3.1. Типы автоматических регуляторов

Ответ(22()

Применяемые в настоящее время в промышленности автоматические регуляторы можно классифицировать по ряду наиболее характерных признаков:

1. По назначению (виду регулируемой величины):

- регуляторы одной регулируемой величины (температуры, давления, состава);

- универсальные регуляторы,)Конец.

2. По способу действия (т.е. характеру воздействия на регулирующий орган):

- регуляторы прямого действия, которые не требуют постороннего источника энергии;

- регуляторы непрямого действия, у которых перемещение регулирующего органа производится за счёт энергии, подводимой извне.

3. По виду регулирования:

- стабилизирующие регуляторы, поддерживающие постоянное во времени значение физических величин;

- программные регуляторы, изменяющие значение регулируемых величин по заданной программе;

- следящие регуляторы, поддерживающие значение регулируемых величин в зависимости от изменения каких-либо других величин;

- самонастраивающиеся регуляторы, поддерживающие оптимальное значение регулируемых величин.

4. По времени действия:

- регуляторы непрерывного действия, у которых при непрерывном изменении регулируемой величины регулирующий орган перемещается непрерывно;

- регуляторы прерывистого (дискретного) действия, у которых при непрерывном изменении регулируемой величины регулирующий орган перемещается периодически только в случае достижения регулируемой величиной определённых значений или при прохождении определённого промежутка времени.

5. По роду используемой энергии:

- электрические регуляторы;

- гидравлические регуляторы;

- пневматические регуляторы:

- комбинированные регуляторы (электропневматические и электрогидравлические).

6. По закону регулирования (характеру регулирующего воздействия):

- позиционные (Поз-закон);

- пропорциональные или статические (П-закон);

- интегральные или астатические (И-закон);

- пропорционально-интегральные или изодромные (ПИ-закон);

- пропорциональные с предварением или пропорционально-дифференциальные (ПД-закон);

- изодромные с предварением или пропорционально-интсгрально-дифференциальные (ПИД-закон).

3.1.1. Классификация регуляторов по назначению (виду регулируемой величины).

АР подразделяются на регуляторы температуры, давления, уровня, частоты вращения, расхода и др.

3.1.2. Классификация регуляторов по принципу действия

По принципу действия (по характеру воздействия на регулирующий орган) автоматические регуляторы подразделяют на регуляторы прямого и непрямого (косвенного) действия.

Ответ23(

Регуляторы прямого действия. Это такие регуляторы, в которых регулирующий орган перемещается только за счет энергии, отбираемой измерительным устройством из объекта регулирования.

Пояснение. Такие регуляторы применяются для регулирования отдельных параметров. Они используются в тех случаях, когда по условиям эксплуатации нет необходимости в высокой точности регулирования, а для приведения в действие регулирующего органа не нужно больших усилий и чувствительный элемент обладает необходимой для этого мощностью.

Регуляторы прямого действия дешевы, просты по конструкции, надежны в эксплуатации и не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала. Их область применения ограничивается простейшими объектами регулирования с благоприятными динамическими характеристиками.

Пример. Регулятор температуры прямого действия.

Рисунок 3.1. Регулятор прямого действия

а) конструкция регулятора, б) функциональная схема;

Автоматический регулятор (АР) температуры (схема конструкции которого представлена на рис. 3.1,а, а его функциональная схема на рис.3.1,б,) воспринимая изменения регулируемой величины у_т (текущее значение температуры) формирует сигнал рассогласования управляющий регулирующим органом РО с целью изменения регулирующего воздействия х_р на объект регулирования.

Пояснение. Назначение элементов регулятора и принцип его действия состоит в следующем.

Измерительное устройство (термобаллон с легкокипящей жидкостью) воспринимает изменение регулируемой величины у_Т (температуры) и преобразует его в параметр y’_T (давление в манометрической системе), удобный для воздействия на другие элементы. С повышением температуры у_т часть жидкости в термобаллоне выкипает и давление в y’_T на донышко сильфона увеличивается, т.е. температура у_Т преобразуется в давление y’_T.

Задающее устройство ЗУ устанавливает параметр у_зад, соответствующее требуемому протеканию технологического процесса. Установка у_зад производится вручную Р оператором. В конструкции регулятора роль ЗУ выполняет сжатая пружина, натяжение которой осуществляется витком задания.

Элемент сравнения ЭС (называемый иногда сумматором) вырабатывает сигнал рассогласования . Конструктивно элемент сравнения выполнен в виде рычага, который воспринимает разность сил давления у’_T и y_зад вырабатываемых соответственно сильфоном и пружиной.

Одной из основных особенностей регуляторов прямого действия является то, что они не могут обеспечить постоянным значение регулируемой величины на всех установившихся режимах работы объектов.

Пример. Паровой котел (см. рис.1.5) работает в установившемся режиме при минимальном отборе пара G_п  min. Это означает, что подача воды в котел должна быть минимальной, т.е. питательный клапан КП максимально прикрыт. Поплавок, а значит и уровень Н воды должны занимать некоторое повышенное значение. Напротив, в установившемся режиме при максимальном отборе пара G_п  max, клапан КП должен быть открыт максимально, что возможно при более низком положении поплавка и уровня. Таким образом данному регулятору присуща падающая статическая характеристика, т.е. он работает с положительной неравномерностью регулирования (характеристика вида 1, рис.2.10).

Пояснение. Очевидно, если по условиям эксплуатации объектов требуется, чтобы на всех нагрузках регулируемые величины были строго постоянны, подобные регуляторы применяться не могут. Конструктивно у таких регуляторов можно уменьшать величину неравномерности регулирования, но сделать ее равной нулю невозможно. Если к тому же автоматизируемый объект не обладает свойством самовыравнивания, то чрезмерное уменьшение приведет к неустойчивой работе регулятора.

(Регуляторы непрямого действия.

Конструкция регулятора непрямого действия и его функциональная схема приведены на рис. 3.2. Если мощности сигнала ∆у недостаточно, для воздействия на регулирующий орган (РО), то используются регуляторы непрямого действия. Для перемещения РО используется исполнительное устройство ИУ, подключающее к регулятору внешний источник электрической энергии Е.

В качестве ИМ используется электромагнитное реле (магнитный пускатель), воздействующий на перемещение регулирующего органа РО.

Рисунок 3.2. . Регулятор непрямого действия

а) конструкция регулятора, б) функциональная схема; ;) Конец.