Требования к исполнительным механизмам

• Достаточная мощность, обеспечивающая действие регулирующих органов объекта во всех режимах работы.

• Линейность статических характеристик и минимальные зоны нечувствительности.

• Достаточное быстродействие.

• Простое и экономичное регулирование выходной величины, малая потребляемая мощность.

В электрических САУ и САР используются чаще всего электрические исполнительные механизмы типа МЭО – механизмы электрические оборотные, которые управляются контактными или бесконтактными пускателями. Они состоят из двухфазного асинхронного электродвигателя, многоступенчатого редуктора, электромагнитно­го тормоза и датчиков перемещения. Угол полного перемещения вы­ходного вала может устанавливаться в диапазоне до 90 или до 240 градусов.

В обозначении МЭО указываются последовательно три вели­чины:

Мкр – номинальный крутящий момент на выходном валу (диапазон значений: 4; 10; 25; 63; 160 и 400 кгсм);

Тим – номинальное время полного хода выходного вала исполнитель­ного механизма от минимума до максимума (10; 25; 63 и 160 с);

им – номинальный полный ход выходного вала исполнительного механизма (0,25 и 0,б3 оборота).

Примеры обозначения: МЭ0–4/10–0,25; МЭО–4/25–0,63.

Регулирующие органы

Для изменения расхода газа, пара и жидкости, транспорти­руемых по трубопроводам, служат регулирующие органы: клапаны, шиберы, краны и заслонки. Клапаны и шиберы являются дроссельными регулирующими органами, влияющими на расход среды путем изменения проходного сечения трубопровода, борова или какого либо другого канала.

Для регулирования потоков воздуха или газа при низких статических давлениях (дo 10 кПа) используются поворотные регулирующие заслонки и шиберы. При малых диаметрах трубопроводов можно применять пово­ротные заслонки с условными диаметрами до 500 мм для регулирования потока воздуха, газа и пара со статическим давлением до 2,5 МПа.

Для регулирования потоков жидкостей, газа и пара при высоких статических давлениях используют регулирующие клапаны (краны). При этом односедельные неразгруженные клапаны обычно применяются при Dу до 50 мм.

Для регулирования давления в печах и распределения продуктов сгорания в боровах устанавливают поворотные клапаны (шиберы). При температуре регулируемой среды более 700C следует применять водяное охлаждение.

Выбор регулирующего органа определяется:

1) видом регулируемой среды (газ, пар, жидкость и т.п.);

2) параметрами регулируемой среды: давлением, температурой, агрессивностью, запыленностью, влажностью и т.д.;

3) величиной регулируемого расхода и диапазоном его изменения;

4) условиями размещения, монтажа и эксплуатации;

5) номенклатурой выпускаемых устройств.

Размер регулирующего органа выбирается по условному диаметру его входного сечения Dу, определяемому расчетным путем.

Разработка технических средств автоматизации

Для оптимального удовлетворения технологических запросов при одновременном ограничении функционального и конструктивного многообразия ТСА применяют их стандартизацию, основными методами которой являются агрегатирование, блочно-модульный принцип построения АСУ и унификация.

Принципы агрегатирования и блочно-модульной компоновки основаны на разложении задач управления на однотипные повторяющиеся операции, которые могут быть реализованы минимальным набором серийно изготавливаемых технических средств в виде модулей и блоков, с последующим синтезом из них систем управления.

Блоком называют устройство, выполняющее заданные операции по преобразованию информации. Модулем является унифицированный узел, обеспечивающий выполнение типовых операций в составе блока.

Унификация технических средств позволяет ограничить многообразие параметров и технических характеристик, конструктивных особенностей исполнения, принципов действия и схемных решений средств автоматизации.

Принцип агрегатирования предусматривает создание сложных устройств методом наращивания и стыковки. При построении АСУ используются типовые алгоритмы измерения, контроля, диагностики, управления, реализуемые на ограниченном базисе технических средств, которые относятся к Государственной системе промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

ГСП – это совокупность технических средств, предназначенных для получения, обработки и использования информации, обеспечивающих информационное (метрологическое и функциональное), энергетическое и конструктивное сопряжение изделий в измерительные, информационные и управляющие системы. Требования ГСП гарантируют точность, надежность, долговечность ТСА.

Состав, типы устройств ГСП и их характеристики определяются параметрическими рядами изделий (свыше 2000 типов промышленных приборов и средств автоматизации, около 200 стандартов, более 20 агрегатных комплексов) При проектировании АСУ используют каталоги ГСП, которые постоянно пополняются новыми образцами ТСА.

Комплексы электрических средств регулирования

Технические средства, совместимые по информационным и конструктивным параметрам и объединенные на принципах блочно-модульного построения, называют агрегатированными комплексами (АК).

Для управления сложными химическими, физическими процессами, протекающими в металлургических агрегатах большой единичной мощности, разработаны комплексы ап­паратуры РП, "Каскад", АКЭСР, КТС ЛИУС, микропроцессорные системы.

Эти системы построены в рамках требований ГСП и включают все группы функциональных устройств: преобразующие, регулирующие, командные и исполнительные блоки, которые осуществляют:

• стаби­лизацию заданного параметра и соотношения параметров,

• каскадное регулирование,

• введение ручного или автоматически изменяющего­ся задания,

• дистанционное управление процессами,

• суммирование и размножение сигналов,

• статическую и динамическую коррекцию,

• логические переключения,

• синхронизацию перемещения исполнительных механизмов,

• ограничение диапазона изменения сигналов,

• распределение их по нескольким каналам и другие операции.

К агрегатированным комплексам широкого применения относятся:

АСЭТ – АК средств электроизмерительной техники;

АСТГ – АК средств телемеханики;

АСВТ – АК средств вычислительной техники;

КТС ЛИУС – комплекс технических средств локальных информационно­–управляющих систем.

Виды совместимости изделий АСЭТ обеспечиваются:

• конструктивная – введением системы унифицированных типовых конструкций (УТК);

• информационная – применением стандартных сигналов и интерфейсов;

• энергетическая – согласованием уровней питающего напряжения и применением унифицированных блоков питания;

• эксплуатационная – техническими требованиями к изделиям, изложенными в нормативной документации;

• метрологическая – разработкой системных метрологических характеристик и методов их получения, изложенных в специальной литературе.

В АСЭТ предусмотрено изготовление функциональных блоков в приборном и модульном исполнении.