­ фона со штоком управления гидравлического усилителя, не тре­ буя при этом строгой центровки элементов при сборке.

Для предохранения сильфона от повреждения при значитель­ ном повышении давления с какой-либо стороны его перемещение ограничивается упорами: наружным 1 и внутренним 9.

Положение внутреннего упора регулируют, ввинчивая или вывинчивая его из шайбы 6, и фиксируют гайкой 8. Для регу­ лировки положения управляющего штока поворачивают винт 2,

80

Управляющий элемент настраивают при снятой крышке 4. Гидравлический усилитель. Гидравлический усилитель (рис. 46) служит для усиления мощности сигнала рассогласо­

вания, возникающего на управляющем элементе.

Рис. 46. Схема гидравлического усилителя.

Часть рабочей жидкости, нагнетаемой насосом в напорный трубопровод, поступает через дроссель 1 в камеру питания 2. Давление в этой камере поддерживается постоянным путем пере­ пуска масла через пружинный клапан 3 на слив. Из камеры питания рабочая жидкость по двум каналам поступает во вспомо­ гательную камеру 4 и через дросселирующую втулку 10 в рабо-

чуто камеру 7, далее она через рабочее окно 9 поступает на слив. Вследствие отсутствия протока жидкости давление во вспомога­ тельной камере остается постоянным и равно давлению в камере питания. Давление же в рабочей камере определяется соотно­

Равновесие золотника установится лишь при определенном рас­ стоянии между рабочими кромками втулки 6 и штока упра­ вления 8.

При перемещении штока управления 8 влево давление в ра­ бочей камере понизится, так как увеличится проходное сечение рабочих окон. Давление же во вспомогательной камере при этом не изменится. В результате золотник под действием усилия плун­ жера 3 переместится влево.

Золотник будет перемещаться до тех пор, пока давление в ра­ бочей камере снова не повысится до первоначального.

Очевидно, это произойдет в тот момент, когда золотник 5 переместится на расстояние, равное перемещению штока упра­ вления 8. При перемещении штока управления в противополож­ ную сторону золотник будет двигаться в обратном напра­ влении.

Таким образом, гидравлический усилитель является само­ стоятельной следящей системой, в которой золотник «следит» за положением штока управления. Эффект обратной связи осу­ ществляется самим золотником.

Гидравлический двигатель. Гидравлический двигатель пред­ назначен для перемещения органов управления системы регу­ лирования. Поэтому его размеры, конструкция и давление пита­ ния выбираются в зависимости от типа регулирующих устройств, с которыми он соединяется при помощи кинематических связей.

Величину перемещения органа управления можно регули­ ровать изменением длины соединительных рычагов.

Скорость перемещения поршня гидравлического двигателя и соединенного с ним исполнительного устройства регулируется при помощи дросселирующих устройств, устанавливаемых на подводящих трубопроводах.

Клапан обратной связи (рис. 47). При работе клапана масло из напорной магистрали / через постоянный дроссель 1 посту­ пает в рабочую камеру 2, откуда часть масла через сопло 9, при­ крываемое заслонкой (дном сильфона) 8, вытекает в сливную линию II. Давление в рабочей камере клапана зависит от рас­ стояния между постоянным дросселем и соплом с заслонкой, определяемого деформацией цилиндрической пружины 4. Если усилие, развиваемое давлением масла в рабочей камере, на тор­ цовой поверхности сильфона не равно силе сжатия пружины,

82

то под действием разности этих сил заслонка 8 переместится в сторону равновесного состояния.

При равновесии заслонки в рабочей камере установится давление, пропорциональное усилию сжатия пружины 4.

пающего сигнала, пользуются нелинейным кулачком обратной связи 6 (см. рис. 44).

§ 6. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Воздух для питания пневматических блоков и приборов дол­ жен подаваться очищенным и осушенным. При этом условии все пневмоустройства обладают большой степенью надежности. Для выполнения этого условия необходимо в дополнение к осушите­ лям и фильтрам, расположенным на общих линиях питания, устанавливать перед каждым прибором или группой приборов отдельный фильтр.

