Автоматические регуляторы

Обоснованный выбор регулятора непрерывного действия и оптимальная его настройка позволяют получить высокое качество регулирования многих технологических процессов даже при наличии частых внешних возмущений и ощутимого запаздывания.[. ]

Простейшим двух- или трехпозиционным регулятором является контактная система, которой снабжаются определенные модели всех типов промышленных вторичных приборов. В позиционном режиме могут работать и различные пневматические, электрические и гидравлические непрерывные регуляторы. Кроме контактной системы позиционная САР может иметь промежуточные реле, пускатель и содержит исполнительный механизм либо с электродвигателем, либо поршневого, мембранного или соленоидного типа.[. ]

Посредством контактного трехпозиционного устройства можно осуществить и простейшее импульсное регулирование, для чего в схему вводится прерыватель. Ташкентский завод «Ташсчетмаш» выпускает импульсный прерыватель СИП-01, представляющий собой электромеханическое реле времени со ступенчатой настройкой продолжительности импульса и паузы между последовательными включениями. Длительность цикла можно варьировать в пределах 15—120 с. Имеются две группы настроек продолжительности импульсов: 1—7 и 14—113 с. Более гибкое импульсное регулирование с автоматическим изменением длительности пауз или импульсов в зависимости от величины разбаланса на входе реализуется ПИ-регулятором при соответствующем его включении и настройке. К регуляторам импульсного действия относится также дозирующее устройство ВНИК.ИЦМА, описанное в следующей главе.[. ]

На объектах с запаздыванием и частыми возмущениями при необходимости точно поддерживать регулируемый параметр применяют регуляторы непрерывного действия.[. ]

На действующих очистных сооружениях химической промышленности еще работают электрические регуляторы, выпуск которых прекращен или прекращается в ближайшие годы. Наиболее распространены среди них бесконтактные регуляторы РПИБ-111 (три входа) и РПИБ-1У (четыре входа). Они позволяют осуществлять П-, ПИ-законы регулирования, а также ПИД-регулирование при работе в комплекте с дифференциатором. Регулятор типа РПИБ состоит из двух блоков: измерительного и электронного. В электронном блоке имеется устройство упругой обратной связи.[. ]

Хорошо зарекомендовал себя ПИД-регулятор РУ4-16А. Он предназначен для работы от одного реостатного датчика с любой зоной пропорциональности и различным сопротивлением. Исполнительный механизм управляется через магнитный пускатель и должен иметь реостат обратной связи на 120 Ом. Диапазон пропорциональности регулятора 1—250%; время изодрома 1—3000 с; время предварения 0,2—470 с.[. ]

Другой регулятор этого же завода — прибор ИРМ-240, осуществляющий ПИ-регулирование,— также нашел некоторое применение на станциях нейтрализации химических заводов. На вход регулятора подаются сигналы от 10%-ного реостатного датчика измерительного прибора и реостата обратной связи исполнительного механизма. Диапазон пропорциональности регулятора 2,5—100%; время изодрома 30—3000 с. Вследствие узкого диапазона пределов пропорциональности и необходимости работы от 10%-ного вторичного датчика этот регулятор может быть использован на объектах с незначительными возмущениями и большим самовыравниванием, что ограничивает его применение.[. ]

В САР процессов очистки сточных вод могут применяться также регуляторы непрерывного действия, входящие в комплекс приборов центральной части аналоговой ветви ГСП.[. ]

Аналогичные главы в дргуих документах:

Автоматизация работы и защита пароводогрейных котлов

Система технологической защиты и блокировки применяется для защиты от повреждений и предупреждения аварий. Устройство защит действует при глубоких нарушениях технологического процесса или неисправностях оборудования, грозящих вызвать аварийную ситуацию. При этом автоматически осуществляются отключение отдельных неисправных элементов оборудования, снижение нагрузки или остановка агрегата. В качестве технических средств защиты используют обычные контрольно-измерительные приборы, имеющие контактную систему и работающие в комплекте с датчиками температуры, давления, расхода и т. п.

Степень оснащения упомянутыми системами котельных установок определяется их назначением (производственные и отопительные котельные установки, котлы электростанций), мощностью и условиями работы. Общей тенденцией развития автоматизации котельных установок является переход от автоматизации отдельных процессов и операций к полной, комплексной их автоматизации, что особенно наглядно проявляется на мощных современных электростанциях.

С помощью системы автоматизации комбинированного котла решаются задачи регулирования в определенных пределах заранее заданных величин, характеризующих протекание процессов и управления, т.е. осуществления дистанционно-периодических операций с элементами регулирования агрегата.

В систему автоматики котла входят также защита оборудования от повреждений из-за нарушений технологических процессов и блокировка, которая обеспечивает автоматическое включение и выключение оборудования, вспомогательных механизмов и органов управления с определенной последовательностью, требующейся по технологическому процессу [36].

а) запретительно-разрешающая, предотвращающая неправильные действия персонала при нормальном режиме эксплуатации:

б) аварийная, вступающая в действие при режимах, могущих привести к травмированию персонала и повреждениям оборудования;

в) для включения резервного оборудования вместо отключенного.

Автоматические регуляторы обычно получают импульсы от воспринимающей части контрольно-измерительных приборов или специальных датчиков. Регулятор алгебраически суммирует импульсы, усиливает и преобразует их, а затем итоговый импульс передает в органы управления. Таким путем автоматизация установки сочетается с контролем. Регулируемый параметр измеряется чувствительным элементом и сравнивается с заданным значением, идущим от задатчика в виде управляющего воздействия. При отклонении регулируемой величины от заданного значения появляется сигнал рассогласования. На выходе регулятора вырабатывается сигнал, определяющий воздействие на объект через регулирующий орган и направляемый на уменьшение рассогласования.

Регулятор будет воздействовать до тех пор, пока регулируемый параметр не сравняется с заданным значением — постоянным или зависящим от нагрузки. Отклонение регулируемой величины от заданной может быть вызвано управляющим воздействием или эксплуатационными возмущениями. Когда чувствительный элемент развивает усилия, достаточные для перемещения органа, воздействующего на объект, регулятор называют регулятором непосредственного или прямого действия. Обычно усилий чувствительного элемента оказывается недостаточно, и тогда применяется усилитель, получающий энергию извне, для которого чувствительный элемент является командным аппаратом. Усилитель вырабатывает сигнал, управляющий работой исполнительного механизма (сервомотора), воздействующего на регулирующий орган.

Системы автоматического регулирования (САР) решают задачи:

а) стабилизации, при которой управляющее воздействие остается неизменным при всех режимах работы объекта, т.е. поддерживаются постоянными давление, температура, уровень и некоторые другие параметры;

б) слежения (следящие системы), когда регулируемая величина или параметр меняется в зависимости от значений другой величины, например, при регулировании подачи воздуха в зависимости от расхода топлива;

в) программного регулирования, когда значение регулируемого параметра изменяется во времени по заранее заданной программе. Последнее осуществляется при циклических процессах, например при пусках и остановах оборудования.

