книги из ГПНТБ / Березовец Г.Т. Приборы пневматической агрегатной унифицированной системы и их использование для автоматизации производственных процессов

жении изменения регулируемого параметра исполнительный механизм будет занимать два крайних и одно промежуточное положение, которое может настраиваться редуктором регулятора

РБ-Д\.

Системы трехпозиционного регулирования применяются, на­ пример, для регулирования температуры, уровня, расхода и других параметров.

Применение двухпозиционного регулятора для управления аппаратом периодического действия

(Блок-схема 03)

В качестве примера практического применения двухпозицион­ ного регулирования на рис. 52 приведена схема управления впуском и выпуском вещества в аппарате периодического дей­ ствия.

В схеме используются два двухпозиционных регулятора РБ-Д1 и РБ-Д г, соединенных через два реле переключения Plh и РПч таким образом, что давление с выхода регулятора РБ-Д\

(рис. 52, в). Давление с выхода Plh поступает к исполнительному механизму ИMi клапана нормально открытого типа, управляю­

мых блоком БИ, давления на выходе блоков РБ-Д i и РБ-Д г равны нулю (рис. 52, б). При этом клапан, установленный на линии впуска в аппарат, открыт, и параметр продолжает повышаться.

Регулирующий клапан, стоящий на выпуске, в это время закрыт. При достижении параметром х значения х3г ничто не из­ меняется, так как давление питания регулятора РБ-Д г равно нулю, а следовательно, и давление на выходе регулятора не может стать большим нуля. Когда же параметр х достигает зна­ чения х31 и затем превышает его, давление на выходе регулятора РБ-Д\ скачком изменяется от 0 до 1 кГ/см2. Это давление через реле переключения P/7i и РПг поступает на исполнительные механизмы ИМг и ИМз, вследствие чего регулирующий орган POi, установленный на литши впуска, закрывается, а регулирую­ щий орган РО2, управляющий выпуском из аппарата, открывается.

Но так как давление на выходе регулятора РБ-Дi стало равным 1 кГ/см2, то оба реле переключаются на подачу воздуха из линии питания. Так как при таком положении регулирующих органов подача в аппарат прекращена и аппарат работает на вы-

91

пуск, величина измеряемого параметра начинает падать. Когда же она становится меньше, чем ж3г, давление на выходе регуля­ тора РБ-Дъ становится равным нулю, и схема приходит в перво-

а

5

Рис. 52. Применение двухпозиционного регулятора для; управления аппаратом периодического действия.

а — блок-схема 03; б — изменение регулируемого параметра во времени; в — схема включения реле переключения РП\ и РП%.

начальное состояние: открыт регулирующий клапан впуска и закрыт клапан выпуска.

По этой же схеме может осуществляться автоматическое управление автоклавами.

92

$ 2„ СХЕМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ (ИЗОДРОМНЫЙ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ И С ПРЕДВАРЕНИЕМ)

(БЛОК-СХЕМЫ 10— 14)

Изодромное регулирование одного параметра

(Блок-схема 10)

Системы изодромного регулирования широко применяются при автоматизации разнообразных объектов в тех случаях, когда по условиям ведения процесса не допускается отклонение регу­ лируемого параметра от его заданной величины.

0 - L “П

10, а — регулятор е местным заданием 5РБ-9Б; 10, 6 — дистанционное задание посред­

При возмущениях, вносимых в систему изодромного регули­ рования изменением нагрузки объекта или изменением задания, регулируемый' параметр всегда возвращается к заданной вели­ чине. При этом давление, поступающее на исполнительный меха­ низм регулирующего клапана от изодромного регулятора, изме­ няется в соответствии с изменением нагрузки или задания.

93

В первой главе описаны изодромные регулирующие блоки малогабаритной и крупногабаритной серий приборов АУС. Два из них, а именно: регулирующие блоки 4РБ-32А и ЪРБ-9а являются регуляторами, работающими с дистанционными задат­ чиками, а блок 5РБ-9Б — регулятором с ручным задатчиком. Схемы включения каждого из них в системы изодромного регу­

5РБ-9А предназначается для работы с дистанционными задатчи­ ками БД-18, БДВА9 и БДП-20.

На рис. 53 приведены три варианта блок-схемы 10 и показаны способы включения различных регулирующих блоков и дистан­ ционных задатчиков в систему регулирования одного параметра.

(на схемах все изодромные регулирующие блоки обозначены одинаково через РБ-Из). Рассмотрим эти схемы более подробно С

Схема 10 а

Регулируемый параметр измеряется в блоке БИ (х) и давление х, пропорциональное величине этого параметра, подается в камеру измерения изодромного регулирующего блока РБ-Из-М с ручным (местным) заданием. Заданная величина параметра устанавли­ вается поворотом рукоятки задатчика, встроенного в блок. Давле­ ние с выхода регулирующего блока подводится к исцолнительному механизму клапана, регулирующего поступление рабочего вещества в объект.

