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

Реле соотношения РС-Ъ'&А

Реле соотношения РС-ЗЗА является устройством, которое выполняет операцию умножения входного сигнала на заданный постоянный коэффициент. Реле РС-ЗЗА при работе в системе регулирования в сочетании с изодромныы регулирующим бло­ ком предназначается для поддержания заданной величины соот­ ношения двух параметров. Достигается это следующим обрезом. Давление, поступающее от датчика одного из параметров, подается на вход реле РС-ЗЗА, где оно в соответствии с заданием делится или умножается на постоянный коэффициент.

Рис. 5. Принципиальная схема реле соотношения типаРС-ЗЗН.

К одной из камер элемента сравнения регулирующего блока подается сигнал с выхода реле, к другой камере подводится да­ вление от датчика второго параметра.

Так'"как регулирующий блок, воздействуя на регулирующий клапан одного из параметров, поддерживает равенство сигналов в камерах элемента сравнения, то величина второго параметра поддерживается равной той доле первого параметра, которая установлена в реле соотношения, т. е. будет регулировать задан­ ное соотношение двух параметров.

Принципиальная схема реле соотношения приведена на рис. 5. Реле представляет собой устройство, построенное на прин­ ципе компенсации сил, в котором усилия, развиваемые на мем­ бране 9 приемного элемента н на мембране 12 элемента обратной связи, уравновешиваются на рычаге 7, представляющем собой коромысло с подвижной опорой 8. Перемещая эту опору специаль-

ным винтом вдоль рычага, устанавливаем заданную величину коэффициента, на который умножается входной сигнал, т. е. устанавливаем требуемую величину соотношения. Эта величина читается по шкале на приборе. Головка настроечного винта вы­ ведена на внешнюю сторону прибора и поворачивается специаль­ ным ключом. Все элементы реле установлены на одной общей плате.

Реле работает следующим образом. Сигнал от датчика одного из параметров, соотношение между которыми регулируется, подается под мембрану 9 приемного элемента реле. Усилие, раз­ виваемое на мембране, перемещает левое плечо рычага 7. Ход мембраны 9 регулируется специальной пружиной 13, помещенной в корпусе приемного элемента. На правом плече рычага 7 укреп­ лен шток 5, соединенный с мембраной элемента обратной связи. На конце штока укреплена заслонка, изменяющая при своем движении проходное сечение сопла 4 усилительного реле.

При повышении давления воздуха, поступающего в камеру под мембраной 9, последняя перемещается вверх и поднимает левое плечо коромысла 7, которое, поворачиваясь вокруг опоры 8, правым плечом нажимает на мембрану 12 камеры И усилитель­ ного реле, продвигая шток 5 с заслонкой к соплу 4. Вследствие этого повышается давление в камерах Ж и Г , мембраны 1, 2 про­ гибаются вниз, и шток 3 открывает шариковый клапан. Давление на выходе усилительного реле растет до тех пор, пока усилие от него, развиваемое на мембране 12 обратной связи, не уравно­ весит усилие на мембране 9. В усилительном реле имеется устрой­ ство, состоящее из камер Д, Е и Ж, мембраны 6 с пружиной и шариковым клапаном 10, предназначенное для поддержания постоянного перепада давления на постоянном дросселе 11. Действие этого устройства и его преимущества было пояснено при описании суммирующего реле.

Диапазон настройки величины соотношения равен 4—0,2 в слу­ чае линейной шкалы и 2—0,45 в случае квадратичной шкалы. (Линейная шкала характеризует собой соотношение перепадов, а квадратичная шкала, получаемая путем извлечения квадрат­ ного корня из коэффициентов линейной шкалы, характеризует соотношение расходов.)

Погрешность отработки произведения сигнала на постоянный коэффициент не превышает ± 1 % от максимального значения величины сигнала, поступающего на вход (1 кГ/см2).

Вес прибора 2,7 кг.

Программные задатчики

Для дистанционной установки номинального значения регу­ лируемого параметра, т. е. задания, которое должен выдержи­ вать регулятор, в агрегатной системе предусмотрены блоки ди­ станционного задания — задатчики. Имеются задатчики трех

22

типов: для ручной установки задания, для автоматической уста­ новки задания, изменяющегося по программе во времени, и для автоматической установки задания, изменяющегося по программе в зависимости от другого параметра.

Пневматический сигнал, получаемый на выходе дистанцион­ ного задатчика, подается в камеру задания регулирующего блока и ко вторичному прибору для указания положения контроль­ ной точки.

Задатчик для ручной установки задания размещен во вторич­ ных приборах и будет описан вместе с этими приборами.

Программные задатчики'выполняются в виде отдельных бло­ ков и монтируются на щите. Форма корпусов этих задатчиков прямоугольная, размером 190 х 160 х 285 мм. Крышка изго­ товлена из органического стекла, благодаря чему обеспечивается хорошее обозрение программного диска. . Все узлы задатчиков установлены на выдвижном шасси, соединенном с корпусом прибора штеккерными разъемами, что является весьма удобным при осмотре механизма прибора или замене его новым.