Обычно САР представляют собой комбинацию нескольких указанных принципов регулирования. САР принято оценивать по их статическим и динамическим характеристикам, которые являются основой для выбора и построения системы. Поведение всякой САР, ее элементов и звеньев характеризуется зависимостями между выходными и входными величинами в стационарном состоянии и при переходных режимах. Эти зависимости составляют в виде дифференциальных уравнений, из которых можно получить передаточные функции для исследования свойств САР, ее элементов и звеньев. Другим способом является получение динамических характеристик, которые отражают поведение объекта или элемента при типовых воздействиях или возмущениях и называются кривыми разгона. В зависимости от характеристик объекты регулирования могут быть статическими и неустойчивыми.

Регуляторы САР могут быть без обратной связи, т.е. без отражения влияния характеристики регулирующего органа на регулируемую величину, с жесткой обратной связью, когда на работе регулирующего органа отражается состояние регулируемой величины, или с упругой обратной связью (изодромной), когда регулирующий орган изменяет свое положение лишь после того, как процесс самовыравнивания регулируемой величины практически закончился.

В качестве исполнительных механизмов применяются гидравлические поршневые сервомоторы, пневматические и электрические устройства, которые различаются по наличию и виду связи (жесткой или гибкой) и числу датчиков этой связи (от одного до двух).

Электронные и иные регуляторы в производственных, производственно-отопительных и отопительных котельных чаще всего используются для регулирования процесса горения, питания, температуры.

В общем случае система автоматического регулирования парового контура котла состоит из следующих систем регулирования: процесса горения, питания (уровня воды в уравнительных емкостях, циклонах) и водного режима.

Задачей регулирования процесса горения в топке котла является поддержание расхода топлива в соответствии с расходом пара или теплоты, обеспечение подачи воздуха в топочное устройство в соответствии с расходом топлива для осуществления экономичного сжигания последнего, и, наконец, при установившемся режиме работы комбинированного котла принимается, что расход топлива B пропорционален выработке суммарной теплоты \(_<\text<сум>>\) (пара и горячей воды)\[<\text>_<н>^<р><\eta >_<к>^<\text<бр>>=_<\text<сум>>\].

Здесь \(<\eta >_<к>^<\text<бр>>\)– КПД котла (брутто); \(_<н>^<р>\)– низшая теплота сгорания топлива.

Подача воздуха в топку должна производиться в количестве, необходимом для поддержания заданного коэффициента расхода воздуха ?. Величина ? выбирается из условия обеспечения экономичного сжигания топлива. В действующем котле величина ? рассчитывается на основе результатов анализа состава отходящих газов по формуле

где \(<О>_<2>^<\text<дг>>\)– процентное содержание кислорода в отходящих дымовых газах.

Так как показания газоанализаторов запаздывают, то условились считать, что для полного сжигания топлива любого вида и состава требуется одинаковое количество кислорода на единицу низшей теплоты сгорания. Тогда, считая теплоту по горячей воде, пару или топливу, можно поддерживать расход воздуха пропорциональным расходу топлива, т.е. осуществлять схему "топливо-воздух", которая больше всего пригодна для топлив с постоянной по времени теплотой сгорания, и при возможности измерять расход этого топлива, т.е. для природного газа и жидкого топлива.

Ниже рассмотрены некоторые структурные схемы автоматического регулирования процессов в паровых и водогрейных контурах комбинированных котлов. Для паровых контуров комбинированных котлов при работе их в чисто паровом режиме необходима подача топлива в соответствии с нагрузкой по импульсу постоянства давления в паровом контуре. Применяемая для этого схема показана на рис. 8.5.1. В ней и в остальных схемах приняты следующие обозначения: Д ? датчик; РД ? усилитель; З ? задатчик; ИМ ? исполнительный механизм; РО ? регулирующий орган и ЖОС ? жесткая обратная связь.

При работе котла на газе наиболее часто используется схема "топливо – воздух", показанная на рис. 8.5.2. В этой схеме регулятор получает два импульса: по измеряемому расходу газа или его давлению перед горелками от датчика Д₁ и по давлению воздуха в коробе перед горелками котла Д₂. При работе котла на мазуте из-за трудностей измерения его расхода один датчик (рис. 8.5.3) получает импульс от перемещения выходного звена исполнительного механизма ДП, а второй ? по давлению воздуха аналогично схеме рис. 8.5.1.

Рис.8.5.1. Схема регулятора топлива

Рис.8.5.2. Схема регулятора воздуха по расходу газового топлива

Рис.8.5.3. Схема регулятора воздуха при работе на жидком топливе

При работе комбинированного котла в чисто водогрейном или в ком- бинированном режиме, т.е. с частичной выдачей пара, для регулирования его суммарной теплопроизводительности применяются обычно САР, поддерживающие постоянную температуру сетевой воды на выходе из водогрейного контура котла в зависимости от температуры наружного воздуха.

Схема такого регулятора показана на рис. 8.5.4, где ТС — датчики температуры. Регулятор 1ТС поддерживает заданную температуру воды за котлом, воздействуя на регулирующий орган на газопроводе или мазутопроводе, идущих к горелкам котла.

Рис.8.5.4. Схема регулятора температуры воды за водогрейным контуром котла

При работе водогрейного контура комбинированного котла в переменном режиме регулятор получает импульс от датчика 2ТС, измеряющего температуру воды, поступающей в тепловые сети потребителя (на рис. 8.5.4 этот импульс изображен пунктиром).

Схемы регуляторов воздуха для комбинированных котлов в этом режиме работы осуществляются по принципу "топливо-воздух", как это изображено на рис. 8.5.2 и 8.5.3, но в них добавляется следящий прибор с задатчиком З. получающий импульс от исполнительного механизма ИМ каждого из направляющих аппаратов дутьевых вентиляторов.

При такой схеме регулирования котла, работающего в комбинированном режиме, количество пара, вырабатываемого котлом, может не соответствовать требуемому промышленными потребителями. В этом случае избыточное количество пара через автоматически открываемый клапан направляется в теплообменники для подогрева обратной сетевой воды.

Подача питательной воды в паровой контур комбинированных котлов осуществляется в уравнительные емкости контуров с естественной и многократной принудительной циркуляцией. Регулирование подачи питательной воды осуществляется регулятором питания в соответствии с количеством выдаваемого пара и размером непрерывной продувки.

Наиболее простым является одноимпульсный регулятор с датчиком от уровня воды в уравнительной емкости и циклонах, как это показано на рис. 8.5.5, где кроме известных обозначений через УЕ обозначена уравнительная емкость и РУ – регулятор уровня. Эта схема с упругой обратной связью УОС может использоваться в паровых контурах комбинированных котлов небольшой мощности. В более крупных паровых контурах к импульсу по уровню воды в уравнительной емкости добавляются импульсы от датчиков приборов, измеряющих расходы питательной воды и пара. Импульс от первого датчика служит жесткой обратной связью, а от второго является дополнительным опережающим импульсом для регулятора питания.