Для поддержания давления питания в пределах 1,2 — 1,4 кГ/см2 давление в общей сети питания должно быть не ниже

1,6 кГ/см?. Для снижения давления перед каждым прибором устанавливается редуктор. Если имеется редуктор с достаточно большой производительностью, то он может служить групповым редуктором и устанавливаться перед группой приборов. Расход воздуха на один прибор при давлении питания 1,4 кГ/см? равен примерно 1,5—2,5 л/мин.

Рас. 48. Монтажно-габаритные схемы для малогабаритных приборов.

а — вторичных приборов; б — всех блоков, кроме 4РБ-32А; в — 4Р.Б-32А; г — 1МД-30А.

U

Глава II

ТИПОВЫЕ БЛОК-СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Настоящая глава посвящена разбору типовых блок-схем различных систем автоматического регулирования, наиболее часто встречающихся при автоматизации технологических процессов.

В табл. 2 приведены принятые на схемах для различных приборов и блоков обозначения и соответствующие им завод­ ские шифры.

Таблица 2

Обозначения на схемах приборов и блоков и заводские шифры их

86

87

Блок-схемы разделены на группы:

01 — 0 9 — схемы позиционного регулирования; 10 — 19 — схемы, обеспечивающие основные законы регулирова­

ния; 20 — 29 — схемы регулирования соотношения;

30 — 39 — схемы программного регулирования; 40 — 49 — схемы с заменой регулируемых величин;

50 — 59 — схемы с применением устройств для выполнения вычислительных операций.

§ 1. ПОЗИЦИОННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

(БЛОК-СХЕМЫ 01— 03)

Двухпозиционное регулирование одного параметра (Блок-схема 01)

На рис. 50 а и б приведены схема двухпозиционного регулиро­ вания одного параметра при помощи двухпозиционного регу­ лирующего блока РБ-Д с местным задатчиком и графики изме-

&

fit)

о АШШЛШШЛ»

Закрыт

6

88

нения во времени регулируемого параметра х относительно­ заданного значения х3и соответствующие этим изменениям поло­ жения регулирующего органа Ь. Здесь /(£) — внешнее воз­ действие. Схема работает следующим образом. Регулируемый параметр с выхода объекта подводится к блоку измерения БИ (датчику), где он преобразовывается в пропорциональный ему сигнал давления сжатого воздуха. Давление от блока измерения подается одновременно в камеру измерения двухпозиционного регулятора РБ-Д, ко вторичному самопишущему или показы­ вающему прибору и к сигнализатору. Заданная величина регу­ лируемого параметра устанавливается ручным задатчиком регу­ лятора РБ-Д. Командное давление с выхода регулятора по­ дается к исполнительному механизму регулирующего клапана и одновременно измеряется манометром 1, по показаниям которого в каждый момент можно судить о положении регулирующего клапана. Так как регулятор РБ-Д двухпозиционный, то любоерассогласование большее, чем 1% от максимального предела измерения датчика БИ, возникшее между измеряемой и задан­ ной величинами регулируемого параметра, вызывает резкое изменение давления на выходе регулятора (от 0 до 1 кГ/сл2 или от 1 кГ/см2 до 0), а следовательно, и полное изменение давления

щения зависит от знака рассогласования. Зона нечувствитель­ ности регулятора практически равна нулю. Следовательно, при двухпозиционном регулировании регулирующий орган может занимать только одно из крайних положений, поэтому такиесистемы часто называют системами «открыто— закрыто». Процесс регулирования при их применении протекает колебательно.

Схемы двухпозиционного регулирования вследствие простоты, надежности и дешевизны аппаратуры, из которой они соста­ вляются, широко применяются для регулирования объектов, с большими постоянными времени протекания процесса, в которых существенно не сказываются непрерывные колебания параметра. В качестве примера практического применения этих схем можно привести двухпозиционное регулирование температуры электри­ ческих печей, регулирование уровня жидкости в больших ре­ зервуарах и т. д.

Кроме того, эти схемы применяются для отсечки (отключения) подачи вещества при достижении контролируемой величиной определенного заданного значения. В этом случае следует при­ менять надежно запирающие органы (клапаны, краны и т. п.)._

Трехпозиционное регулирование одного параметра (Блок-схема 02)

Схемы трехпозиционного регулирования по способу действия аналогичны схемам двухпозиционного регулирования, но отли­ чаются от последних тем, что регулирующий орган при измене-

8»