Автоматические регуляторы прямого действия

Классификация регуляторов

Автоматические регуляторы

Автоматический регулятор на входе имеет информацию о текущем и заданном значениях регулируемой величины. Он выполняет следующие функции:

- вычисление отклонения, т.е. разности между текущим и заданным значениями регулируемой величины;

- вычисление в зависимости от отклонения управляющего воздействия в соответствии с законом регулирования.

Автоматические регуляторы классифицируются в зависимости от

- регулируемого параметра,

- используемой энергии,

-характера изменения регулирующего воздействия.

Современные регуляторы, как правило, являются универсальными. На их входы подается информация о любой измеряемой величине, преобразованной в унифицированный сигнал. Таким образом, выходной сигнал регулятора не зависит от того, какова регулируемая величина-температура, давление и т.д., однако в некоторых случаях выпускаются промышленные регуляторы для конкретной технологической величины, например, температуры.

В зависимости от источника используемой энергии автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы прямого и непрямого действия.

В регуляторах прямого действия одновременно с изменением регулируемой величины от объекта отбирается часть энергии, которая используется для работы регулятора и воздействия на его исполнительный механизм и регулирующий орган объекта. Таким образом, к регулятору энергия извне не подводится.

К регуляторам непрямого действия извне подводится энергия для работы самого регулятора и воздействия на исполнительный механизм.

По характеру изменения регулирующего воздействия автоматические регуляторы подразделяются на линейные и нелинейные.

Линейные регуляторы формируют свой выходной сигнал (регулирующее воздействие) в соответствии с одним из линейных законов регулирования: П- пропорциональный, ПИ - пропорционально-интегральный, ПИД – пропорционально-интегрально- дифференциальный.

Они получили широкое распространение в системах стабилизации давления, температуры, уровня и т.д. Регуляторы прямого действия, как правило, реализуют П-закон регулирования.

Рис. 4.1. Автоматический регулятор давления прямого действия.

Рассмотрим систему регулирования давления с регулятором прямого действия (рис. 4.1) На мембрану 1 действует регулируемая величина (давление р измеряемой среды) и противодействующее усилие, создаваемое пружиной 2 задатчика. При появлении разности между измеряемым и заданным давлениями эта разность воздействует на мембрану в сторону уменьшения этого отклонения, перемещая штоком 4 клапан 5.Заданное значение меняют, изменяя натяжение пружины гайкой 3. Коэффициент усиления (настройка) регулятора зависит от расходной характеристики клапана.

В регуляторах температуры прямого действия (терморегулирующий вентиль) датчиком служит, как правило, термобаллон. При изменении температуры среды изменяется давление в термобаллоне, в результате чего сильфон термометрической системы сжимается или разжимается, перемещая аналогично мембране регулирующий клапан.

Традиционно широкое развитие на ЗАО у«ОРЛЭКС» имеют работы, связанные с созданием манометрических датчиков-реле температуры. Их принцип действия и кинематическую схему рассмотрим на примере промышленного датчи­ка-реле температуры с уменьшенными массогабаритными характеристиками.

Принцип действия этих датчиков основан на сравнение усилия, создаваемого насыщенными парами наполнителя, например, хладона с усилием пружины настройки.

При повышении температуры термобаллона 1 изменяется давление наполнителя, которое в чув­ствительной системе 2 преобразуется в усилие, которое, в свою очередь, через шток 3 передается на рычаг 4. Последний, преодолевая усилие пру­жины 5, поворачивается вокруг оси 6 и воздей­ствует на переключатель 7. Происходит переклю­чение контактов. При понижении температуры происходит обратное срабатывание. Настройка на требуемую температуру срабатывания произ­водится винтом 8. Значение срабатывания уста­навливается по шкале 9.

4.3 Регуляторы позиционные.

Для поддержания регулируемой величины в несложной системе, когда не требуется высокой точности, возможно использование нелинейного двухпозиционного регулятора типа «включено-выключено».

Рассмотрим работу двухпозиционного регулятора фирмы ОВЕН. Обобщенная блок-схема регуляторов ОВЕН представлена на рис. 4.2. Входы служат для подключения различных типов датчиков.

Рис.4.2. Обобщенная блок схема регуляторов фирмы «ОВЕН»

Блок обработки сигналов выполняет коррекцию показаний датчиков, цифровую фильтрацию: устраняет сигнальные единичные помехи, сглаживает показания прибора за счет их усреднения (при заданном числе измерений). Логическое устройство сравнивает измеренное значение с заданным и вырабатывает управляющее воздействие.

При двухпозиционном регулировании сигнал выходного устройства меняется на противоположный, если измеренная величина пересекает заданное значение (уставку). Для такой работы требуется выходное устройство ключевого типа: электронное реле, транзисторная оптопара, симисторная оптопара, выход для управления внешним твердотельным (полупроводниковым) реле.

Рис 4.3. Схема (а) и графики (б) двухпозиционного регулирования.

На рис. 4.3 Представлена схема (а) двухпозиционного регулирования температуры в объекте таким регулятором и графики (б) изменения температуры и состояния реле (Δ – зона возврата регулятора). График процесса регулирования представляет собой незатухающие колебания определенной амплитуды А.

На лицевой панели регулятора имеются:

· цифровой дисплей для показания значений регулируемой температуры;

· кнопка для входа в режим программирования;

· кнопки для увеличения или уменьшения заданного значения (уставки);

· светодиоды для сигнализации состояния прибора.

Дата добавления: 2014-01-04