Рис.8.5.5. Схема регулятора питания парового контура котла

Непрерывная продувка в паровом контуре комбинированного котла осуществляется из каждого выносного циклона, а при применении двухступенчатого испарения – из выносных циклонов солевого отсека.

Регулятор непрерывной продувки устанавливается на каждом котле и в соответствии с расходом пара и заданной величиной солесодержания продувочной воды изменяет положение регулирующего клапана на общей линии непрерывной продувки каждого котла.

Для поддержания постоянства разрежения в топочной камере, что необходимо для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и предотвращения больших присосов воздуха в топку, используется одноимпульсный астатический регулятор, воздействующий на направляющий аппарат дымососа.

Рис.8.4.6 Схема такого регулятора изображена на рис. 8.5.6, где через РР обозначен регулятор разрежения. Пунктиром показана упругая обратная связь от электрического исполнительного механизма ИМ₂ при установке дымососа вне здания котельной.

Рис.8.5.6. Схема регулятора разрежения в топке

При установке в котельной нескольких комбинированных котлов ставится главный регулятор, получающий импульс по заданному расходу теплоты, который подает корректирующие .импульсы на регуляторы топлива или воздуха каждого котла.

Для обеспечения безопасной работы персонала и надежной работы котла предусматривается автоматическая защита теплового оборудования. Защиты, действующие на остановках и отключение котла, приходят в действие при:

• упуске уровня воды в выносных циклонах;
• падении давления мазута в трубопроводе к котлу при работе на мазуте;
• понижении или повышении сверх допустимых пределов давления газа к котлу при работе на газе;
• понижении давления воздуха, подаваемого в топку;
• падении разрежения в топке котла;
• погасании факела в топке;
• повышении давления пара за котлом;
• аварийном останове дымососа;
• исчезновении напряжения в цепях защиты и неисправности цепей и аппаратуры.

На рис. 8.5.7 приведена структурная схема автоматизации работы комбинированного пароводогрейного котла.

Рис.8.5.7. Структурная схема автоматизации работы комбинированного пароводогрейного котла

Автоматизация комбинированного котла осуществляется на базе электронно-механической системы авторегулирования с регуляторами типа РПИБ в сочетании с системой сигнализации тепловой защиты и системой блокировки, повышающей надежность эксплуатации агрегата [36].

Автоматическая система безопасности (защита) предназначена для контроля за основными теплотехническими параметрами котла и отключения его при отклонении этих параметров за пределы допустимых значений. Действие защиты сводится к отсечке топлива (мазута или газа), подаваемого в топку котла, что предотвращает развитие аварии.

В структурную схему регулятора РПИБ входят первичные приборы, регулирующие приборы и исполнительные механизмы.

Регулирующий прибор состоит из измерительного и электронного блоков, объединенных в одном корпусе. Исполнительный механизм, выполняемый в виде колонки дистанционного управления и электропривода с редуктором, размещается отдельно от регулирующего прибора и может управляться с помощью специального дистанционного управления.

Регулирующая аппаратура предназначена для реализации автоматических систем регулирования (АСР) различных технологических процессов, обеспечивает суммирование и компенсацию электрических сигналов, поступающих от первичных приборов (преобразователей сигналов), и усиление этих сигналов до значения, необходимого для управления пусковым устройством электрического исполнительного механизма.

При пуске комбинированного котла в работу особое внимание должно быть уделено проверке правильности установки и снятия заглушек на водоперепускных трубах и наружных трубопроводах парового контура. При нарушениях правильности установки заглушек для режима, в котором котел должен работать, возможны пережоги труб и аварийный выход котла из строя. Поэтому для обеспечения безопасной работы котла должна предусматриваться установка сигнализирующих приборов, подтверждающих правильность установки заглушек для каждого режима.

Автоматизация работы комбинированного котла позволяет кроме повышения надежности и облегчения труда получить определенную экономию топлива, составляющую, например, при автоматизации регулирования процесса горения и питания парового контура около 1—2%.

Кроме автоматического регулирования работы комбинированных котлов при комплексной автоматизации котельных автоматизируется работа деаэраторов, аппаратуры химической водоподготовки, редукционных установок и т.п.

Схемы регуляторов, а также используемые для автоматизации аппаратура и приборы подробно рассмотрены в [36].

Регулятор рпиб инструкция

§ 4. Пневматические регуляторы

Пневматические регуляторы имеют относительную простоту элементов, датчиков, усилителей и преобразователей; высокую надежность и компактность конструкции; возможность использо­вания в пожаро- и взрывоопасных производствах. Все это созда­ло предпосылки к созданию целого ряда типовых систем пневмо-

Рис. 158. Пневматический регулятор МТ-711р:

«о—устройство регулятора. I— перо, 2— диаграмма. 3— штуцер, 4— разъем, 5 — двухстре­лочный манометр, 6— стрелка задания, S —регулирующее устройство регулятора, I, 2— рычаги, S — регулировочный винт, 4 — регулирующий блок, 5— стрелка пропорциональности, 6 — шкала пропорциональности, 7—тата, S — интегральный блок, 9—кольцо, 10— шкала времени извдроиа

Рис. 159. Прибор с пневмо-выходом типа КСЗ:

шкала, 2 — перо для запи­си, З—задатчик, 4— манометр для контроля давления на вы­ходе из прибора, 5— манометр для контроля давления воздуха на входе в прибор, ff—указа­тельная стрелка прибора

автоматики, среди которых основными являются системы АУС и УСЭППА.

Самопишущие приборы с пневматическим изодромным регу­лирующим устройством широко применяют для автоматического регулирования температуры, давления, уровня и расхода.

Пневматический регулятор МТ-711р показан на рис. 158,а. Регулятор имеет три штуцера 3: «вход», «выход» и «питание». На «вход» подключается контролируемое (регулируемое) давление, через штуцер «питание» осуществляется питание при­бора сжатым воздухом 140 кПа (1,4 кгс/см 2 ), а на «выход» подсоединяет­ся линия питания сжатым воздухом пневматического исполнительного меха­низма. Стрелка с пером / связана с из­мерительным механизмом прибора и слу­жит для автоматической записи контро­лируемого параметра на диаграмме 2;

стрелка 6 является установочной стрел­кой «задания» регулирования. При от­клонении контролируемого давления от задания регулирующее устройство фор­мирует пневматический сигнал в преде­лах 20—100 кПа (0,2—1,0 кгс/см 2 ) и че­рез штуцер «выход» воздействует на мембрану исполнительного механизма. При этом механизм закрывает или от­крывает рабочее сечение до тех пор, пока регулируемое давление не станет равно давлению «задания».

В верхней части прибора установлен двухстрелочный мано­метр 5, по верхней шкале которого контролируется давление пи­тания прибора, по нижней — давление на выходе пневмоусилите-ля, т. е. выходной сигнал.

На рис. 158,6 показано регулирующее устройство прибора. При изменении давления на входе прибора через рычаг 2 на вход регулирующего устройства подается сигнал, пропорциональный отношению давления к давлению «задания», который затем фор­мируется в выходной сигнал прибора.

Время изодрома Тиз устанавливается перемещением кольца 9 относительно шкалы 10. При времени изодрома Гиз==оо происхо­дит полное закрытие дросселя регулирующего устройства и при­бор работает как П-регулятор.

При изменении Гиз в пределах 0,1—20 мин можно получать различные статические характеристики регулятора.

Шкала 6 служит для изменения предела пропорциональности регулирования в пределах 10—250%.

Приборы серии КСЗ, представленные на рис. 159, с пневма­тическим изодромным регулирующим устройством подобны пнев­матическим регуляторам МТ-711р.

Принципиальная схема изодромного регулятора, использован­ного в приборах КСЗ, приведена на рис. 160.

Значение регулируемого параметра задается ручкой / «Уста­новка задания», расположенной на передней панели прибора, при вращении которой происходит перемещение указателя задания 3 относительно диаграммы.

Если значение регулируемого параметра совпадает со значе­нием выставленного задания (перо 2 и указатель 3 совмещены), то давление в линии пневматческого исполнительного механизма соответствует нормальному течению процесса. При рассогласова­нии между параметром и заданием положение средней точки ко­ромысла 4 изменяется, что приводит к появлению входного сиг­нала регулятора. Входным сигналом регулятора является переме­щение свободного конца углового рычага 16 регулирующего блока.

Регулятор может работать по пропорциональному П или про-порционально-интегральн9му ПИ закону регулирования.

Работа П-регулятора. При подаче на вход регулирующего блока входного сигнала угловой рычаг 16 поворачивается на оси и штифт 17 отходит от заслонки 14. Под действием пружи­ны 15 заслонка приближается к соплу 13 и закрывает его отвер­стие. При этом в пневмореле возрастает давление, которое пере­дается в сильфон отрицательной обратной связи 11, в результате чего перегородка 12 перемещается, и штифт 10, скользя вдоль по­верхности рычага 9, поворачивает его под действием пружины 6.

При повороте рычага 9 штифт 7 отходит от поверхности рыча­га 18, который под действием пружины 8 поворачивается по ча­совой стрелке и перемещает угловой рычаг 16 в направлении, про-

Рис. 160. Принципиальная схе­ма пневматического регулиру ющего устройства

U) и (/—/) — выход, (3) — пере ключение, (4) — питание, BI— блок регулирующий БР 2, BII

блок интегральный БИ 2, Bill— реле пневматическое

Рис 161 Схема регулирующего блока ПР36

/, 2, 5 — каналы, 3, 6, 8, 10, 12, 15 16 — мембра «Ы, 4, 7, 13 — сопло, 9 — шток, Л, 14, 17 — заслон ки, IS— шариковый клапан, IS— пружина

тивоположном тому, в котором про­изошло перемещение штифта 17 при подаче сигнала на выход. Штифт 17 приближается к заслонке и от­водит ее от сопла на некоторое рас­стояние, соответствующее давлению на выходе (т. е. в сильфоне отрица­тельной обратной связи).

Коэффициент пропорционально­сти регулирования настраивается поворотом рычага 5 вокруг оси, проходящей через штифты 7 и 10.

Величина предела пропорциональности определяется выра­женным в процентах отношением величины перемещения пера (стрелки задания), вызывающего изменение давления на выходе прибора к величине всего поля диаграммы.

Например, при установке минимального предела пропорцио­нальности (10%) перемещение пера по диаграмме относительно стрелки задания на 1% вызовет изменение давления на выходе на 10% от его рабочего диапазона. При этом пневматический ис­полнительный механизм (регулирующая задвижка), на который подается сигнал от регулятора, переместится на 10% своего пол­ного хода.

При установке максимального предела пропорциональности (250%) то же перемещение пера вызовет изменение положения регулирующего органа (задвижки) только на 1/250 своего пол­ного хода.

Агрегатная унифицированная система (АУС) состоит из стан­дартных блоков, которые выполняют самостоятельные функции. Входные и выходные параметры блоков представляют собой дав­ления сжатого воздуха, изменяющиеся в определенном диапазоне. Блоки системы АУС подразделяют на регулирующие, регистри­рующие, измерительные и вспомогательные, которые могут ис­пользоваться также в сочетании с электрическими приборами (с помощью электрических и электропневматических преобразо­вателей). Приборы работают под давлением воздуха 140 кПа (1,4 кгс/см 2 ), а диапазон давления с выхода блоков составляет 20—100 кПа (0,2—1 кгс/см 2 ). В этом диапазоне работают все мембранные исполнительные механизмы.

Основным блоком системы является регулирующий блок IIP3.6 с дистанционным заданием. В блок входят усилительное реле, элементы сравнения, обратной связи, изодрома и отключаю­щее реле.

На рис. 161 показана принципиальная схема регулирующего блока ПРЗ.6. Давление питания, равное 140 кПа (1,4 кгс/см 2 ), поступает через канал / в камеру Л и через сужающие устройст­ва—дроссели Др1 и Дрз в камеры Г и И. Выходное отверстие камеры А прикрывается шариковым клапаном 18 с пружиной 19. Камера Е является камерей измерения. В камеру подается давле­ние Рд от пневмодатчика, величина которого пропорциональна ве­личине регулируемого параметра. Ка­мера Ж является камерой задания, в нее поступает давление воздуха Рз от задатчика. Между камерами 3 и Д расположен трехмембранный блок, об­разующий между мембранами 8, 10, 12 камеры Ж и Е.

Давление в камере задания Ж ме­няется только при перестановке зада­ния, а в камере измерения — при из­менении величины регулируемого па­раметра. Так как площади мембран равновелики, то при равенстве давле­ний в камерах Ж и Е ход што-ка 9 оп­ределяется только соотношением дав-

Рис. 162. Изодромный^регуля- ления задания и давления измерения в

тор соотношения РБС-1 камерах Ж и Е. Давление в камере Д

является отрицательной обратной связью, а давление в камере 3 — положительной обратной связью.

При изменении соотношения давлений Ро и Рз изменяется по­ложение узла «сопло — заслонка», что вызывает изменение вы­ходного давления Рвых от 20 до 100 кПа (0,2—1 кгс/см 2 ), поэто­му трехмембранный блок, образованный камерами Е и Ж, назы­вается элементом сравнения.

В силу своей конструкции камеры Л, Б, В иГ представляют собой усилитель мощности, необходимый для преобразования вы­ходного сигнала реле в усилие, пригодное для управления мемб­ранным исполнительным механизмом.

Камеры Н, М и Л являются отключающим реле и исполь­зуются для перевода управления регулируемого объекта в руч­ной или автоматический режим. При переводе в ручное управле­ние через канал 2 в камеру Н подается давление питания, под действием которого мембрана 3 деформируется и прикрывает сопло 4, прекращая подачу выходного давления Рвых из канала 5 в камеру М, т. е. происходит отключение регулятора.

