9.2 Общие требования к тса

• Высокая надежность – время наработки на отказ современных ТСА составляет десятки тысяч часов (т.е. несколько лет).

• Ремонтопригодность и удобство обслуживания – время поиска и устранения неисправности должно быть минимальным, чтобы объект управления не успел выйти из-под контроля.

• Унификация – возможность применять технику разных производителей, не заботясь о ее конструктивной, электрической и программной совместимости.

• Приемлемая стоимость.

9.3 Требования к технологическим датчикам

Датчики, обычно, являются самым узким местом в составе технических средств автоматики. Без их надежной и качественной работы даже самые совершенные УВК не справятся с управлением. Не зря автоматчики считают, что хорошие датчики при создании новой системы – это половина успеха.

Условия работы датчиков наиболее тяжелые – ведь их устанавливают в непосредственной близости от технологического оборудования. В связи с этим к датчикам предъявляются дополнительные требования:

• Достаточная точность измерения. Обратим внимание: не “максимальная”, а “достаточная”. Точные датчики – весьма дорогое удовольствие, и завышенные требования по точности обходятся недешево.

• Достаточные пределы измерения с заданной точностью. При выборе пределов измерения датчиков рекомендуется пользоваться правилом „1/3 шкалы”.

• Адаптируемость к условиям работы на объекте управления.

• Достаточное расстояние для передачи информации от датчика. Несоблюдение этого требования повлечет необходимость установки на объекте промежуточных усилителей сигнала, что удорожит систему и сделает ее менее надежной.

• Безопасность для персонала при эксплуатации и обслуживании.

9.4 Исполнительные устройства и требования к ним

Типовая схема реализации управляющих воздействий представлена на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Типовая схема реализации управляющих воздействий:

ЦАП – цифро-аналоговій преобразователь; Ус – усилитель;

ПУ – пусковое устройство (пускатель); РО – регулирующий орган

объекта управления (остальные обозначения приведены ранее).

В автоматизированных системах управления и регулирования к исполнительным устройствам относят пусковые устройства и, собственно, исполнительные механизмы.

Пусковые устройства обеспечивают усиление мощности управляющих сигналов, поступающих от ВК при автоматическом режиме, или от оператора – при ручном управлении. В приложении (таблица П.1) приведена номенклатура основных электрических пусковых устройств.

Исполнительные механизмы служат для перемещения регулирующих органов объекта при действии управляющих сигналов. В системах прямого действия перемещение регулирующего органа осуществляется за счет энергии входного сигнала, в системах косвенного действия – посторонним источником энергии.

По виду энергии для реализации сигнала управления различают:

Пневматические системы – экологически чистые, их исполнительные механизмы обладают большими перестановочными усилиями. Однако пневмосистемы шумные, поэтому они требуют хорошей герметизации линий, а также тщательной воздухоподготовки (очистки и осушки).

Гидравлические системы имеют хорошие динамические характеристики, но требуют двухпроводных линий связи и, так же как пневматические, действуют на ограниченном расстоянии.

Электрические системы позволяют передавать сигналы управления на большие расстояния, легко реализуют сложные законы управления, но взрывоопасны, инерционны и, поэтому, требуют дополнительных мер по улучшению динамических характеристик (понижающие редукторы, тормоза).

К электрическим ИМ относятся реле, электромагниты, электродвигатели, электромагнитные муфты; к гидравлическим – поршневые и плунжерные цилиндры, в пневматике используются поршни, диафрагмы и сильфоны.

В электрических САУ используются чаще всего электрические исполнительные механизмы типа МЭО – механизмы электрические оборотные, которые управляются контактными или бесконтактными пускателями. Они состоят из двухфазного асинхронного электродвигателя, многоступенчатого редуктора, электромагнитно­го тормоза и датчиков перемещения. Угол полного перемещения вы­ходного вала может устанавливаться в диапазоне до 90 или до 240 градусов.

В обозначении МЭО указываются последовательно три вели­чины:

Мкр – номинальный крутящий момент на выходном валу (диапазон значений: 4; 10; 25; 63; 160 и 400 кгсм);

Тим – номинальное время полного хода выходного вала исполнитель­ного механизма от минимума до максимума (10; 25; 63 и 160 с);

им – номинальный полный ход выходного вала исполнительного механизма (0,25 и 0,б3 оборота).

Примеры обозначения: МЭ0–4/10–0,25; МЭО–4/25–0,63.

Часто создают комбинированные системы управления с использованием, например, электро–пневматиче­ских или электро–гидравлических исполнительных механизмов. При этом каждый тип исполнительного механизма рассчитан на работу в комплекте с определенным типом пускового устройства.

Основные требования, предъявляемые к исполнительным механизмам:

• Достаточная мощность, обеспечивающая действие регулирующих органов объекта во всех режимах работы.

• Достаточное быстродействие.

• Линейность статических характеристик и минимальные зоны нечувствительности.

• Простое и экономичное регулирование выходной величины, малая потребляемая мощность.