2.2. Исполнительные устройства

Исполнительные устройства предназначены для управления приводами перемещения механических устройств объекта управления в зависимости от электрических команд управляющего устройства (рис. 2.46).

Объект автоматиза- ции

Рис. 2.46. Передача команд управления

на объект автоматизации

Дискретные исполнительные устройства имеют два состояния: «открыто» или «закрыто»; «включено» или «отключено». К ним относят электроуправляемые пневмо- и гидроклапаны и задвижки, реле и контакторы. Аналоговые исполнительные устройства имеют бесконечное множество промежуточных состояний, зависящих от величины приложенного напряжения. К ним относят электрогидравлические усилители, серводвигатели, индикаторы уровня. В тех-нике автоматизации применяют электрические, пневматические или гидравлические исполнительные устройства (см. таблицу).

Дискретные исполнительные устройства

Характе- ристика	Электро- техника	Пневматика	Гидравлика
Обозначение
Тип	Реле	Электро- пневмоклапан	Электрогидро- распределитель
Действие	Замыкание контактов	Подача воздуха	Подача жидкости
Привод	Электродви- гатель	Пневмоцилиндр	Гидроцилиндр
Достоинства	Простота работы и обслуживания, приемлемая сто- имость, высокий коэффициент усиления, нечувствительность к температуре	Доступность воздуха, нечувствительность к перегрузкам и температуре, безопасность, экологичность	Высокий коэффициент усиления, точное позиционирование, хорошая управляемость, унификация
Недостатки	Необходимость ре-гулировки, обгорание и залипание контактов, чувствительность к пы-ли и влажности	Чувствительность к пыли, нестабиль-ность скорости, малые нагрузки, шум, потери в воздухопроводе	Зависимость от тем- пературы, утечек и загрязнений, осо-бые требования к изготовлению, колебания при остановке
Применение	Локомотивы, текстильная индустрия, электростанции, насосы, прокатные станы, станки	Монтаж, металлообработка, деревообработка, переработка пластмасс, строительство, транспорт	Станки, строительство и транспорт, гидроподъемники, корабельная техника

С амым распространенным исполнительным устройством является реле, содержащее катушку 1 на металлическом сердечнике 2, якорь 3 и контактную группу 4 с нормально открытыми и нормально закрытыми контактами (рис. 2.47). При подаче напряжения на обмотку реле якорь притягивается к сердечнику одним концом, а другим механически воздействует на контактную группу, управляющую приводом. По такому же принципу работает контактор, отличаясь от реле повышенным током обмотки и наличием дугогасительной камеры на контактной группе.

Электропневматический клапан прямого или обратного типов применяют для подачи воздуха в полость пневмоцилиндра или мембранной камеры.

Э лектропневмоклапан прямого типа выполнен в виде подпружиненного вала с двумя цилиндричес-кими насадками (золотника), который перемещается в цилиндрическом корпусе с тремя отверстиями (рис. 2.48). Нижнее отверстие соединено с одной из полостей пневмопривода. Верхнее отверстие соединено с атмосферой. К среднему отверстию подводят сжатый воздух. При подаче напряжения в обмотку золотник перемещается вниз и воздух через нижнее отверстие поступает в рабочую полость пневмопривода.

Электрогидрораспределитель представляет собой цилиндрический корпус 1 с пятью отверстиями, внутри которого под действием электромагнитов 2 перемещается золотник, представляющий собой вал с двумя цилиндрическими насадками (рис. 2.49).

Рис. 2.49. Устройство электрогидрораспределителя:

1 – корпус; 2 – обмотки электромагнитов; 3 – золотник

Напорная магистраль Н присоединена к среднему верхнему отверстию, а сливная С – к двум крайним. Если ни в одну из обмоток не подается напряжение, золотник находится в нейтральном положении и рабочая жидкость не поступает ни в одну из полостей гидроцилиндра. При подаче напряжения в левую обмотку золотник перемещается влево и жидкость из напорной магистрали подается в поршневую полость. Штоковая полость при этом соединяется со сливной магистралью. При подаче напряжения в правую обмотку золотник перемещается вправо, жидкость под давлением подается в штоковую полость, а из поршневой через гидрораспределитель поступает в сливную магистраль.

Для управления непрерывными перемещениями элементов при-меняют электрический сервопривод, электрогидравлический усилитель или следящий пневмопривод. В следящем пневмоприводе фактическое положение штока пневмоцилиндра измеряют потенциометрическим измерителем перемещений. Его выходное напряжение подают в одну обмотку сопла струйного электропневмопреобразователя, а заданное напряжение – в другую. В зависимости от рассогласования заданного и фактического положений штока сопло поворачивается и направляет струю воздуха в соответствующую полость пневмоцилиндра до тех пор, пока рассогласование напряжений не снизится до нуля.