Основные сведения об автоматическом регулировании

Для обеспечения нормального хода технологических процессов в различных отраслях промышленности. поддержания или изменения по заданным законам таких величин, как температура, давление, расход, уровень и др.. применяют автоматические регуляторы и комплектные системы автоматического регулирования (управления).

Автоматическнй регулятор реагирует на изменение регулируемой величины, характеризующей технологический процесс, и управляет этим процессом с целью поддержания заданного значения регулируемой величины или изменения ее по заданному закону. Автоматический регулятор состоит:

· из задающего устройства — задатчика, создающего так называемое управляющее воздействие;

· измерительного устройства, определяющего отклонения регулируемой величины от заданного значения и воздействующего на управляющее устройство регулятора;

· управляющего устройства, воспринимающего воздействие от измерительного устройства и управляющего подачей энергии к исполнительному механизму непосредственно или через усилитель.

Системой автоматического регулирования называют совокупность регулируемого объекта и автоматического регулятора, взаимодействующих друг с другом во время совместной работы Регулируемый объект своим выходом (регулируемой величиной в виде соответствующего сигнала) воздействует на вход регулятора, последний воздействует на вход объекта и этим противодействует отклонению регулируемой величины от заданного значения.

Простейшая система автоматического регулирования кроме структурных элементов автоматического регулятора включает в себя

· преобразователь, устанавливаемый непосредственно на регули элемента изменения регулируемой величины:

· исполнительный механизм, получающий сигнал от управляющего устройства регуля­тора и воздействующий на регулирующий орган;

· регулирующий орган — вентиль, клапан или шибер, непосредственно поддерживающий заданное значение регулируемой величины (например, количество жидкости или газа в трубопроводе).

В зависимости от характера задающего воздействия системы автоматического регулирования подразделяют на следующие основ­ные типы:

стабилизирующие —с постоянным заданным зна­чением регулируемой величины;

программные, в которых заданное значение регули­руемой величины не является постоянным, а изменяется во времени по установленному заранее закону — программе;

следящие, в которых заданное значение регулируемой величины заранее не установлено, а определяется какой-либо дру­гой величиной, произвольно изменяющейся во времени;

оптимизирующие, в которых регулируемая величина задается и поддерживается регулятором на оптимальном значении —-наиболее целесообразном в технико-экономическом отношении, в том числе на максимально или минимально требуемом значении.

Все элементы структурной схемы системы автоматического регулирования (рис. 1) изображаются прямоугольниками, которые связаны линиями связи со стрелками, указывающими путь передачи сигнала. Система регулирования образует контур из таких прямо­угольников. Возмущающие и задающие воздействия входят в контур извне. Каждый из элементов системы автоматического регулировання соединен с остальными так, что выходной сигнал его является входным сигналом следующего элемента.

При блочном построении систем автоматического регули­рования некоторые структурные элементы конструктивно выпол­няют в виде самостоятельных блоков, применяемых в зависимости от выбранной системы регулирования в определенном сочетании.

Классификация автоматических регуляторов.

По способу воздействия на регулирующий орган авто­матические регуляторы бывают прямого и непрямого действия. В регуляторах прямого действия чувствительный элемент непосредст­венно воздействует на регулирующий орган, используя при этом энергию, получаемую от регулируемой среды. У них измерительное устройство и исполнительный механизм составляют одно иелое с регулирующим органом и воздействуют на него посредством механических связей. Основной недостаток регуляторов прямого действия —непригодность к дистанционному управлению.

В регуляторах непрямого действия, расположенных на значитель­ном удалении от регулирующих органов, управление регулирующим органом производится с помощью энергии, получаемой от посто­роннего источника.

По виду энергии, приводящей их в дей­ствие, регуляторы подразделяют на пневматические, гид­равлические. электрические и комбинированные.

В пневматических регуляторах используется энергия сжатого воздуха. Эти регуляторы надежны в работе и безопасны в пожарном отношении.

В гидравлических регуляторах используется энергия жидкости (масла или волы). Они надежны в работе и могут развивать большие перестановочные усилия на исполнительном механизме. Однако имеют ряд недостатков: ограниченный радиус действия, определя­емый длиной импульсного трубопровода, зависимость рабочих ха­рактеристик от температуры рабочей жидкости и огнеопасность (в случае использования масла). Наибольшее распространение получили электрические регуля­торы, которые подразделяют на электромеханические и электрон­ные. Основное преимущество электрических регуляторов по сравнению с пневматическими и гидравлическими —возможность передачи командных импульсов к промежуточным устройствам и исполнительному механизму на практически неограниченные рас­стояния с минимальным запаздыванием.

В комбинированных регуляторах одновременно используются два вила энергии: в электропневматических—электрическая энергия и сжатый воздух, в электрогидравлических—электрическая энергия и жидкость, в пневмогилравлических —сжатый воздух и жидкость. Такая комбинация позволяет максимально использовать преймушества каждого вида энергии.

По характеру регулирующего воздейст­вия автоматические регуляторы подразделяют на несколько видов.

Позиционные регуляторы. Регулирующий орган может занимать два или три определенных положения. Наибольшее применение получили двух- и трехпозиционные регуляторы.

Пропорциональные (статические) регуляторы. Регулирующий орган изменяет свое положение по такой же закономерности, по какой изменяется регулируемая величина; скорость перемещения регулирующего органа пропорциональна скорости изменения регулируемой величины.

Астатические регуляторы. Регулирующий орган при отклонении регулируемой величины от заданного значения перемешается более или менее медленно и все время в одном направлении до тех пор, пока регулируемая величина не придет к заданному значению.

Изодромные регуляторы. Совмещают свойства статического и астатического регуляторов и обеспечивают поддержание заданного значения регулируемой величины без остаточного отклонения. Регулирующий орган может занимать любое положение в пределах своего рабочего хода.

Регуляторы с предварением. Имеют дополнительное устройство, благодаря которому процесс регулирования протекает с учетом скорости изменения регулируемой величины. В этих регуляторах к пропорциональному действию добавляется дополнительное воз­действие от скорости изменения регулируемой величины, которое заставляет перемещаться регулирующий орган с некоторым опере­жением, возрастающим с увеличением скорости изменения регулируемой величины. С уменьшением скорости изменения регулируемой величины это опережающее перемещение также уменьшается и полностью прекращается, когда регулируемая величина перестает изменяться.

 

 

Р и с. 2. Структурная схема системы автоматического регули­рования

⇐ Предыдущая123456

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: