- •1.1 Функции и характеристики элементов автоматических устройств
- •1.2 Датчики, основные показатели и характеристики
- •1.2.1 Датчики температуры
- •1.2.1 Б) Полупроводниковые термосопротивления (термисторы)
- •1.2.1. В) Термопары
- •1.2.1.Г) Манометрические термометры
- •1.2.2 Датчики давления
- •1.2.3 Датчики уровня жидкости
- •1.2.5 Датчики для автоматического анализа состава материала
- •1.2.5.2 Плотномеры для жидкостей
- •1.2.6. Влагомеры для газов и твердых тел.
- •1.2.6 Б) Метод точки росы
- •2.2 Классификация систем автоматического регулирования
- •2.3.2 Одноемкостные астатические объекты
- •2.3.3 Объекты чистого запаздывания
- •2.4.2 Регуляторы прерывистого действия (релейные, позиционные)
- •2.4.3 Б) Астатические регуляторы (интегральные)
- •2.4.3 Г) пд - регуляторы, пид - регуляторы
- •2.4.4 А) Параметры качества в регулирования для статических и астатических объектов
- •Электромагнитные исполнительные механизмы
- •2.5.2Электродвигательные исполнительные механизмы
- •2.5.3 Пневматические исполнительные механизмы
- •3 Основы теории автоматического регулирования
- •3.1.1Дифференциальные уравнения (обыкновенные)
- •3.1.2 Передаточные функции
- •3.2 Управления типовых звеньев аср
- •3.2.7 Звено чистого запаздывания
- •3.3 Передаточные функции аср
- •3.3.1 Последовательное соединение звеньев
- •3.3.2 Параллельное соединение звеньев
- •3.3.3 Соединение звеньев по принципу обратной связи
- •4 Технические средства автоматизации
- •4.1 Выбор системы приборов автоматизации
- •5.1 Проектирование функциональных систем автоматизации
- •5.2 Типовые объекты и типовые схемы автоматизации
Электромагнитные исполнительные механизмы
По виду питающего напряжения бывают:1.электромагнитные исполнительные механизмы переменного тока;2.электромагнитные исполнительные механизмы постоянного тока.
По величине перемещения исполнительной части:1.короткоходовые (рис1);2.длинноходовые (рис2).
1 – сердечник, на котором - катушка 3; 2 – якорь (подвижная часть).
Принцип действия:При подаче напряжения в катушку возникает магнитодвижущая сила, которая создает тяговое усилие между 2 и 1. Следовательно якорь притягивается к сердечнику. Величина тягового усилия определяется по формуле:
,
где I – ток в катушке
W – число витков
G – магнитная проводимость в зазоре между 2 и 1
Х – расстояние между 2 и 1.
Для короткоходовых (рис1) х =3 5мм.
Для рис 2 х =50 150мм.
2.5.2Электродвигательные исполнительные механизмы
W1, w2 – обмотки двигателя.С – фазодвигающий конденсатор
- ротор двигателя
- механические связи.
Угол поворота ротора 0 - 120 .
Для контроля угла поворота применяются конечные выключатели S1 и S2. на эти выключатели воздействует кулачек К, который поворачивается вместе с валом ротора. С валом ротора связан редуктор R и РО.
Для изменения направления поворота ротора применяется переключатель 1. для сокращения времени свободного выбега вала ротора при отключении питания применяется R1 и R2.
Вал ротора связан со стрелкой реостата обратной связи Rос. При вращении ротора перемещается стрелка относительно центра данного реостата. При этом в цепи между средней точкой и положением стрелки возникает ток, пропорциональный величине перемещения данной стрелки.
Данный ток измеряется амперметром. Его величина описывает положение вала ротора данного электродвигателя. Поэтому данный амперметр называется измерителем положения вала ротора И.М.
Основные характеристики:
Максимальный момент на валу двигателя (Мmax)
время поворота ротора двигателя на максимальный угол (Тmax). По характеристикам можно описать данный ИМ
~ КПД э/двигателя.
2.5.3 Пневматические исполнительные механизмы
Устройство автоматической системы управления или регулирования, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командной информацией, называется исполнительным устройством. Оно предназначено для изменения притока или расхода вещества либо энергии и приближения регулируемой величины к заданному значению. Исполнительные устройства состоят из пневматического, электрического или гидравлического исполнительного механизма и регулирующего органа. В химической промышленности в автоматических системах часто используют пневматические мембранный и поршневой исполнительные механизмы, а в качестве регулирующих органов – регулирующий клапан и заслонку.
Наибольшее распространение получил пневматический мембранный исполнительный механизм (рис. III-19, а), выполненный из прорезиненной мембраны, зажатой между двумя крышками так, что в верхней части образуется герметически закрытая полость. Снизу через жесткий центр, связанный со штоком, мембрана опирается на пружину. Сжатый воздух от автоматического регулятора направляется в верхнюю полость над мембраной и перемещает ее вместе со штоком вниз. При этом пружина сжимается и уравновешивает усилие, действующее на мембрану сверху. Перемещение штока передается на регулирующий орган. В отличие от мембранного, в поршневом пневматическом исполнительном механизме (рис. III. 19,б) сжатый воздух от регулятора подается в цилиндр и перемещает поршень со штоком и регулирующий орган.
Схемы регулирующих органов показаны на рис. III-20. В регулирующем клапане шток исполнительного механизма жестко связан с затвором (рис. 111-20, а). При перемещении последнего относительно седла изменяется проходное сечение и соответственно расход вещества, проходящего через регулирующий орган. В заслоночном регулирующем органе (рис. Ш-20, б) шток привода через рычаг, соединенный с осью, вращает заслонку, которая изменяет расход вещества.
Исполнительное устройство, состоящее из пневматического мембранного исполнительного механизма и регулирующего органа, называют пневматическим регулирующим клапаном (рис. III-21).
По виду запорпого устройства пары затвор – седло пневматические регулирующие клапаны делят на односедельные и двухседельные. Первые имеют неуравновешенный затвор, так как на него действует выталкивающая сила среды, и поэтому применяются в исполнительных устройствах малых размеров при низких давлениях среды. Вторые имеют уравновешенный затвор и используются в исполнительных устройствах больших размеров и при высоких давлениях среды.
Рис. III.19. Схемы мембранного (а) и поршневого (б) исполнительных механизмов: 1- шток; 2 — пружина; 3 — мембрана; 4 — поршень.
Рис. Ш-20. Схемы регулирующих органов:
о - одкоседельного; б— заслоночного; 1 — корпус; 2 — затвор; 3 — шток; 4 — заслонка.
Рис. Ш-21. Схемы пневматических регулирующих клапанов:
а — нормально открытого (НО): б – нормально закрытого (НЗ); 1 – корпус; 2 – затвор; 3 — шток; 4 — пружина; 5—мембрана.
При расчете АСР пневматический регулирующий клапан представляют апериодическим звеном 1-го порядка.
Динамическая характеристика где Т-время зависит от жесткости, Q-величина потока K-величина усиления, Р - давления воздуха.