Изодромный регулятор соотношения типа РБС-1 (рис. 162) отличается от регуляторов типа РБ проточной конструкцией ка­меры измерения А и камеры задания В. Давление от датчиков, измеряющих контролируемые параметры, соотношения которых требуется поддерживать постоянными, подается на эти камеры через постоянные дросселиДр\ и Др2. С помощью регулируемых дросселей Дрз и Др^ обеспечивается настройка на заданную ве­личину соотношения.

Регулятор обеспечивает постоянное заданное соотношение параметров камер А и В, так как входное давление дат­чиков pia и Pis пропорционально изме­ряемым параметрам.

На рис. 163 представлена схема регу­лирования соотношения двух параметров с помощью регулятора РБС-1. Параметр х является основным, у— ведомым. Дав­ление от датчиков 1 и 3, пропорциональ­ное параметрам х и у, поступает на реги­стрирующий прибор 2 и на регулятор со­отношения 4, обеспечивающий соотноше­ние параметров: К==х/у.

При изменении соотношения изменя­ется давление выходного сигнала регуля­тора и пневмосигнал управляет регулирующим пневматическим механизмом 5, открывая или закрывая его проходное сечение, с тем чтобы обеспечить заданное соотношение параметров.

Универсальная система элементов промышленной пневмоав-томатики УСЭППА включает в себя набор унифицированных элементов дискретного и непрерывного действия. Такие элементы компонуются, подобно электронным схемам на печатных платах, и состоят из пневмоусилителей и пневмореле. Отличительной осо-

Ряс. 163. Схема регулиро­вания соотношения двух параметров с помощью ре­гулятора РБС-1

Рис. 164. Трехмембранное реле Рис. 165. Сумматор:

а — схема, б — характеристика О — схема, б — характеристика

бенностью от системы АУС является наличие пневмосопротивле-ний, пневмоемкостей и целого ряда других аналогов электриче­ских и электронных элементов. Поэтому из таких элементов мо­гут быть построены любые приборы-регуляторы с широкими диа­пазонами настроек, которые являются аналогами электрических и электронных регуляторов.

В настоящее время выпускается 37 различных элементов, вы­полненных на платах из органического стекла, склеенного из трех плоских пластин. В средней плате с двух сторон фрезеруют кана­лы. Связь между элементами обеспечивается через отверстие в ножках плат с помощью резиновых трубок. Давление питания приборов 140 кПа (1,4 кгс/см 2 ), диапазон изменения выходного сигнала 20—100 кПа (0,2—1,0 кгс/см 2 ). В качестве дискретных

сигналов принято давление 0 и 14Q кПа (1,4 кгс/см 2 ), т. е. отсут­ствию давления соответствует условно «О», а полному давлению 140 кПа—условно «I».

В качестве примера элемента дискретной техники на рис. 164 показано устройство и принцип действия трехмембранного реле. формирующего на выходе дискретные пневмосигналы «О» и «I».

Реле имеет четыре камеры А, Б, В, Г, разделенные мембранами 1, 2, 3, находящимися на металлическом штоке 4. Верхний конец. штока является заслонкой питающего сопла Д, нижний — заслон­кой сбросного сопла Е. Шток 4 в зависимости от соотношения давлений в камерах может перемещаться вверх или вниз, откры­вая одно из сопл и закрывая другое.

Рис. 166 Схема пневматического регулятора типа ПРЗ.21 /, //, IV— элементы сравнения. III— сумматор, У—усилитель мощности, VI — включающее реле

При прикрытии верхнего — питающего сопла А и открытии нижнего сбросного соплаБ давление Рвых (давление на выходе) уменьшится.

При обратном перемещении штока 4 Рвых увеличивается.

Следовательно, данное реле формирует выходной сигнал дав­ления «О» или «I» в зависимости от соотношения значений вход­ных давлений Pi и Рч.

Реле имеет шесть выводов и в зависимости от схемы включе­ния может выполнять функцию логических элементов ДА, НЕТ. И, ИЛИ, ЗАПРЕТ.

Сумматор (рис. 165) имеет коэффициент усиления, равный еди­нице, и выполняет операцию суммирования входных сигналов:

Регуляторы системы «Старт», построенные на элементах УСЭППА, включают пневматические приборы-регуляторы, авто­матические оптимизаторы и вычислительные устройства.

Основными типами пневматических регуляторов, используе­мых в автоматизации технологических процессов производства» являются: пропорциональный регулятор ПР2.5, пропорционально-

интегральный регулятор ПРЗ.21, регулятор соотношения ПРЗ.23, ПРЗ.24, пропорционально-интегрально-дифференциальный регу­лятор ПРЗ.25

Питание регуляторов осуществляется воздухом давлением 140±14 кПа (1,4±0,14 кгс/см 2 ).

При рассогласовании давления задания и контролируемого дав­ления регулятор формирует соответствующий выходной пневмати­ческий сигнал от 20 до 100 кПа (0,2—-1,0 кгс/см 2 ), который исполь­зуется для регулирования степени открытия (закрытия) пневма­тического исполнительного механизма (задвижки) с целью под­держания контролируемого параметра в заданном режиме. На рис. 166 представлена схема пропорционально-интегрального ре­гулятора ПРЗ.21.

Схема регулятора включает три пятимембранных элемента сравнения /, //, IV, усилитель мощности V, сумматор /// и выклю­чающее реле VI.

Принцип работы элементов сравнения /, 77, IV подобен реле П1Р1: камеры А, Е имеют сопло-заслонку, давление питания по­дается в камеру Е, а камера А через сопло связана с атмосферой. При перемещении вниз жесткого стержня, соединяющего мембра­ны, в камере Е увеличивается расстояние сопло-заслонка, а в ка­мере А сопло прикрывает заслонку. Поэтому происходит перерас­пределение потоков: в выходной линии давление повышается.

С выхода элемента сравнения IV сигнал поступает на вход усилителя мощности в камеру Г. Чем больше давление входного сигнала, тем более прогибается вниз мембрана в камере Г, надав­ливая соплом на малый шарик в камере Б, который перемещает большой шариковый клапан в камере А, открывая путь воздуху из камеры А в камеру Б, а затем на выключающее реле.

Усиление сигнала по мощности на элементе V выполняется за счет того, что в импульсную линию и выключающее реле посту­пает воздуха значительно больше, чем от элемента сравне­ния IV.

Элемент / регулятора выполняет интегральную часть, а эле­мент // — пропорциональную часть регулятора.

Регулятор может работать как пропорциональный при отклю­чении блока /. Для этого необходимо полностью закрыть дрос­сель изодрома ДИ с тем, чтобы воздух от элемента / камеры Е, проходя через выключающее реле VI (сопло СЗ), не попадал че­рез дроссель ДИ на элемент IV.

