- •Технические средства автоматизации
- •Технические средства автоматизации
- •Содержание
- •Введение
- •В.1. Роль и место курса “Технические средства автоматизации” в учебном процессе
- •В.2. Основные направления развития технических средств автоматизации
- •1. Технические средства автоматизации
- •1.1 Основные принципы построения тса
- •1.2 Классификация приборов и устройств тса
- •1.3 Стандартизация сигналов гсп
- •1.4 Агрегатные комплексы гсп.
- •1.5 Структура систем управления
- •2. Электрические и электронные средства автоматизации
- •2.1. Датчики и измерительные преобразователи для измерения температуры
- •2.1.1 Термоэлектрические преобразователи (Термопары)
- •2.1.2 Термопреобразователи сопротивлений
- •2.1.3. Измерительные (нормирующие) преобразователи
- •2.1.4. Датчики-реле температуры
- •2.2. Датчики перемещения
- •2.2.1. Реостатные датчики
- •2.2.2. Тензодатчики
- •2.2.3 Электромагнитные датчики
- •2.2.4 Емкостные датчики
- •2.2.5 Фотодатчики линейных и угловых перемещений
- •2.2.6. Магнитомодуляционные преобразователи
- •2.3. Приборы для измерения давления
- •2.4. Приборы для измерения и контроля расхода
- •2.5. Приборы для измерения состава веществ
- •2.6. Приборы для измерения и контроля массы
- •2.7. Приборы для измерения и контроля уровня
- •2.8. Электрические датчики-реле
- •3. Электрические исполнительные механизмы
- •3.1. Электромагнитные исполнительные механизмы
- •3.2. Электродвигательные исполнительные механизмы
- •3.3. Пусковые устройства
- •3.4. Вспомогательные устройства
- •3.5. Характеристики исполнительного механизма постоянной скорости
- •4. Регуляторы
- •4.1. Регуляторы прямого действия
- •4.2. Двухпозиционные регуляторы
- •4.2.1. Процесс регулирования в системе с двухпозиционным регулятором
- •4.2.2. Характеристики систем с двухпозиционными регуляторами для различных типов объектов
- •4.3 Аналоговые регуляторы
- •4.3.1 Аналоговый пропорциональный регулятор
- •4.3.2. Аналоговый интегральный регулятор
- •4.3.4. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор
- •4.4. Аппаратная реализация функциональных узлов регуляторов
- •4.4.1. Магнитные усилители
- •4.4.2. Модуляторы, усилители, демодуляторы
- •4.4.3. Дифференциаторы и интеграторы
- •4.5. Регуляторы с исполнительным механизмом постоянной скорости
- •4.5.1. Пропорциональный регулятор
- •4.5.2. Пропорционально-интегральный регулятор
- •4.5.3. Формирование импульсного пид_закона регулирования
- •4.6. Агрегатные комплексы средств автоматизации
- •4.6.1. Функциональный состав агрегатных комплексов
- •4.6.2. Особенности реализации функциональных элементов в ак “Каскад-2”
- •4.6.3. Регулятор р-17
- •4.6.4. Регулятор р-27
- •4.7. Цифровые системы управления и регулирования
- •4.7.1. Принципы организации эвм
- •4.7.2. Цикл выполнения команд в эвм
- •4.7.3. Общие принципы организации ввода-вывода
- •4.7.4. Программный режим ввода-вывода
- •4.7.5. Обмен информацией в режиме прерывания программы
- •4.7.6. Прямой доступ к памяти
- •4.7.7. Подключение внешних устройств
- •5. Запорная и регулирующая арматура
- •П осле изучения главы необходимо знать
- •5. Запорная и регулирующая арматура
- •6. Гидравлические и пневматические средства автоматизации
- •6.1 Рабочие жидкости и газы
- •6.2 Элементы пневматических и гидравлических систем
- •6.2.1 Гидравлические и пневматические сопротивления
- •6.2.3 Гидравлические и пневматические емкости
- •6.2.4 Гидро(пневмо)механические преобразователи
- •6.2.5 Механогидравлические преобразователи
- •6.3. Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы
- •6.4 Механогидравлические и механопневматические усилители
- •6.5. Гидравлические и пневматические корректирующие устройства
- •6.6. Электромеханические преобразователи
- •6.7. Примеры реализации пневморегуляторов.
