Исполнительные устройства асу и асутп

ИУ - это силовые устройства, воздействующие на технологический процесс в соответствии с полученным командным сигналом. Они состоят из двух функциональных блоков: исполнительного механизма (ИМ) и регулирующего органа (РО), и могут оснащаться дополнительными блоками.

х_р- командный сигнал информации;

l, ω - линейное и угловое перемещения;

Q, N - относительный расход вещества или энергии через ОУ.

ДБ - дополнительные блоки.

Из гидравлики известно, что расход вещества через ОУ:

Q = f(ΔР, υ, ρ, с₁, с₂, ..., c_n),

где ΔР - перепад давления в гидравлической системе (локальный участок АСР);

υ, ρ - кинематическая вязкость и плотность среды;

с₁, с₂, ..., c_n - гидравлические характеристики технологического оборудования, характеризующие интенсивность рассеивания энергии вещества (коэффициент расхода,

модуль вязкости и т.п.).

Тип ИУ зависит от того какой из аргументов уравнения выбран в качестве определяющего:

1). ΔР = f(х_р) - такой способ называется недроссельным и технически реализуется на базе насосов путем изменения их напора или производительности. Применяются насосы объемного дозирования (шестеренчатые, поршневые, шиберные, сильфонные и мембранные) и постоянного напора (червячные и центробежные).

2). υ = f(х_р) – такие ИУ редкость; основаны электро-реологическом эффекте, где вязкость есть функция от напряженности магнитного поля для полярных жидкостей.

3). ρ = f(х_р) – таких ИУ нет.

4). с_i = f(х_р) – в гидросистему вводится элемент с переменной интенсивностью рассеивания энергии в зависимости от х_р. Такой способ называется дроссельным, а сам этот элемент – регулирующим органом.

ИУ классифицируют:

- по принадлежности к ветви ГСП (пневматические, электрические, гидравлические);

- по типу РО в структуре ИМ:

а) стандартные (на которые есть ГОСТы) – односедельные, двухседельные, трехходовые, диафрагмовые, шланговые, заслонки;

б) нестандартные – односедельные, двухседельные, шаровые, задвижки.

Исполнительные механизмы.

ИМ - это устройство, предназначенное для перемещения РО.

Электрические ИМ.

Достоинство - возможность удаления ИМ от регулирующего устройства на неограниченные расстояния.

Недостатки:

- трудность создания конструкции во взрыво-пожаробезопасном исполнении;

- сложность конструкции, наладки, обслуживания;

- большая масса и стоимость.

Различают электромагнитные и электродвигательные ИМ.

Электромагнитные ИМ.

Данные устройства не входят в состав ГСП (нет нормирующих преобразователей, нет расчетных методик). Носят также название соленоидных. Наибольшее распространение среди них получили электромагнитные приводы серии ЭВ.

Это прямоходные механизмы позиционного действия. Имеют простые конструкции и схемы управления. Неотъемлемой частью электромагнитных ИМ является электромагнит, сердечник которого играет роль затвора, т.е. роль подвижного РО.

Р ассмотрим электромагнитный ИМ с односедельным РО.

1 – индукционная катушка;

2 – затвор;

3 – седло;

4 – регулирующий орган.

Применение электромагнитных ИМ ограничивается позиционным характером действия и массой РО, ибо для создания необходимого усилия при перемещении тяжелого РО приходится значительно увеличивать силу тока катушек соленоида (устройства становятся громоздкими и невыгодными).

Электродвигательные ИМ.

Основными элементами данных устройств являются:

- двигатель;

- путевой выключатель (конечные выключатели, датчики ОС);

- редуктор (понижает число оборотов двигателя и увеличивает крутящий момент на его валу).

Различают устройства с постоянной и переменной скоростью вращения выходного органа, а также однооборотные и многооборотные.

В настоящее время наиболее распространены среди них ИМ серии МЭ (МЭО, МЭМ, МЭП и т.д.)

А). ИМ с постоянной скоростью вращения

В таких механизмах скорость перемещения не зависит от величины сигнала управления, а направление перемещения определяется знаком входного сигнала. Функциональная схема такого ИМ выглядит следующим образом:

х_р- командный сигнал информации;

l, ω - линейное и угловое перемещения (ω_д = const).

Позиционер – регулятор положения выходного звена ИМ.

Пневматические ИМ.

Преимущества пневматического привода по сравнению с электрическим заключается в относительной простоте конструкции, более низкой стоимости и они взрыво-пожаробезопасны.

Среди пневматических ИМ наиболее распространены поршневые (при высоких давлениях) и мембранные (при низких давлениях). Служат в основном для получения поступательного движения. Они бывают одно и двухстороннего действия.

Среди них наиболее распространены поршневые (при высоких давлениях) и мембранные (при низких давлениях). Служат в основном для получения поступательного движения. Они бывают одно и двухстороннего действ ия

Мембранные ИМ.

Мембранный привод получил наибольшее распространение из-за отсутствия механического трения в уплотнениях и большей по сравнению с другими приводами чувствительностью к давлению.

П оршневые ИМ.

Поршневые в отличии от мембранных применяются при больших перемещениях РО и больших усилиях.

С одного или с обоих торцов цилиндра поступает жидкость под давлением от насоса. В зависимости от направления перепада на поршне, последний смещается в ту или иную сторону.

Поршневые исполнительные механизмы (ИМ) с угловым перемещением вала. Угол поворота обычно 90⁰-120⁰.