Для устранения автоколебаний на выходе прибора в цепь по­ложительной обратной связи (камеры В элемента IV) установлен постоянный дроссель ЯД.

Статизм, т. е. коэффициент пропорциональности П-регулятора, регулируется с помощью дросселя ДД.

При необходимости использования ПРЗ.21 как пропорциональ­но-интегральный регулятор необходимо открыть дроссель ДИ. Емкость V используется для создания необходимого времени за­держки —времени изодрома (от 3 с до 100 мин).

В регуляторе отсутствует ручной задатчик для установки на-| чального значения сигнала выхода, s

Непосредственное суммирование выходных сигналов пропор-1 циональной и интегральной частях регулятора производится в1 пропорциональной части.

В камеру Д элемента сравнения / подключается давление Рд1 от датчика, а в камеруБ— давление от задатчика, который уста-' новлен во вторичном регистрирующем приборе. ]

При возрастании давления от датчика Ри мембранная сборка;

элемента / перемещается вниз и давление pq на выходе элемента | возрастает, при этом давление после дросселя изодрома ДИ на-1 растает медленнее, так как скорость нарастания этого давления I зависит как от степени открытия самого дросселя, так и рабочего I объема емкости V. I

В элементах I и II давление в камерахД изменяется от рас- ' согласования интегральной части на входе регулятора. Это изме­нение давления вызывает дополнительное изменение сигнала на выходах элементов /, //.

Давление на выходе регулятора, поступающее на управление исполнительным механизмом, суммируется от пропорциональной и интегральной составляющих.

Гидравлическая система автоматики СЭГРА, подобно системе УСЭППА, позволяет на базе своих элементов создавать все типы регуляторов: пропорциональные — П, интегральные — И, пропор­ционально-интегральные — ПИ и пропорционально-интегральные с предварением — ПИД.

Рабочей жидкостью для элементов СЭГРА является веретен­ное масло.

Регуляторы системы «Старт» и регулирующие блоки АУС используют совместно с вторичными пневматическими показываю­щими или самопишущими приборами, которые записывают (или показывают) на диаграммной бумаге значение регулируемого па­раметра и сигнала управления.

В зависимости от количества регистрируемых параметров оте­чественной промышленностью выпускаются приборы системы АУС трех модификаций: 1РЛ-29А—для регистрации одного па­раметра, 2РЛ-29Б — для регистрации двух параметров, ЗРЛ-29В — для регистрации трех параметров.

Данные приборы по принципу действия аналогичные друг другу и отличаются только количеством чувствительных элемен­тов — сильфонов.

Кроме данных типов приборов выпускаются также вторичные ;

показывающие приборы двух модификаций: 1МП-ЗОА—для 1 одного параметра, 2МП-ЗОВ — для двух параметров.

Вторичные приборы системы АУС выполняют по схеме пря­мого измерения, поэтому имеют сравнительно невысокий класс точности, равный единице.

На рис. 167 представлена принципиальная схема вторичного пневматического прибора тина ЗРЛ-29В.

Прибор имеет три измерительных механизма, чувствительными элементами (датчиками) которых являются сильфоны 5. При по­даче на сильфон пневмосигнала в нем появляется усилие, вели­чина которого пропорциональна входному давлению воздуха. Это-усилие вызывает пропорциональную деформацию (перемещение) силифона, которая уравновешивается силой упругой деформации-пружины 4.

Вследствие деформации сильфона 5 тяга 3 повторяет его ко­лебания и через шарнирно-рычажный механизм 2 посредством пера 1 наносит на диаграмм­ной бумаге 8 изменение значе­ния измеряемой величины во времени.

Для привода лентопротяж­ного механизма установлен синхронный электрический двигатель 6 с редуктором 7. Для изменения скорости при­вода диаграммы в пределах 20—120 мм/ч необходимо изме­нить расположение сменных шестеренок на приводе (со­гласно приложенной заводской кинематической схемы).

Рис. 167. Принципиальная схема прибо­ра типа ЗРЛ-29В

Для устранения дополни­тельной погрешности измере­ний из-за изменения окружаю­щей температуры прибор име­ет температурный компенса­тор.

На лицевой части прибора

имеется переключатель режима работы: «Автоматическое», «Руч­ное», «Промежуточное». Данный пневматический переключатель связан с регулятором, задатчиком прибора, датчиком, линией пнев-мопитания и пневматическим исполнительным механизмом (за­движкой).

Вторичные пневматические регистрирующие приборы системы «Старт» подобны приборам системы АУС, однако по принципу-действия основаны на компенсационном методе, вследствие чего-имеют сравнительно высокую чувствительность.

Типы регистрирующих приборов системы «Старт»: ПВ4.2 — для записи и показаний одного параметра, ПВ4.3 — для записи и показаний двух параметров, ПВЮЛ—для записи и показания^ величины регулируемого параметра и значения пневмосигнала на исполнительном механизме (задвижки).

Привод диаграммы может осуществляться пневмоприводом П или электроприводом Э. Прибор с пневмоприводом имеет марки­ровку ПВ4.2П, с электроприводом — ПВ4.2Э.

Типы показывающих приборов системы «Старт»: ПВ1.1—ДЛ» показаний одного параметра, ПВ1.2—для показаний двух пара­метров, ПВ1.3 —для показаний трех параметров.

§ 5. Электронные регуляторы

Электронные регуляторы широко применяют при автоматиза­ции различных технологических процессов. Они позволяют под­держивать требуемые параметры — температуру, давление, рас­ход, уровень, скорость и т. д.

Разработана целая серия регуляторов, среди которых нужно выделить: электронные регуляторы системы МЗТА (Московский -завод тепловой автоматики), электронно-агрегатную унифициро­ванную систему регулирования и контроля ЭАУС-У и электрон-

Рис. 168. Структурная схема элект­ронного регулятора РПИБ:

/ — электронный регулятор, 2 — датчики, в — переключатель, 4 — ключ управления, 5 — пусковое устройство, 6 — указатель положения исполнительного механизма, 7 — исполнительный механизм, 8 — задат-чик

иые приборные регуляторы завода «Теплоприбор». Регуляторы

•МЗТА типов РПИК и РПИБ состоят из унифицированных узлов .и применяются для регулирования отдельных параметров и соот­ношения нескольких параметров.

Регуляторы работают с электрическими и электрогидравличе-

•скими исполнительными механизмами. На рис. 168 приведена структурная схема пропорционально-интегрального регулятора

•типа РПИБ. Сигналы от датчиков 2, контролирующих заданные параметры, поступают на вход электронного регулятора /в из­мерительный блок ИБ. В измерительном блоке поступающие сиг­налы датчиков сравниваются с заданным значением величины, установленной с помощью задатчика 8. При отклонении парамет­ра от заданной величины, измерительный блок выдает сигнал на электронный блок ЭБ, выходной элемент которого управляет пу­сковым устройством 5 исполнительного механизма 7. В качестве датчиков регуляторов МЗТА используют термометры сопротивле­ний, термопары, индукционные, ферродинамические и реостатные .датчики, трансформаторы тока и напряжения.