Схема 10 б

В схеме 106 для регулирования параметра х используется изодромный регулирующий блок с дистанционным заданием. Как и прежде, давление х, пропорциональное величине измеряемого параметра, поступает в камеру измерения регулирующего блока от блока БИ\ давление,' пропорциональное заданной величине, подается в камеру задания регулирующего блока от дистанцион­ ного задатчика, в качестве которого может применяться любой из задатчиков БД, БДВ, БДП. Для перехода с автоматического' управления на ручное и обратно в систему введено реле переклю­ чения РП. На рис. 53, г приведена схема подводов давления к это.му реле переключения. К верхней камере подводится давление О от переключателя, к средней камере — давление ра от регуля­ тора, а к нижней — давление р р от дистанционного задатчика.

Переключатель с ручного на автоматическое управление и обратно1

1 В дальнейшем схемы 10а, 106 и 10в включения различных регули­ рующих блоков и блоков дистанционного задания и управления или вторич­ ных приборов-задатчиков будут считаться типовыми. Поэтому при описа­ нии последующих, более сложных блок-схем систем регулирования вклю­ чение указанных блоков и приборов не описывается и на схемах не показано.

94

находится в задатчике. На регулирующий клапан давление р поступает с выхода реле переключения и в зависимости от того, поставлен ли переключатель в положение «авт.» или «ручн.», р равно либо командному давлению регулирующего блока ра>, либо давлению рр, устанавливаемому в задатчике. Под такшь же давлением воздух подается в камеру изодрома регулятора (отсоединенной от линии выхода регулятора), что обеспечиваетплавный переход с ручного на автоматическое управление и обратно. При установке ручки переключателя в положение «вы­ ключено» в верхнюю камеру реле поступает отключающее давле­ ние О, при котором регулятор отключается от линии исполни­ тельного механизма.

Схема 10 в

На схеме 10 в изображено включение изодромного регулирую­ щего блока 4РБ-32П и одного из вторичных приборов ЗРЛ-29В

или 2МП-2>0В.

В сложных схемах это включение несколько модифицируется. Давление х от датчика, измеряющего величину регулируемого параметра, подается одновременно в камеру измеряемой величины регулирующего блока и ко вторичному прибору Т Давление задания з поступает к блоку регулятора от задатчика, встроенного во вто­ ричный прибор. Давление с выхода регулятора подводится к ис­ полнительному механизму регулирующего клапана и ко вторич­ ному прибору для указания положения клапана. При переклю­ чении с автоматического управления на ручное давление рр поступает на исполнительный механизм от задатчика, т. е. от вто­ ричного прибора, однако при этом камера изодрома регулятора

ствляется переключателем, размещенным во вторичном приборе. При переводе этого переключателя в положение П и Р он подает по линии, обозначенной на схеме О, в камеру отключения регулятора воздух под давлением 1 кГ/'см2. В положении Р ‘ рукоятки переключателя давление, соответствующее заданию, переключается на линию исполнительного механизма (Р — регу­ лирование ручное). В положении А это давление подается в ка­ меру задания регулятора. Такое переключение, как пояснено в первой главе, создает плавный переход без нарушения режима работы агрегата с ручного регулирования на автоматическое и обратно, так как достаточно установить переключатель в полс-- жение П, а значение задания сделать равным значению текущего параметра, чтобы при переключении с П на Р или А давление

кисполнительному механизму не изменилось.1

1В предыдущих двух схемах (10а и 106) так же, как и в этой схеме, давление от измерительного блока может подводиться к регулятору и к лю­ бому вторичному прибору.

95.

Изодромиое регулирование одного параметра с предварением

(Блок-схема 11) Вариант 1

Когда необходимо регулировать объекты, обладающие боль­ шой постоянной времени, или когда приемный элемент с измери­ тельным блоком создают в системе регулирования заметное за­ паздывание, в закон регулирующего воздействия, кроме воз­ действий от пропорциональной и интегральной составляющих, вводится воздействие по скорости изменения параметра — так называемое предварение.

4

Рис. 54. Изодромиое регулирование одного параметра

спредварением. Блок-схема 11.

а— вариант 1; б — вариант 2.

Предварение осуществляется введением в схему регулирова­ ния блока прямого предварения (опережающего воздействия) БП, который может включаться между датчиком и регулирующим 'блоком или между регулирующим блоком и исполнительным механизмом. Действие блока заключается во временном умень­ шении диапазона дросселирования регулятора, вследствие чего при изменении параметра он ускоряет ответное действие на объект со стороны регулирующего органа.

На рис. 54 приведены две схемы регулирования с предваре­ нием, отличающиеся друг от друга расположением блока предва­ рения БП. В обеих схемах может быть применен любой изодромный регулирующий блок. В схеме по варианту 1 (рис. 54,а) блок предварения БП включен между блоком измерения и регулирую­ щим блоком так, что сжатый воздух с выхода измерительного

•блока подается на вход блока предварения, а с выхода блока предварения — в камеру измерения регулирующего блока. Блок предварения включается в схему подобным способом тогда, когда нужно предотвратить влияние запаздывания, возникающего

« 6

в приемном элементе и импульсной линии, идущей от блока изме­ рения. Устройства дистанционного задания и управления вклю­ чаются по блок-схемам 106 или 10в.

