- •Автоматизированные системы управления технологическими процессами (асутп)
- •Классификация автоматических систем регулирования (аср)
- •I I. По характеру алгоритма функционирования аср делятся:
- •Интегральные (астатические) регуляторы
- •Пропорционально-интегральные (изодромные) регуляторы
- •Структурная схема пи-регулятора
- •Виды переходных процессов в аср
- •Исполнительные устройства
- •Электрические им
- •Пневматические им (пим)
- •Мембранный исполнительный механизм с регулирующим органом
- •Конструкции ро:
- •Структурная схема атк
- •Основные схемы управления асутп
- •Информационная подсистема асутп
- •III. Вспомогательная подсистема.
- •Режимы работы асутп
- •Супервизорный режим работы асутп. Структурная схема асутп в супервизорном режиме работы.
- •Асутп непосредственно в цифровом режиме управления.
- •Виды обеспечения асутп
- •Техническое обеспечение асутп.
- •Структурные схемы асутп
- •Типовые структуры децентрализованной асутп.
Исполнительные устройства
Выполняют команды регуляторов.
Исполнительные устройства (ИУ) включают два основных элемента:
1) регулирующий орган;
2) исполнительный механизм (ИМ)
Они предназначены для непосредственного показания управляющих воздействий на объект управления. Сигналы управляющих воздействий на ИМ подаются от автоматических регуляторов или от управляющей вычислительной машины УВМ.
Классификация ИМ:
электрические;
пневматические;
гидравлические;
электропневматические;
электрогидравлические;
пневмогидравлические.
По конструкции регулирующего органа:
заслоночные;
шаровые;
шланговые;
диафрагмовые;
односедельные;
двухседельные;
трехходовые.
По способу действия:
нормально открытый; закрытый клапан (входящий закрыт);
нормально закрытый; клапан открыт (в_ходящий открыт).
По функциональному назначению:
регулирующие;
запорные;
комбинирующие.
Регулирующий орган плавно изменяет расход среды в зависимости от полученного управляющего сигнала. Запорные клапаны используют для позиционного регулирования, имеют 2 положения: «открыт» – «закрыт».
По расходной характеристике:
линейная характеристика;
логарифмическая характеристика;
специальная расходная характеристика (нелинейная).
По конструкции исполнения:
обыкновенные;
пожаро- и взрывобезопасные.
Электрические им
Электрические ИМ включают в себя:
электродвигатель с редуктором в качестве ИМ;
регулирующий орган, который механически связан с редуктором.
Используются исполнительные устройства с соленоидом в качестве ИМ. Такие ИУ используются для позиционирующего регулирования, т.е. они имеют два положения: «открыт» – «закрыт» (например, подано на соленоид напряжение или отсутствует).
Для непрерывного регулирования используются регулирующие органы с электродвигателем в качестве ИМ. Для управления ИМ (электродвигателями) необходимо предусмотреть магнитные пускатели. Используются обычно бесконтактные магнитные пускатели, которые управляются дискретным сигналом от регулятора или УВМ (0÷24В). Могут использоваться одно или трехфазные электродвигатели.
Пневматические им (пим)
Используются ПИМ 2-х видов:
мембранные;
поршневые.
Мембранный
1 – корпус; 2 – вялая мембрана с жестким центром; 3 – шток; 4 – пружина.
Поршневой
1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – пружина.
Мембранный исполнительный механизм с регулирующим органом
По сравнению с пневматическими ИМ (цилиндрическим) мембранный ИМ имеет значительно меньший ход регулирующего органа. Однако они имеют большие перестановочные усилия.
Регулирующий орган
1 – корпус регулирующего органа (РО);
2 – седло;
3 – двухседельный клапан;
4 – шток;
5 – пружина;
6 – вялая мембрана с жестким центром;
7 – верхняя тарелка;
8 – сальник уплотнительный;
Рупр – управляющий пневматический сигнал.
Двухседельный клапан более предпочтителен по сравнению с односедельным, т.к. давление потока разветвляется и в меньшей мере воздействует на мембрану.
Ходовая характеристика представляет собой зависимость перемещения РОот значения управляющего сигнала
(─ ─ ─ ─) - ходовая характеристика ИМ.
При наличии позиционера гистерезис полностью отсутствует.
Перемещение РО при увеличении управляющего сигнала и уменьшения его не совпадают. Это обусловлено наличием гистерезиса в ходовой характеристике ИМ. Обусловлен гистерезис в основном наличием трения в уплотнительном сальнике и зависит от чистоты обработки штока.
Максимально допустимое значение гистерезиса составляет не более 10%. Чтобы полностью избавиться от гистерезиса устанавливают на ИМ дополнительное устройство – позиционер. Это пневматический усилитель, который имеет отдельное питание и обратную связь со штоком.
На позиционер подается управляющий сигнал от регулятора, а выходной сигнал от позиционера подается на мембрану ИМ. На всех ИМ большого размера установка позиционера обязательна.
Рупр ·Fм = c·L
–площадь мембраны, с – жесткость.
Пропускная способность РО (k) – это расход жидкости в м3/ч, плотностью 1000 кг/м3. Пропускаемой РО при перепаде давления на нем 100 кПа (1 кгс/см2).
,
где k – зависит от поперечного сечения щели клапана и от величины перепада давления ΔР; ΔР – разность давлений до клапана и после; ρ – плотность среды, которая проходит через клапан.