Таблица применимости регуляторов приведена в табл. 16. На рис. 169 показана принципиальная электрическая схема изме­рительного блока И-С-62 регулятора РПИБ, работающего в комплекте с термометром сопротивления 3. Блок 2 представляет

•собой мост переменного тока, выходной сигнал которого подается яа фазочувствительный усилитель.

Напряжение на диагональ питания моста подается от транс­форматора Тр1.

Напряжение разбаланса с измерительной диагонали моста по­дается на первичную обмотку трансформатора Тр2.

При изменении температуры объекта термометр сопротивления <3 изменяет свое сопротивление, возникает разбаланс в мостовой

измерительной схеме и на выходе моста (точках Д—Е) появляет­ся напряжение разбаланса. Вторичная обмотка трансформатораТр2 нагружена фазочувствительным усилительным каскадом, вы­полненным на транзистореПП1.

Ток управления, проходящий в цепи эмиттер — база транзи­стора ПП1, обеспечивается обмоткой // ^трансформатораТр1, вы­прямляется диодомД1 и стабилизируется стабилитронамиД2, ДЗ.

Силовой ток в цепи эмиттер — коллектор триода ПП1 обеспе-

Рис. 169. Электрическая схема измерительного блока И-С-62:

7—задатчик, 2 — измерительный блок, S—термометр сопротив­ления (датчик)

чивается посредством напряжения от обмотки /// трансформатора Тр1, которое выпрямляется выпрямителемВ1.

Если напряжение на обмотке // трансформатора равно 0, то­на резисторе R75 потенциалы двух разных полупериодов равны, а следовательно, конденсатор С51 заряд не накапливает. На ре­зисторе R75 каждый полупериод создает падение напряжения со» знаками разной полярности.

При появлении напряжения на обмотке 77 транзистора Тр2 в зависимости от его полярности в один из полупериодов падение напряжения на резисторе R75 будет больше, чем при другом по­лупериоде. При этом на конденсаторе С51 происходит накопление-потенциала определенной полярности, т. е. на клеммах 24—25

появится постоянное напряжение.

Измерительный блок И—IV предназначен для работы с че­тырьмя первичными датчиками, дифференциально-трансформатор­ной или индуктивной системы (рис. 170).

В измерительном блоке происходит суммирование и компенса­ция сигналов датчиков. При заданном значении регулируемого"

параметра напряжение на выходе схемы Д—Е равно нулю. При изменении регулируемого параметра на выходеД—Е возникает напряжение, пропорциональное изменению параметра.

Задатчик подключается к клеммам 28—29—30, датчики пре­образователей — к клеммам 31—32; 33—35; 37—38; 39—36.

Таким образом, датчики с обмотками VI и V трансформатора Тр1 образуют мосты переменного тока. Потенциометрами «Чув­ствительность» 1, 2, 3, 4 (резисторы R81,R82,R84) часть сигналов датчиков снимается и суммируется с напряжением за-датчика и корректора на резисторах R85 и R80.

Рис. 170. Электрическая схема измерительного блока И-IV

Корректор служит для балансировки измерительной схемы, а задатчик позволяет вручную изменять уставку регулируемой ве­личины. Задатчик и корректор включены в отдельный вспомога­тельный мост, питающийся от отдельной обмотки IV трансформа­тора Тр1.

После алгебраического суммирования сигналов датчиков ре­зультирующий сигнал поступает на вход трансформатора Тр2, вторичная обмотка которого, подобно блоку И-С-62, подключена -к однокаскадному полупроводниковому фазочувствительному ка­скаду, выполненному на триодеПП\.

При заданном значении регулируемого параметра или соотно­шений параметров напряжение на выходе блока Д—Е равно ну-.лю. При отклонении параметра от заданного значения на выходе.Д—Е появляется напряжение, пропорциональное этому отклоне­нию, фаза которого определяется знаком отклонения (больше. меньше).

Электронный блок РПИ регулятора РПИБ предназначен для усиления сигнала разбаланса, поступившего с измеоительнпгг»

блока, и формирования выходного сигнала регулятора с задан­ным законом регулирования.

Принципиальная схема электронного блока РПИ показана на рис. 171 и включает в себя суммирующий каскад, модулятор, триггер и выходной каскад.

Суммирующий каскад работает как балансный фазочувстви-тельный усилитель постоянного тока на двойном триоде Л1. Сиг­нал измерительного блока регулятора поступает на вход элект­ронного блока (клемма 14), т. е. на сетку левого триода. На сет­ку правого триода подается напряжение обратной связи Uc от изодромного устройства. На конденсаторе С6 возникает сумми­рующее напряжение постоянного тока, представляющее собой раз-

Рис. 171. Электрическая схема регулирующего прибора РПИ

ность напряжений на анодах двойного триода. Чем больше сигнал измерительного блока, тем больше величина напряжения на кон­денсаторе Сб.

Модулятор служит для преобразования постоянного тока суммирующего каскада в переменный ток. При использовании транзисторов в качестве преобразователей на вход триодов по­дается преобразуемый сигнал постоянного тока, на базу — опор­ное напряжение, а на выходе получается преобразованное напря­жение переменного тока.

Модулятор собран на триодах Т1 иТ2, работающих в ключе­вом режиме. СтабилитроныД2, ДЗ поддерживают постоянной ве­личину опорного напряжения, которое подключается на базы триодов. На выходе модулятора формируются прямоугольные им­пульсы разной полярности с частотой 50 Гц.

Триггер представляет собой электронную схему быстродей­ствующего реле и выполнен-на симметрично включенных транзи­сторахТЗ иТ4. Нагрузкой триггера является первичная обмотка трансформатораТрЗ. Сигнал переменного тока с выхода модуля-гора подается на триггер через емкостьС7. В зависимости от уп­равляющего сигнала один из триодов триггера открывается, а другой — закрывается. При отсутствии сигнала с суммирующего каскада триодТЗ закрыт, триодТ4 — открыт. При появлении сиг­нала триггер переходит в другое устойчивое состояние (опроки­дывается) — триодТЗ открывается, триодТ4 — закрывается.

Выходной каскад. При периодическом переключении триодов григгера во вторичных обмотках трансформатораТрЗ наводится напряжение, фаза которого определяется полярностью напряже­ния суммирующего каскада. Поэтому эти напряжения являются управляющими для триодов выходного каскадаТ 5 иТ6. При од­ной полярности открывается триодТ5, аТ6 — закрывается. При обратной полярности триодТ5 закрывается, аТ6 — открывается. Триоды нагружены бесконтактным устройством, позволяющим включать или отключать исполнительный механизм. При отра­ботке регулятором сигналов «Больше» или «Меньше» на лицевой части электронного блока загораются .соответствующие сигналь­ные лампы ЛБ или ЛМ.

