Автоматический регулятор

Автоматическое регулирование – процесс, заставляющий качественный параметр состояния объекта (регулируемый параметр) быть постоянным или изменяться по заданному закону.

Автоматический регулятор – устройство или комплекс устройств, реализующие задачу автоматического регулирования.

Рассмотрим на примере (рис. 45) устройство и работу простейшего автоматического регулятора температуры воздуха в помещении, оборудованном системой центрального водяного отопления. Такие терморегуляторы (термостаты) получили широкое распространение для индивидуального регулирования температуры воздуха в отапливаемых помещениях и экономии тепловой энергии.

На рис. 55 схематично показан автоматический термостат, устанавливаемый перед нагревательными приборами на трубопроводе системы отопления (а). Герметичный гармониковый чувствительный элемент – термодатчик 1 заполняется термочувствительной массой, которая расширяется при повышении температуры в комнате (б). Перемещение датчика связано с перемещением регулирующего органа – клапана 3 в корпусе арматуры 4, который изменяет расход теплоносителя. Можно вручную задавать нужную температуру поворотом колпачка 2 с пружиной, которая принудительно деформирует датчик 1, заставляя его реагировать на другую (желаемую) температуру. Этот элемент называется задающим устройством или корректором. Таким образом, в состав простейшего автоматического регулятора входят:

1) чувствительный элемент или датчик, воспринимающий изменение регулируемого параметра (в данном случае температуры воздуха в помещении);

2) регулирующий орган – клапан, изменяющий расход теплоносителя – горячей воды;

3)задающее устройство – натяжная пружина, позволяющая задавать желаемую температуру в комнате, обычно в пределах 15...25  С.

При желании поворотом колпачка 2 до упора можно отключить нагревательный прибор от питания теплоносителем. По такому принципу действуют многочисленные регуляторы прямого действия, не использующие другой энергии, кроме энергии регулируемой среды.

Классификация подсистем автоматизации

Степень оснащения средствами автоматизации может быть различной и определяется нормативными и техническими требованиями, а также функциональным назначением ТСА. По объему и степени оснащения объекта ТСА автоматизация может быть частичной, полной и комплексной. Например, если в котельной установке регулируется только давление пара, имеет место частичная автоматизация, а если все процессы автоматизированы, – полная. При автоматизации и вспомогательных операций (погрузки, транспортировки топлива и т.п.) с использованием ЭВМ, увязкой с режимами тепловых сетей, других котлов речь идет о комплексной автоматизации.

В ходе управления сложными и простыми объектами приходится осуществлять множество функционально различных операций, которые выполняют разные подсистемы, входящие в общую схему автоматизации объекта. Эти подсистемы подразделяются на информационные, защитные, управляющие и подсистемы технологического контроля.

Информационные включают подсистемы технологического контроля и телеизмерения, технологической и телесигнализации. Результат действий этих подсистем адресуется оператору, а его задачей является принятие того или иного решения.

Защитные подсистемы включают средства технологической и аварийной защиты, технологической и аварийной блокировки, предохраняющие технологическое оборудование от последствий неправильной эксплуатации.

К управляющим относят подсистемы управления, включая дистанционное управление, телемеханические подсистемы, подсистемы диспетчеризации, автоматического управления и регулирования, вычислительной техники.

Основные функции подсистемы технологического контроля: а) получение количественных и качественных показателей технологического процесса – всех видов измерений с помощью контрольно-измерительных приборов (КИП); б) наблюдение за ходом технологического процесса. Разница в функциях заключается в том, что во втором случае фиксируется характер изменения физических величин. Для реализации функций технологического контроля применяют приборы местного и дистанционного действия, а также приборы с регистрацией, позволяющие вести учет расхода тепловой, электрической энергии, газа, холодной воды и т.п.

Уровень оснащения объекта автоматизации различными подсистемами зависит от конкретных условий эксплуатации и нормативных документов, определяющих минимально необходимый уровень автоматизации.