Задатчик состоит из двух основных элементов: привода про­ граммного диска (лекала) и пневмопреобразователя. Последний предназначен для преобразования линейного перемещения ро­ лика, обкатывающегося по лекалу, профиль которого соответ­ ствует заданной программе, в пропорциональные этим перемехцениям пневматические сигналы.

Конструкция пневмопреобразователя стандартная для всех задатчиков, и различаются отдельные приборы только устрой­ ством привода программного диска. Задатчики снабжены темпера­ турными компенсаторами.

Программный задатчик //Д -3 5 Л

Задатчик ПД-ЗЬА предназначен для выработки пневматиче­ ского сигнала, изменяющегося во времени в соответствии с за­ данной программой. Принципиальная схема прибора изображена на рис. 6. Задатчик состоит из программного механизма I, урав­ новешивающего устройства II и пневмопреобразователя III.

Привод программного диска (лекала) 3 осуществляется от син­ хронного двигателя 5 типа СД-2 через редуктор 4 со сменными шестернями. Ролик 2, катящийся по программному диску, укре­ плен на одном конце качающегося щупа 1, ко второму концу щупа при помощи серьги 8 прикреплена рабочая пружина 7. Переме­ щения ролика через щуп передаются пружине. Пружина, растя­ гиваясь, перемещает рычаг 6, к которому она прикреплена верх­ ним концом. Второй конец рычага 6 укреплен на пневмопреобра­ зователе III.

Пневмопреобразователь состоит из компенсированного усили­ тельного реле 10 (действие его пояснялось при описании сумми­ рующего реле БС-ЗАА и реле соотношения РС-ЗЪА, поэтому

23

здесь оно подробно не излагается) и из устройства обратной связи 9.

Устройство обратной связи 9 ввиду того, что в нем сравни­ вается усилие, передаваемое рычагом 6 на шток 11, с усилием, развиваемым на мембранах от давления в линии обратной связи, выполнено так, чтобы нагрузка на ролик 2 и лекало 3 от него была бы минимальной. Для этой цели в устройстве предусмотрены две камеры И жК жтри мембраны. Площади мембран подобраны так, чтобы результирующее усилие, развиваемое на них от да вления в камерах И ж К, как раз уравновешивало усилие на рычаге 6.

Рис. 6. Принциииальная схема программного задатчика ПД-ЪЪА-

Действие задатчика заключается в следующем. При измене­ нии положения ролика при обкатывании его по профилю лекала изменяется величина усилия, передаваемого на шток 11 рычагом 6. В зависимости от того, уменьшается или увеличивается это уси­ лие, мембраны обратной связи или прогибаются вниз и шток 11 с укрепленной на его нижнем конце заслонкой прикрывает сопло 12, или поднимаются вверх и сопло 12 открывается. Соответствен­ но этому давление на выходе усилительного реле пневмопреобра­ зователя повышается или понижается пропорционально величине перемещения ролика. Так как в усилительном реле имеется устрой­ ство, поддерживающее постоянный перепад на постоянном дрос­ селе, изменение давления питания почти не сказывается на ра­ боте задатчика.

Скорость вращения программного диска может настраиваться

24

Программный задатчик Л Д -ЗвА

Схема задатчика изображена на рис. 7. Назначение его со­ стоит в выработке пневматического сигнала, изменяющегося по заданной программе в зависимости от какого-либо параметра. В задатчике ПД-36А программный механизм I, уравновешивающее устройство II, пневмопреобразователь III те же, что в задат­ чике ПД-ЪЬА\ различаются задатчики лишь устройством привода программного диска. В рассматриваемом задатчике для привода лекала используется сильфонный элемент, к которому подво­ дится сжатый воздух от датчика того параметра, в зависимости

от величины которого должно изменяться задание. При изме­ нении давления, подводимого к сильфону 1, дно сильфона, со­ единенное с осью 3 программного диска 5, посредством ленточной, передачи 2 перемещается и вызывает перемещение программного, диска. Усилие, действующее на дно сильфона, уравновешивается цилиндрической пружиной 4. Угол поворота программного диска, получаемый при максимальном ходе сильфона (И мм), равен

240°.

Порог чувствительности пневмопреобразователей программных задатчиков не превышает 0,05% максимального линейного пере­ мещения ролика (50 мм).

Погрешность отработки сигнала программными задатчиками

25.

Максимально допустимые углы подъема поверхности про­ граммных лекал для задатчиков ПД-ЗЪА — 67° и для

ЛД-36А - 40°.

