4.6.3. Регулятор р-17

В комплекс "Каскад" входит широко распространенный регулирующий прибор Р-17. Р17 - блок аналогового регулирования, в котором осуществляется алгебраическое суммирование с гальваническим разделением до 4 токовых сигналов, введение сигнала задания от внутреннего корректора или внешнего задатчика, формирование сигнала рассогласования, формирование ПИД-закона регулирования и двухстороннего ограничения выходного сигнала. В комплекте с блоком управления БУ-12 он позволяет осуществлять безударные переключения режимов работы.

Имеются следующие модификации блока, отличающиеся входными измерительными модулями:

Р17 - предназначенный для работы с унифицированными входными сигналами,

Р17.1 - для ввода сигналов дифференциально-трансформаторных датчиков,

Р17.2 - для работы с сигналами термосопротивлений и унифицированных токовых сигналов,

Р17.3 - для работы с сигналом термопары и унифицированными сигналами.

Рассмотрим более подробно устройство и функционирование регулирующего блока. Регулятор Р17 реализует закон регулирования с передаточной функцией , где, Т_●р, Т_из, Т_ф – соответственно: постоянная времени предварения, постоянная времени изодрома, постоянная времени входного фильтра.

Регулятор Р17 состоит из

0. модуля измерительного типа И0011 (Рис.4.43);

1. модуля регулирующего типа Р017.1;

2. источника питания ИПС.

Измерительный модуль имеет 3 гальванически развязанных между собой токовых входа, с которых сигналы поступают на модули 1-3, где модулируются сигналами генератора. Также имеются 5 входов подключенных к модулю 4. Они не развязаны между собой. В модуле 4 сигналы поступают на сумматор, выполненный на операционном усилителе, и далее на модулятор, на выходе которого установлен реостатный делитель, регулирующий коэффициент передачи суммы этих сигналов. Модуляторы выполнены на сдвоенных транзисторах (Рис. 4.44). С выходов модулирующих блоков сигналы переменного тока поступают на сумматор трансформаторного типа и далее на демодулятор и интегрирующий выходной усилитель-сумматор с небольшой постоянной времени. Демодулятор, выполнен аналогично модулятору на сдвоенном транзисторе. К входам усилителя-сумматора подключен внешний сигнал Х5 и выход корректора. Корректор предназначен для установки 0, настройки диапазона внешнего задатчика, если он отличается от 100%, а также для компенсации начального уровня при подаче на вход сигнала 4-20ма. Корректирующий сигнал устанавливается вручную с помощью регулятора коэффициента коррекции. В результате сумма входных сигналов преобразуется в унифицированный сигнал 0-10в.

В регулирующий модуль (Рис.4.45) сигнал рассогласования, формируемый в измерительном блоке, поступает через внешнюю перемычку. Общие точки модулей объединены внутренней перемычкой.

Функциональная схема регулирующего блока представлена на рис.4.45.

Входной усилитель, интегратор, дифференциатор и сумматор построены на операционных усилителях. Перед входным усилителем установлена регулируемая демпфирующая RC цепочка, предназначенная для сглаживания импульсных помех. Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход усилителя, коэффициент передачи которого плавно регулируется изменением величины отрицательной обратной связи. Выходной сигнал усилителя поступает на инвертирующий вход сумматора, охваченный отрицательной обратной связью, на дифференциатор и через резистивный делитель на вход интегратора. Постоянная времени изодрома интегратора изменяется плавно и дискретно изменением величины входного сигнала и постоянной времени интегратора. Выходной сигнал интегратора поступает на сумматор. Интегратор и сумматор охвачены отрицательной обратной связью. Постоянная времени предварения дифференциатора также изменяется плавно и дискретно при изменении величины сопротивления в цепи обратной связи. Выходной сигнал дифференциатора поступает на сумматор. Сумматор и дифференциатор также охвачены отрицательной обратной связью. Кроме того, с выхода сумматора на вход дифференциатора подается через нелинейный элемент дополнительный сигнал обратной связи. . Отрицательная обратная связь, охватывающая сумматор и дифференциатор через нелинейный элемент действует при большом сигнале, ограничивая дифференциальную составляющую. Нелинейный элемент содержит встречно-параллельно включенные диоды.

Выход сумматора через контакты реле переключения режима работы подключен к инверсному входу выходного усилителя, охваченного через сумматор отрицательной обратной связью.

Выходной усилитель выполнен на операционном усилителе и эмиттерном повторителе. Выходной сигнал эмиттерного повторителя поступает на выход блока по напряжению (0-10в) и на преобразователь напряжение-ток. Выходной усилитель и сумматор охвачены отрицательной обратной связь, величина которой меняется дискретно переключателем S, изменяя коэффициент передачи блока.

Преобразователь напряжения в ток выполнен на операционном усилителе и транзисторах, охваченных глубокой отрицательной обратной связью. Обратная связь снимается с резистора, замыкающего выходной токовый сигнал.

Ограничитель выходного сигнала содержит операционные усилители, работающие в режиме пороговых элементов и источник отрицательного опорного напряжения. Опорное напряжение подается на потенциометры “Огр. мин.” и ”Огр. макс.”, с помощью которых устанавливаются уровни ограничения. Выходное напряжение ограничителя подается на прямой вход выходного усилителя и на вход интегратора, ограничивая выходной сигнал.

Регулятор переходит в режим ручного управления при протекании тока через катушку реле KV. Узел безударного переключения режима работы с ручного управления на автоматическое использует переключающие контакты реле KV. В режиме ручного управления внешний сигнал управления поступает на вход выходного усилителя, устанавливая выходной сигнал регулятора. В этом режиме выходной сигнал поступает на сумматор и, далее, с выхода сумматора через контакты реле поступает на вход интегратора. Интегратор отслеживает выходной сигнал блока, обеспечивая безударность переключения с ручного режима на автоматический.