
§ 5. Электронные регуляторы
Электронные регуляторы широко применяют при автоматизации различных технологических процессов. Они позволяют поддерживать требуемые параметры — температуру, давление, расход, уровень, скорость и т. д.
Разработана целая серия регуляторов, среди которых нужно выделить: электронные регуляторы системы МЗТА (Московский -завод тепловой автоматики), электронно-агрегатную унифицированную систему регулирования и контроля ЭАУС-У и электрон-
Рис. 168. Структурная схема электронного регулятора РПИБ:
/ — электронный регулятор, 2 — датчики, в — переключатель, 4 — ключ управления, 5 — пусковое устройство, 6 — указатель положения исполнительного механизма, 7 — исполнительный механизм, 8 — задат-чик
иые приборные регуляторы завода «Теплоприбор». Регуляторы
•МЗТА типов РПИК и РПИБ состоят из унифицированных узлов .и применяются для регулирования отдельных параметров и соотношения нескольких параметров.
Регуляторы работают с электрическими и электрогидравличе-
•скими исполнительными механизмами. На рис. 168 приведена структурная схема пропорционально-интегрального регулятора
•типа РПИБ. Сигналы от датчиков 2, контролирующих заданные параметры, поступают на вход электронного регулятора /в измерительный блок ИБ. В измерительном блоке поступающие сигналы датчиков сравниваются с заданным значением величины, установленной с помощью задатчика 8. При отклонении параметра от заданной величины, измерительный блок выдает сигнал на электронный блок ЭБ, выходной элемент которого управляет пусковым устройством 5 исполнительного механизма 7. В качестве датчиков регуляторов МЗТА используют термометры сопротивлений, термопары, индукционные, ферродинамические и реостатные .датчики, трансформаторы тока и напряжения.
Таблица применимости регуляторов приведена в табл. 16. На рис. 169 показана принципиальная электрическая схема измерительного блока И-С-62 регулятора РПИБ, работающего в комплекте с термометром сопротивления 3. Блок 2 представляет
•собой мост переменного тока, выходной сигнал которого подается яа фазочувствительный усилитель.
Напряжение на диагональ питания моста подается от трансформатора Тр1.
Напряжение разбаланса с измерительной диагонали моста подается на первичную обмотку трансформатора Тр2.
При изменении температуры объекта термометр сопротивления <3 изменяет свое сопротивление, возникает разбаланс в мостовой
измерительной схеме и на выходе моста (точках Д—Е) появляется напряжение разбаланса. Вторичная обмотка трансформатора Тр2 нагружена фазочувствительным усилительным каскадом, выполненным на транзисторе ПП1.
Ток управления, проходящий в цепи эмиттер — база транзистора ПП1, обеспечивается обмоткой // ^трансформатора Тр1, выпрямляется диодом Д1 и стабилизируется стабилитронами Д2, ДЗ.
Силовой ток в цепи эмиттер — коллектор триода ПП1 обеспе-
Рис. 169. Электрическая схема измерительного блока И-С-62:
7—задатчик, 2 — измерительный блок, S—термометр сопротивления (датчик)
чивается посредством напряжения от обмотки /// трансформатора Тр1, которое выпрямляется выпрямителем В1.
Если напряжение на обмотке // трансформатора равно 0, тона резисторе R75 потенциалы двух разных полупериодов равны, а следовательно, конденсатор С51 заряд не накапливает. На резисторе R75 каждый полупериод создает падение напряжения со» знаками разной полярности.
При появлении напряжения на обмотке 77 транзистора Тр2 в зависимости от его полярности в один из полупериодов падение напряжения на резисторе R75 будет больше, чем при другом полупериоде. При этом на конденсаторе С51 происходит накопление-потенциала определенной полярности, т. е. на клеммах 24—25~ появится постоянное напряжение.
Измерительный блок И—IV предназначен для работы с четырьмя первичными датчиками, дифференциально-трансформаторной или индуктивной системы (рис. 170).
В измерительном блоке происходит суммирование и компенсация сигналов датчиков. При заданном значении регулируемого"
параметра напряжение на выходе схемы Д—Е равно нулю. При изменении регулируемого параметра на выходе Д—Е возникает напряжение, пропорциональное изменению параметра.
