Основные разновидности управляющих устройств, применяемых в системах управления ХТП

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Технические средства САУ обычно разделяют на четыре группы в зависимости от выполняемых ими функций:

• устройства получения информации о состоянии объекта управления (датчики, нормирующие преобразователи, устройства формирования алфавитно-цифровой информации);

• устройства приема, преобразования и передачи информации (коммутаторы, преобразователи сигналов и кодов, шифраторы и дешифраторы, согласующие устройства);

• устройства обработки информации, формирования команд управления и представления информации операторам (анализаторы сигналов, логические устройства, устройства памяти, регуляторы, за-датчики, управляющие вычислительные устройства);

• устройства использования командной информации для воздействияна объект управления (регулирующие органы, исполнительные механизмы, усилители мощности и вспомогательные устройства к ним).

В основе построения технических средств автоматизации лежат принципы агрегатизации и унификации, предусматривающие выполнение различных устройств по единым информационным, конструктивным и эксплуатационным требованиям. Реализация этих принципов привела к разработке и организации серийного производства агрегатных комплексов средств автоматизации. Конкретные технические решения на основе принципов агрегатизации и унификации зависят от уровня развития средств автоматизации. Эволюция средств, в частности элементной базы, влечет за собой изменение этих решений.

Классификацию управляющих устройств (регуляторов) выполняют по различным признакам.

1. По виду регулируемой величины: регуляторы температуры, расхода, давления, уровня, концентрации, рН и т. д.

Замечание

Созданы регуляторы универсального типа, предназначенные для регулирования различных технологических параметров. В этих устройствах специфические особенности имеют первичный измерительный преобразователь, измеряющий значение регулируемого параметра, и нормирующий преобразователь, преобразующий измеренное значение регулируемого параметра в эквивалентное значение унифицированного электрического или пневматического сигнала.

2. По характеру перемещения регулирующего органа (РО) регуляторы делят на регуляторы непрерывного и дискретного действия. В регуляторах непрерывного действия РО при непрерывном изменении регулируемой величины перемещается непрерывно. РО регуляторов дискретного действия перемещается только при достижении изменяющейся регулируемой величиной определенных заданных значений.

3. По источнику энергии для перестановки регулирующего органа различают регуляторы прямого и непрямого действия. Регуляторы прямого действия работают без использования постороннего источника энергии, отбирая энергию, необходимую для функционирования системы регулирования, у объекта регулирования. В автоматических регуляторах непрямого действия необходимая для работы системы регулирования энергия подводится извне. В зависимости от вида используемой энергии регуляторы непрямого действия подразделяются на электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные (электропневматические, электрогидравлические и т. д.). Выбор регулятора по виду используемой энергии определяется характером объекта регулирования и особенностями автоматической системы.

4. По закону регулирования (по виду математической зависимости между выходной и входной величинами регулятора) регуляторыделятся на линейные и нелинейные. Регуляторы с линейными законами регулирования в свою очередь подразделяются на:

• интегральные (И-регуляторы);

• пропорциональные (П-регуляторы);

• пропорционально-интегральные (ПИ-регуляторы);

• пропорционально-дифференциальные (ПД-регуляторы);

• пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД-ре-гуляторы).

Типовые линейные законы регулирования подробно разобраны ранее в разд. 4.3.

Примером регуляторов с нелинейным законом регулирования могут служить позиционные регуляторы и, в частности, двух- и трех-позиционные регуляторы.

5. По конструктивным признакам управляющие устройства разделяют на приборные и блочно-модульные.

Приборные управляющие устройства (приборные регуляторы) предназначены для щитового монтажа. Надежны и просты в эксплуатации, служат для построения сравнительно несложных систем контроля и регулирования.

В большинстве случаев идея агрегатирования пронизывает построение управляющих устройств — от элементной базы до сложных многофункциональных устройств регулирования. Различают три уровня агрегатирования: элементный, модульный и блочный. Элементный принцип предполагает использование формализованных методов построения схем, реализующих заданный алгоритм, что намного упрощает проектирование новых технических средств. Элементы унифицированы, возможно многократное применение одного и того же элемента в одной схеме управляющего устройства и использование его в схемах самых различных управляющих устройств. Каждый элемент выполняет вполне определенную функцию, имеет заданные технические характеристики и при включении в схемы управляющих устройств не требует дополнительной отладки. Модульный принцип предполагает построение устройств из ряда элементов для выполнения самостоятельных функций. Блочный принцип предполагает построение устройств из ряда однотипных модулей. На основе блочно-модульного принципа конструируют управляющие устройства, предназначенные для построения сложных аналогово-дис-кретных систем контроля и регулирования с числом параметров до нескольких сотен.

Дата добавления: 2014-01-06