Реле сигнализации типа П С -37 А

Реле сигнализации включается в системы контроля или ре­ гулирования для получения звуковых, световых или каких-либо других сигналов в случае, когда контролируемая или регули­ руемая величина перейдет за установленное допустимое макси­ мальное или минимальное значение. Принципиальная схема реле изображена на рис. 8. Реле состоит из усилительного реле (камеры С и D), рабочей камеры А, в которую подается

Рис. 8. Принципиальная схема реле сигнализации ПС-37А-

Давление от датчика контролируемой величины, и настроечной пружины 6 со шкалой 5. Усилительное реле снабжено двумя соплами: верхним 3 и нижним 1. В приборе предусмотрено устрой­ ство в виде специальной пластины 2 (с надписями «макс» и «мин»),

к нижнему соплу, в зависимости от того, настраивается прибор на максимум контролируемой величины или на минимум. Реле рабо­ тает следующим образом. В случае, когда необходимо получать сигнал о том, что контролируемая величина переходит за допу­ стимый максимум (настройка на «максимум»), при помощи шкалы 5, градуированной в процентах, и настроечной головки 4 устанавли­ вается натяг пружины, соответствующий заданному максимуму. При такой настройке во время нормального хода контролируе­ мого процесса давление,' пропорциональное регулируемой вели­ чине, создает на мембране камеры А усилие меньшее, чем уси­

26

лие пружины 6, вследствие чего последняя отводит от верхнего сопла 3 горизонтальный рычаг 7, служащий заслонкой для обоих сопел 3 и 1. Воздух, который при настройке на максимум подается только к верхнему соплу, выходит при этом в атмосферу, и да­ вление на выходе реле сигнализации равно нулю. Если регули­ руемая переменная станет больше допустимой величины, то да­ вление в камере А поднимет мембрану, сожмет пружину 6 и она освободит горизонтальный рычаг 7. Под действием помещен­ ной под этим рычагом пружинки 8 рычаг поднимется и прикроет верхнее сопло. Давление над мембранами 9 усилительного реле повысится, мембраны прогнутся, и шток 10 откроет шариковый клапан. Давление в камере С и на выходе реле станет р = 1 кГ/см2.

При настройке на минимум воздух подается из линии питания к нижнему соплу 1. Так как регулируемая величина при нор­ мальном ходе процесса все время остается больше допустимого минимума, устанавливаемого пружиной в, мембрана камеры Л находится в верхнем положении, а горизонтальный рычаг 7 поднят пружинкой 8 п нижнее сопло 1 открыто. Давление на вы­ ходе реле равно 1 кГ/см2. Когда давление в камере А упадет ниже минимума, пружина 6 нажмет на рычаг 7, и нижнее сопло 1 за­ кроется. Давление на выходе реле установится равным 1 кТ/см2. Следовательно, сигнализирующее реле представляет собой устрой­ ство двухпозиционного действия, которое может работать от лю­ бого устройства с пневматическим выходом с диапазоном рабо­ чего давления р = 0,2 ± 1 кГ/'см2.

Задание в реле сигнализации устанавливается по шкале, диапазон которой соответствует 0—100% (0,2—1 кГ/см2) с ценой деления 10%.

Для срабатывания реле достаточно, чтобы давление на входе отклонилось от заданного не более чем на 0,004 кГ/см2 (40 мм вод. ст.). Обратное изменение входного давления не более чем на 0,01 кГ/см2 достаточно, чтобы давление на выходе реле пони­ зилось до нуля. Погрешность настройки задания по шкале не пре­

от 0 до 1 кГ]см2 в конце линии передачи длиной 60 м, диаметром 6 мм давление достигает 0,63 кГ/см2 через 3 сек.

Сигнализатор мембранный С М А

Сигнализатор мембранный типа СМА (рис. 9) предназначен для преобразования пневматического сигнала блоков 1РБ-13 и ПС-37А в электрический.

Давление, подаваемое с выхода указанных блоков к сигна­ лизатору через штуцер 1, действует на мембрану 2 и через

27

нимают нижнее или верхнее положение, в результате чего проис­ ходит замыкание двух разных пар контактов микропереключа­ теля. Штуцер 7 служит для вывода электрических проводов.

Сигнализатор работает от сети переменного тока 127 и 220 в.

Пневмоэлектрическпй преобразователь П ПЭ-&

Пневмоэлектрический преобразователь типа ППЭ-G (рис. 10} предназначен для работы в комбинированных пневмоэлектрических системах.

Пневмоэлектрический преобразователь ППЭ-6 представляет собой бесшкальиый прибор сильфонного типа, в котором да­ вление поступающего воздуха уравновешивается силами упругой деформации сильфона и винтовой цилиндрической пружины.

28

Ход (сжатие) сильфона, получаемый в результате изменения давления, передается плунжеру, расположенному внутри индук­

ционной катушки.

Пневмоэлектрический преобразователь посредством индуктив­ ного датчика преобразует давление воздуха, поступающего

Рис. 10. Принципиальная схема ППЭ-6.

правляющая втулка; 15 — пробка; 16 — ограничительный винт; 18, 25, 27 — штоки; 19 — скоба; 20 — ролик; 21 — пружинный подвес; 22 — винт; 23 — фланец; 24 — гайка; 26 — температурный компенсатор; 29 — штуцер.

от какого-либо пневматического устройства, в электрическую величину. Этот датчик может быть подсоединен ко вторичным электрическим приборам типа ЭПИД, ЭПВИ-1А, ДСЛ, ДСРА и другим приборам с датчиками дифференциально-трансформа­ торного типа.

Пневмоэлектрический преобразователь работает в диапазоне давлений воздуха 0,2—1 кГ/см2.

29