- •Заключение
- •Список использованных источников
3.5. Характеристики исполнительного механизма постоянной скорости
Исполнительный механизм постоянной скорости подключается к выходу релейного элемента. Поэтому его структуру можно представить как последовательное соединение трехпозиционного нелинейного элемента и интегрирующего звена. Их совместная характеристика - зависимость выходной величины от входного воздействия в общем виде имеет вид представленный на рисунке 3.11, где - входное воздействие, - зона нечувствительности, - зона возврата, SН, - номинальная скорость и перемещение ИМ соответственно. Обычно нелинейная характеристика определяется пусковым устройством ИМ. Механизм может находиться в трех состояниях.
1. при ;
2. при ;
3. при ;
4. Перемещение ИМ в зоне возврата определяется знаком производной (направлением изменения) входного воздействия.
Х арактеристика ИМ не линейна. Характеристику близкую в среднем к линейной можно получить, если использовать импульсный режим работы исполнительного механизма (ИМ). Действительно, пусть на ИМ поступает импульсный сигнал z(t) единичной амплитуды и следующими параметрами импульсов: - длительность импульса, T- период следования импульсов, - скважность следования импульсов (Рис. 3.12). При каждом импульсе ИМ перемещается на величину h с номинальной скоростью SН= = =ОА/. Средняя скорость S=ОА/T=Sн/T=Sн. Тогда для среднего значения выходного сигнала получим уравнение , которое является уравнением интегрирующего звена с передаточной функцией W(p)=Sср./p. Таким образом, ИМ постоянной скорости, работающий в импульсном режиме может быть представлен интегрирующим звеном с передаточной функцией W(p)=Sср./p.
4. Регуляторы
4.1 Регуляторы прямого действия
4.2 Двухпозиционные регуляторы
4.3 Аналоговые регуляторы
4.4 Аппаратная реализация функциональных узлов регуляторов
4.5 Регуляторы с исполнительным механизмом постоянной скорости
4.6 Агрегатные комплексы средств автоматизации
4.7 Цифровые системы управления и регулирования
Электронные регуляторы широко используются для создания локальных систем регулирования различных технологических параметров. Регулирование ведется по релейному, П, ПИ, ПИД законам регулирования. Устройства имеют разные принципы действия, разное исполнение и условия эксплуатации.
Инженер в области автоматизации должен знать принцип действия различных регуляторов, их устройство, методы сопряжения с датчиками и исполнительными механизмами, уметь находить неисправности.
Цель главы – ознакомление с принципом действия и устройством различных типов электронных регуляторов.
ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ
принципы построения релейных, и аналоговых П, ПИ, ПИД регуляторов,
принцип действия П, ПИ, ПИД регуляторов с исполнительными механизмами постоянной скорости,
классификацию приборов по роду используемой энергии носителем информации,
функциональный состав агрегатных комплексов и устройство входящих в них регуляторов,
состав и принцип действия функциональных узлов регуляторов.
Регуляторы по принципу функционирования можно разделить на регуляторы прямого действия и непрямого действия, которые, в свою очередь, можно разделить на три группы по виду управляющего сигнала на выходе:
Позиционные регуляторы, выходные сигналы которых могут принимать 2,3 и более дискретных значения (2,3 позиционные).
Аналоговые регуляторы, у которых на выходе присутствуют непрерывные аналоговые сигналы.
Аналого-импульсные (импульсные) регуляторы, управляющие сигналы на выходе которых представляют собой последовательность импульсов.