Лабораторная работа № 3 тема « Снятие и исследование статических характеристик пропорционального регулятора при различных значениях коэффициента пропорционального воздействия ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться определять работоспособность регулятора и анализировать снятые статические характеристики.
1 Теоретическая часть
Пропорциональный регулятор ПР2.8 предназначен для получения непрерывного регулирующего воздействия на исполнительный механизм давлением сжатого воздуха с целью поддержания параметра в пределах, которые могут быть обеспечены при регулировании статическими объектами. Регулятор обеспечивает
передачу пневматического сигнала на расстояние по трассе до 300 м, при внутреннем диаметре трубки 6 мм.
Принцип действия регулятора основан на принципе компенсационных сил, про котором механическое перемещение чувствительного элемента близко к 0, следовательно, этот регулятор обладает высокой чувствительностью. Линейность статических характеристик достигается за счёт введения двух сумматоров в приёмный канал и в линию обратной связи элемента сравнения.
Для настройки зоны пропорциональности от 100…3000%, дроссель VIII ставят на отметку 100%, что соответствует его закрытию, а дроссель III на требуемую отметку.
Для настройки зоны пропорциональности от 2…100% необходимо закрыть дроссель III, а дроссель VIII является рабочим.
Регулятор может работать как прямой и как обратный. Регулятор устанавливается на задней стенке вторичного прибора.
Дросселем VIII можно устанавливать зону пропорциональности 2, 10, 20, 40, 80, 100%.
Дросселем III – 100, 125, 250, 500, 1000, 3000%.
Регулятор работает по уравнению:
Рвых = К ( Рп – Рз ) + Ро кгс/см2 ,
где К – коэффициент усиления регулятора,
Ро - давление воздуха от встроенного в регулятор задатчика, при котором Рпер = Рзад.
Если Рпер = Рзад, то регулятор находится в состоянии равновесия. Выходное давление равно Ро. Пусть дроссели III и VIII закрыты, т.е. на отметке 100%. Отрицательная обратная связь будет наибольшей.
Если Рпер. больше Рзад, то мембранный блок элемента IV начинает перемещаться вниз, прикрывая нижнее сопло питания С1, давление в точке А начинает увеличиваться. Это увеличение давления постоянно через постоянный дроссель ПД2 поступает в камеру усиления Д V и через выключающее реле VI на выход регулятора, а так же в камеру отрицательной обратной связи Б IV, т.к. дроссель VIII закрыт, то в камеру В IV давление от точки А не поступает.
Нарастание давления в камере В IV отрицательной обратной связи приведёт к торможению мембранного блока и мембранный блок полностью прекратит своё перемещение, когда усилия от давления в камерах Б IV, В IV, Г IV и Д IV в сумме равны нулю.
Откроем дроссель VIII полностью, т.е. устанавливаем зону пропорциональности равной 2%. Если Рпер. больше Рзад., то в этом случае нарастающее давление от точки А будет поступать не только в камеру Б IV, компенсируя действие отрицательной обратной связи.
Разницу давлений Рпер. и Рзад. практически компенсировать нечем, мембранный блок элемента IV максимально перемещается вниз, вызывая тем самым быстрое нарастание давления на выходе регулятора, при таком положения дросселя VIII отрицательная обратная связь минимальная, а коэффициент усиления наибольший. Устанавливаем дроссель VIII в промежуточное состояние, тем самым регулируем величину отрицательной обратной связи, а следовательно коэффициент усиления регулятора.
Для установления зоны пропорциональности свыше 100% дроссель VIII закрывают ( Д=100% ), а дроссель III устанавливают на требуемую отметку, т.к. он включён в прямую линию, то при его открытии воздух будет перетекать из камеры с большим давлением в камеру с меньшим давлением. Степень перетока воздуха определяется степенью открытия, коэффициент усиления регулятора будет тем
меньше, чем больше
открыт дроссель III.
Переход с автоматического режима работы регулятора на ручное управление производят с помощью станции, встроенной во вторичный прибор.
В камеру В VI подаётся командный сигнал Рк = 1,4 кгс/см2 . Этот сигнал поступает в выключающее реле, после нажатия кнопки «откл» на вторичном приборе. В этом случае давление воздуха в камере В VI сжимается пружина и закрывает сопло С 2 . Сопло С 1 участия в работе не принимает, т.к. оно загружено. Выход с регулятора отключается от линии исполнительного механизма.
Для перехода на автоматическое регулирование камера В VI сообщается с атмосферой и выход регулятора соединяется с исполнительным механизмом.