13.Автоматические регуляторы (ар). Определение
Автоматическим регулятором называется устройство, обеспечивающее в системах автоматического регулирования поддержание технологической величины объекта, характеризующей протекание в нем процесса около заданного значения путем воздействия на объект. Заданное значение может иметь постоянную величину (в системах стабилизации) или изменятся по определенной программе (в системах программного регулирования).
Структурная схема регулятора может быть представлена как совокупность двух элементов (рис1): элемента сравнения 1 и элемента 2, формирующего алгоритм (закон) регулирования.
ис.
1. Структурная схема регулятора
На элемент сравнения 1 поступают два сигнала у и yзд пропорциональные, соответственно, текущему и заданному значениям регулируемой величины. Сигнал у формируется измерительным преобразователем, а сигнал узд задатчиком или программным устройством.
Сигнал рассогласования ε = y-yзд
поступает в элемент 2, который вырабатывает выходной сигнал регулятора, направляемый на исполнительное устройство.
Классификация АР по наличию и виду подводимой энергии, регулируемой величине, характеру действия, характеру регулирующего воздействия, закону регулирования
По наличию подводимой энергии:
АР прямого действия,
АР непрямого действия.
У АР прямого действия для срабатывания регулирующего органа исполнительных устройств используется энергия технологического потока. У АР непрямого действия для этого используется энергия внешнего источника. АР прямого действия всегда просты по конструкции, но не обеспечивают высокого качества регулирования: регулируемая величина заметно отклоняется от заданного значения. АР непрямого действия позволяют обеспечивать высокое качество регулирования.
АР непрямого действия по виду подводимой энергии подразделяются на: Гидравлические, Электрические, Пневматические.
В гидравлических АР используется трансформаторное масло под давлением 0,6-0,8 МПа. Применяются гидравлические АР в тех случаях, когда необходимо создать большое усилие (например, в прессах).
Электрические АР - высокоточные и быстродействующие, позволяют передавать сигнал на большие расстояния. НО взрыво- и пожароопасны. Это ограничивает их применение в химической промышленности.
Пневматические АР используют сжатый воздух с давлением 0,14 МПа. Взрыво- и пожаробезопасны. Быстродействующи и устойчивы. Ограничение по расстоянию = 300м.
По виду регулируемой величины: АР температуры, АР давления, АР расхода, АР уровня, АР концентрации, АР влажности.
По характеру действия: АР с прямой характеристикой, АР с обратной характеристикой.
У первых - возрастание входного сигнала обусловливает увеличение выходной величины, а у вторых - наоборот.
По характеру регулирующего воздействия: Непрерывного действия, Прерывистого действия.
У АР непрерывного действия непрерывному изменению входной величины соответствует непрерывное изменение его выходной величины.
У АР прерывистого действия непрерывному изменению входной величины соответствует прерывистое изменение выходной величины. Такие АР делятся на позиционные и импульсные.
Регуляторы непрерывного действия различают по законам регулирования:
Пропорциональные,
Интегральные,
Пропорционально-интегральные,
Пропорционально-дифферециальные,
Пропорционально-интегрально-дифференциальные.