2.2 Выбор усилителя

В САУ гидравлическим прессом в качестве исполнительного элемента использован электромагнитный клапан. Клапан управляется напряжением до 24 вольт постоянного тока. Эту величину напряжения не может обеспечить микропроцессорный комплект, на выходе которого напряжение составляет U=1В. Наиболее рациональным решением является включение в прямую цепь системы операционного усилителя средней мощности PL6200-35 c коэффициентом усиления по напряжению до k=35. Точный коэффициент усиления равен отношению сопротивления обратной связи и сопротивления на входе усилителя.

Операционный усилитель является безынерционным усилительным звеном с передаточной функцией:

(8)

2.3 Выбор исполнительного механизма

В качестве исполнительного механизма, с учетом требований по быстродействию системы, выбираем пропорциональный электромагнитный клапан DENISON R4VP.

Технические характеристики клапана:

модель R4VP;

входной сигнал 0-24 В постоянного тока;

ход штока, мм 17,3;

максимальный расход, л/мин 40;

максимальное давление, МПа 300;

время срабатывания 0 - 100% / 100% - 0, мс 50/35;

гистерезис, % < =1.

В линейном приближении дифференциальное уравнение, характеризующее работу электромагнитного клапана, имеет вид

(9)

где U(t) – входное напряжение на катушку клапана; x – величина смещения якоря (ход штока); k – конструктивная постоянная клапана; m – масса якоря; с – жесткость пружины; f – коэффициент вязкого трения.

Переходя к изображению по Лапласу при нулевых начальных условиях, имеем передаточную функцию

(10)

где (11) - коэффициент передачи;

(12) - постоянная времени;

(13) - коэффициент демпфирования.

(14)

(15)

(16)

Передаточная функция электромагнитного клапана будет иметь вид

(17)

2.4 Выбор микропроцессорного устройства

В качестве микропроцессорного устройства выбираем измеритель – регулятор микропроцессорный ТРМ 101 – ПР. Приборы ТРМ 101 предназначены для работы в системах контроля и регулирования параметрами технологических процессов.

Прибор может выполнять следующие функции:

1. Измерение физических параметров объектов управления в комплекте со стандартными первичными преобразователями.

2. Регулирование измеряемой величины по ПИД – закону путем импульсного или аналогового управления.

3. Автонастройка параметров регулятора на установленном объекте.

4. Определение аварийной ситуации при выходе измеряемого параметра за заданные границы и при обрыве в контуре регулирования.

5. Обнаружение ошибок работы и определение причины неисправности.

6. Работа в сети, организованной по стандарту RS – 485, что позволяет задавать необходимые режимы работы прибора и осуществлять контроль.

7. Дистанционное управление запуском и остановкой регулирования.

Технические характеристики ТРМ 101:

модель ТРМ 101 – ПР;

напряжение питания 90…245 В, 50 Гц;

входной сигнал 4 – 20 мА постоянного тока;

выходной сигнал регулятора 0 – 1 В постоянного тока;

диапазон измерения 0 … 100%;

разрешающая способность 0,1%;

интерфейс связи RS-485;

скорость передачи данных 2,4 – 115,2 кбит/с;

тип кабеля экранированная витая пара;

потребляемая мощность 6 ВА;

масса 0,5 кг;

степень защиты от влаги и пыли IP54.

Передаточная функция микропроцессорного измерителя – регулятора имеет вид:

(18)