Задатчик подключается к клеммам 28—29—30, датчики преобразователей — к клеммам 31—32; 33—35; 37—38; 39—36.
Таким образом, датчики с обмотками VI и V трансформатора Тр1 образуют мосты переменного тока. Потенциометрами «Чувствительность» 1, 2, 3, 4 (резисторы R81, R82, R84) часть сигналов датчиков снимается и суммируется с напряжением за-датчика и корректора на резисторах R85 и R80.
Рис. 170. Электрическая схема измерительного блока И-IV
Корректор служит для балансировки измерительной схемы, а задатчик позволяет вручную изменять уставку регулируемой величины. Задатчик и корректор включены в отдельный вспомогательный мост, питающийся от отдельной обмотки IV трансформатора Тр1.
После алгебраического суммирования сигналов датчиков результирующий сигнал поступает на вход трансформатора Тр2, вторичная обмотка которого, подобно блоку И-С-62, подключена -к однокаскадному полупроводниковому фазочувствительному каскаду, выполненному на триоде ПП\.
При заданном значении регулируемого параметра или соотношений параметров напряжение на выходе блока Д—Е равно ну-.лю. При отклонении параметра от заданного значения на выходе .Д—Е появляется напряжение, пропорциональное этому отклонению, фаза которого определяется знаком отклонения (больше, :меньше).
Электронный блок РПИ регулятора РПИБ предназначен для усиления сигнала разбаланса, поступившего с измеоительнпгг»
блока, и формирования выходного сигнала регулятора с заданным законом регулирования.
Принципиальная схема электронного блока РПИ показана на рис. 171 и включает в себя суммирующий каскад, модулятор, триггер и выходной каскад.
Суммирующий каскад работает как балансный фазочувстви-тельный усилитель постоянного тока на двойном триоде Л1. Сигнал измерительного блока регулятора поступает на вход электронного блока (клемма 14), т. е. на сетку левого триода. На сетку правого триода подается напряжение обратной связи Uc от изодромного устройства. .На конденсаторе С6 возникает суммирующее напряжение постоянного тока, представляющее собой раз-
Рис. 171. Электрическая схема регулирующего прибора РПИ
ность напряжений на анодах двойного триода. Чем больше сигнал измерительного блока, тем больше величина напряжения на конденсаторе Сб.
Модулятор служит для преобразования постоянного тока суммирующего каскада в переменный ток. При использовании транзисторов в качестве преобразователей на вход триодов подается преобразуемый сигнал постоянного тока, на базу — опорное напряжение, а на выходе получается преобразованное напряжение переменного тока.
Модулятор собран на триодах Т1 и Т2, работающих в ключевом режиме. Стабилитроны Д2, ДЗ поддерживают постоянной величину опорного напряжения, которое подключается на базы триодов. На выходе модулятора формируются прямоугольные импульсы разной полярности с частотой 50 Гц.
13—3202
Триггер представляет собой электронную схему быстродействующего реле и выполнен-на симметрично включенных транзисторах ТЗ и Т4. Нагрузкой триггера является первичная обмотка трансформатора ТрЗ. Сигнал переменного тока с выхода модуля-гора подается на триггер через емкость С7. В зависимости от управляющего сигнала один из триодов триггера открывается, а другой — закрывается. При отсутствии сигнала с суммирующего каскада триод ТЗ закрыт, триод Т4 — открыт. При появлении сигнала триггер переходит в другое устойчивое состояние (опрокидывается) — триод ТЗ открывается, триод Т4 — закрывается.
Выходной каскад. При периодическом переключении триодов григгера во вторичных обмотках трансформатора ТрЗ наводится напряжение, фаза которого определяется полярностью напряжения суммирующего каскада. Поэтому эти напряжения являются управляющими для триодов выходного каскада Т 5 и Т6. При одной полярности открывается триод Т5, а Т6 — закрывается. При обратной полярности триод Т5 закрывается, а Т6 — открывается. Триоды нагружены бесконтактным устройством, позволяющим включать или отключать исполнительный механизм. При отработке регулятором сигналов «Больше» или «Меньше» на лицевой части электронного блока загораются .соответствующие сигнальные лампы ЛБ или ЛМ.