Электрогидравлических клапанов
Таким образом, ЭГИМ и ЭПГИМ как объекты управления, управляемые токовым сигналом (как правило, 4-20 мА), могут рассматриваться как пропорциональные динамические звенья.
1.6. Электромагнитный исполнительный механизм
Представляет собой механический клапан с электромагнитом. Сердечник электромагнита соединен с клапаном. В системах автоматизации применяется редко, и лишь в тех случаях, когда технологический процесс или установка допускают ударный режим закрытия – открытия клапана или задвижки. Для регулирования величины проходного сечения ЗРА такие механизмы не применяются.
Общее устройство электромагнитного исполнительного механизма (ЭМИМ) приведено на рис. 1.19.
В исходном состоянии пружина давит на сердечник и прижимает клапан к седлу. Проход закрыт. При подаче электрического тока на катушку в ней возникает электромагнитное поле, которое втягивает в катушку сердечник. Сердечник поднимает клапан и проход открывается. Пока по катушке течет электрический ток, клапан будет открыт. При снятии с катушки тока электромагнитное поле исчезает, пружина прижимает сердечник и клапан к седлу. Проход закрывается. Клапаны используются для управления потоками жидкости и газа. Электромагнитные клапаны различаются по сечению трубопровода, давлению среды, напряжению катушки.
Рис. 1.19. Общее устройство ЭМИМ
На рис. 1.20. представлены примеры выполнения электромагнитных клапанов.
Рис. 1.20. Примеры выполнения электромагнитных клапанов
2. Функциональные схемы суим. Основные задачи
исследования и стадии проектирования суим
Классификация систем управления исполнительными
механизмами
СУИМ можно классифицировать по ряду основных признаков.
1. По степени автоматизации функций управления:
- системы ручного управления (человек-оператор вырабатывает и реализует стратегию управления); как правило, это СУИМ без регуляторов координат объекта управления (ОУ), например релейно-контакторные системы управления (РКСУ) электроприводами мостового крана на основе типовых релейно-контакторных панелей управления;
- системы автоматизированного управления (человеко-машинные СУИМ); человек-оператор задает и корректирует задание (уставки) процесса управления ОУ, а СУИМ (аналоговые или дискретные) осуществляют оптимальную в некотором смысле отработку задающих воздействий;
- системы автоматического управления ИМ (без участия человека); в этом случае аналоговые или микропроцессорные средства управления берут на себя функции и выработки оптимальных заданий (уставок), и управления технологическим процессом; оператор в таких АСУТП вмешивается в ход технологического процесса лишь при нештатных ситуациях.
2. По типу исполнительного механизма:
- электрические (электромеханические) СУИМ на основе ЭИМ (ЭМСУ или, что тоже самое, СУЭП);
- гидравлические СУИМ на основе ГИМ;
- пневматические СУИМ на основе ПИМ;
- электромагнитные СУИМ;
- комбинированные СУИМ (электрогидравлические, электропневматические, электропневмогидравлические и иные).
3. По характеру протекания процессов в СУИМ и, соответственно, форме математического описания:
- непрерывные (аналоговые) СУИМ;
- дискретные (релейные, импульсные, цифровые) СУИМ;
- дискретно-непрерывные, в том числе цифро-аналоговые СУИМ.
4. По принципу управления (характеру задач управления):
- системы стабилизации;
- системы программного управления;
- следящие системы и системы воспроизведения движений.
5. По наличию существенных нелинейностей в СУИМ:
- линейные (линеаризованные) СУИМ;
- нелинейные СУИМ.
По наличию силового преобразователя подводимой энергии:
- СУИМ без силового преобразователя энергии (с непосредственной коммутацией электродвигателя к промышленной электросети, непосредственным ручным подключением ПИМ и ГИМ соответственно к пневматической или гидравлической линии);
- СУИМ с силовым преобразователем энергии (с электромашинным, тиристорным, транзисторным, электропневматическим преобразователем, электрогидроусилителем и др.).
7. По виду выходной координаты ИМ или технологической координаты ОУ:
- системы регулирования скорости РО ИМ;
- системы регулирования положения РО ИМ;
- системы регулирования давления или расхода;
- системы регулирования температуры;
- системы регулирования уровня жидкости;
- системы регулирования иных технологических координат.
8. По наличию и типу обратных связей:
- разомкнутые СУИМ (без обратных связей);
- замкнутые СУИМ:
- по ошибке регулирования (с регулированием по отклонению выходной технологической координаты от заданного значения);
- по вектору состояния ОУ (полному или редуцированному);
- с компенсацией возмущающих воздействий ОУ (с регулированием по возмущению);
- с комбинированным управлением.
9. По принципу управления:
- СУИМ постоянной скорости с релейно-импульсным управлением;
- СУИМ переменной скорости с аналоговым или дискретным управлением.
10. По типу регуляторов, применяемых в устройстве управления:
- с аналоговыми или цифровыми регуляторами класса “вход-выход”;
- с релейными регуляторами класса “вход-выход”;
- с аналоговыми или дискретными регуляторами состояния.
11. По числу и связности каналов управления:
- одномерные СУИМ (со скалярным управлением);
- многомерные СУИМ с автономными (невзаимосвязанными) каналами управления (с субвекторным управлением);
- многомерные многосвязные СУИМ (с векторным управлением).
По типу элементной базы устройства управления:
- на основе операционных усилителей в интегральном исполнении;
- на основе логических (комбинационных и последовательностных) интегральных микросхем малой и средней степени интеграции;
- на основе унифицированных блочных систем регуляторов типа УБСР-АИ, УБСР-ДИ и т.п.;
- на основе микропроцессорных комплектов БИС, промышленных микропроцессорных компактных или модульных контроллеров, микропроцессорных комплексов технических средств управления технологическими процессами и др.
Сложные автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) на основе СУИМ классифицируют также по функционально-структурным признакам (централизованные и распределенные, локальные одноуровневые и иерархические многоуровневые и т.п.).