По схеме варианту 2 (рис. 54, б) блок предварения БП включен между регулятором и исполнительным механизмом, как это обычно делается в системах регулирования инерционных объек­ тов. В этом случае блок предварения следует располагать по­ ближе к регулирующему блоку.

Устройства дистанционного задания и управления также могут быть включены по блок-схеме 106 и 10в. Однако нужно принять во внимание, что при ручном управлении каждое измене­ ние задания вызовет также действие предварения. Если действие предварения при ручном управлении нежелательно, то при пере­ ходе на ручное управление настройка времени предварения на

в БДП служит в этом случае только для управления исполни­ тельным механизмом при ручном регулировании.

На схеме варианта 2 (рис. 54,6) также показано, что аналогично блоку БП включается блок обратного предварения, иначе назы­ ваемого блоком запаздывания или задержки БЗ. Введение его желательно для улучшения качества процесса регулирования малоинерционных объектов.

Действие блока БЗ противоположно действию блока прямого предварения БП. Если первый вызывал временное уменьшение диапазона дросселирования регулятора, то блок обратного пред­ варения БЗ временно увеличивает диапазон дросселирования, т. е. замедляет ответное воздействие регулятора на объект, вызванное изменением регулируемого параметра.

Изодромное регулирование одного параметра при установке гидравлического исполнительного механизма

(Блок-схема 12)

В тех случаях, когда для перестановки регулирующего органа требуются большие перестановочные силы или когда необходимо обеспечить большой ход регулирующего органа, применяются пневматические или гидравлические исполнительные механизмы.

Для включения в цепь пневматических регуляторов гидравли­ ческих исполнительных механизмов последние должны быть оснащены специальными пневмогидравлическими преобразова­ телями 17/77, которые обычно монтируются непосредственно на исполнительном механизме.

В схеме изодромного регулирования одного параметра с гид­ равлическим исполнительным механизмом (рис. 55) используются

изодромный регулирующий блок РБ-Из, одно из устройств дистанционного задания и управления, включенное по блоксхеме 10 б или 10 в, а также насос Н для подачи масла, пневмогидравлический преобразователь ПГП и гидравлический испол­ нительный механизм ИМ. Сигнал командного давления от пнев­ матического регулирующего блока поступает к ПГП, где он

преобразовывается в пропорци­ ональное ему давление масла, ко­ торый поступает затем на испол­ нительный механизм. ПГП может быть применен и во всех ранее описанных, а также и в после­ дующих схемах.

Регулирование скорости изменения параметра

(Блок-схема 13)

предварения БП и в минусовую камеру блока суммирования Бвум. На выходе блока предварения вырабатывается сигнал у, пропор­

Бсум." Так как сигналы х и у подаются к камерам, расположенным

спротивоположных сторон средней мембраны блока суммирова­

ния, то из сигнала у вычитается сигнал х, в результате чего на выходе блока суммирования получается сигнал, пропорцио­

нальный скорости изменения параметра, т. е. у2= к , который

подается затем в камеру измерения регулирующего блока РБ-Из.

Заданное значение скорости, поддерживаемое системой регу­ лирования, устанавливается дистанционным задатчиком, который включается по блок-схеме 10. Если установить программный задатчик, то величина х будет изменяться согласно заданной программе.

Если необходимо прекратить процесс регулирования при достижении величиной х заданного значения хззж, то в схему вводятся дополнительно двухпозиционный регулятор РБ-Д и реле переключения РП (показаны пунктиром). хзал устанавливается

98

пружинным задатчиком РБ-Д, а в камеру измерения этого блока подается величина х. Реле переключения подсоединяется следую­ щим образом: в его верхнюю и нижнюю камеры подводится сжа­ тый воздух от блока РБ-Д, а в среднюю камеру — из линии исполнительного механизма. Тогда до тех пор, пока величина х будет меньше агзад, давление на выходе РБ-Д будет равно нулю, и реле беспрепятственно пропускает на исполнительный меха­ низм сигнал, поступающий от регулирующего блока РБ-Из, Если же х превысит хзад, т. е. давление на выходе РБ-Д повы-

сится до 1 кГ/см2, то реле отключит исполнительный механизм от РБ-Из, соединив его с выходом блока РБ-Д, вследствие чего на клапан в этом случае будет поступать давление 1 кГ/см2, и последний полностью закроется или откроется в зависимости от типа ИМ. Если к выходной линии РБ-Д подключить сигналь­ ное устройство, то в этом случае оно звуковыми или световыми средствами предупредит о том, что х > жзад.

Следует заметить, что при регулировании по этой схеме