§ 6. Электронно-гидравлические регуляторы

Электронно-гидравлическая система «-Кристалл» широко используется при автоматизации теплотехнических и энергетиче­ских установок. По структуре схема «Кристалл» подобна схеме

РПИБ и позволяет осущест­влять ПИ- и П-законы регу­лирования при постоянной скорости гидравлического исполнительного механизма ГИМ.

Структурная схема регу­лятора «Кристалл» показа­на на рис. 172,6.

Первичными датчиками ПД могут являться термо­метры сопротивления, диф-манометры и дифтягомеры, которые включаются с ус­тройством обратной связиОС на вход бесконтактного транзисторного усилителя У.

Рис. 172. Регулятор «Кристалл»:

а — общий вид, б — структурная схем»

Если сигнал датчиков отличается от сигнала зада­ния, установленного задат-чиком 3, то на выходе уси-

лителя У формируется сигнал, который подается на соответствую­щие обмотки электрогидравлического реле ЭГР, осуществляющего управление исполнительным механизмомГИМ.

Основные органы контроля и управления регулятора «Кри­сталл» (рис. 172,а): потенциометры «Чувствительность» 2, 3, 4 служат для изменения напряжения питания датчиков ПП; потен­циометр «Нечувствительность» / определяет зону нечувствитель­ности регулятора; задатчик, имеющий десять оцифрованных де­лений, служит для установки задания регулятора; сигнальные табло «Меньше» и «Больше» определяют направление движения ГИМ; клеммы Л, Б, В, Г служат для контроля и настройки ха­рактеристик регулятора путем изменения величины сопротивле­ний, подключаемых на клеммы Б, В (диапазон действия задатчи-ка) и В, Г (нуль задатчика); тумблер «Авт.» — «Диет.» является переключателем режимов работы регулятора; кнопки дистан­ционного управления «Больше», «Меньше» позволяют вручную управлять исполнительным механизмом ГИМ.

§ 7. Машины централизованного контроля и регулирования

Комплексная автоматизация производств поставила новые за­дачи, которые практически невозможно разрешить обычными средствами контроля и регулирования. Основными задачами при комплексной автоматизации являются сбор и обработка информа­ции, централизация контроля и автоматического управления.

Для решения таких технических задач используют новые сред­ства автоматики, называемые машинами централизованного конт­роля, регистрации, сигнализации и регулирования — МЦКР.

Некоторые машины МЦКР дополняются вычислительными устройствами для обработки информации и использования ре­зультатов вычислений для автоматического управления.

Наиболее распространенными типами отечественных машин МЦКР являются «Марс-200», «Зенит-2», «Зенит-3», «Цикл-2».

В зависимости от типов .машин в качестве датчиков исполь­зуют термометры сопротивления, термопары, датчики э. д. с. и напряжения постоянного тока, а также дифференциально-транс­форматорные датчики давления, расхода и т. д. При этом количе­ство контролируемых параметров составляет от 56 до 800 единиц.

Основными элементами МЦКР являются нормализующие эле­менты, входные коммутаторы, логические элементы, схемы срав­нения, цифровые преобразователи.

Нормализующие элементы согласуют выходные характеристи­ки аналоговых сигналов датчиков с входной характеристикой преобразующего устройства. Обычно нормализующие схемы пред­ставляют собой различные мостовые схемы, позволяющие унифи­цировать и линеаризовать входные сигналы датчиков.

Входные коммутаторы представляют собой обегающие пере­ключатели, которые используют для подключения датчиков в оп­ределенной последовательности к узлам обработки информации

машины. В зависимости от типов машин входные коммутаторы могут выполняться в виде вращающихся электромеханических переключателей, электромагнитных реле и бесконтактных управ­ляемых схем на тиратронах, полупроводниковых приборах и ин­тегральных схемах.

Схемы сравнения применяют как для определения отклоне­ния регулируемого параметра от заданного значения, так и для цифрового преобразования входного' аналогового сигнала датчи­ков. В качестве элементов сравнения аналоговых сигналов датчи­ков контролируемых параметров с заданным значением уставки задания используют нуль-индикаторы. В МЦКР используют два типа нуль-индикаторов: контактные и бесконтактные. Бесконтакт­ные нуль-индикаторы отличаются от контактных большим быст­родействием и надежностью.

Рис. 173. Цифровой преобразо­ватель:

а — структурная схема машины централизованного контроля «Цикл-Эх. б—монтажная схема соединения датчиков с соедини­тельной коробкой типа СК-1

Логические элементы в машинах выполняют логические и арифметические операции, связанные с решением задач автомати­ческого регулирования и управления. В зависимости от типа ма­шин логические операции выполняются релейно-контактными схе­мами и бесконтактными элементами. По своим функциям логиче­ские элементы выполняют операции вычитания «НЕ», сложения «ИЛИ» и умножения «И».

Цифровые преобразователи преобразуют аналоговый сигнал датчиков в цифровой код.

В качестве примера рассмотрим структурную схему машины централизованного контроля (МЦКР) «Цикл-2» (рис. 173,а).

Машина предназначается для централизованного контроля сложных непрерывных технологических процессов при большом количестве контролируемых параметров. (до 200) и позволяет выполнять следующие функции: сигнализацию и цифровую реги­страцию отклонений параметров от заданных значений; цифровое измерение параметров по вызову диспетчера; периодическую (или по вызову) цифровую регистрацию значений параметров и задан­ных значений; выдачу сигналов в устройства автоматической за­щиты и регулирования.

Машина работает с датчиками и преобразователями, выраба­тывающими выходные сигналы 0—5 мА постоянного тока и дат­чиками, имеющими выходное напряжение 0—10 В. Машина со­стоит из блока обнаружения и сигнализации отклонений, блока цифровой регистрации и блока измерений по вызову. Узел обна­ружения отклонений 3 производит сравнение выходного сигнала датчиков и сигналов задания панели 1.

При отклонении контролируемого параметра от задания вы­ходной коммутатор 4, работающий синхронно с входным комму­татором 2, посредством распределителя 6 выдает команду на узел памяти сигнализации 5, при этом включается одна из сигнальных ламп и звуковая сигнализация.

Блок цифровой регистрации имеет входной коммутатор 8, па­нель задания коэффициентов 9, цифровой преобразователь 11, распределитель точек регистрации 10, программный узел управ­ления печатью 12, на выходе которого установлены два печатаю­щих устройства 13, 16.

Цифровое регистрирующее устройство печатает время отклоне­ния параметра, егб числовое значение и порядковый номер конт­ролируемого параметра. В схему цифровой регистрации входит счетчик импульсов времени 14 и программное устройство 15, имеющее связь с запоминающим устройством 7.

В цехах и на участках с высокой степенью автоматизации ко­личество импульсных линий и контрольных кабелей, связываю­щих оборудование со щитами КИПиА, колеблется от нескольких десятков до нескольких сотен, поэтому для удобства эксплуата­ции и определения неисправностей прибегают к маркировке, т. е. присвоению линии или кабелю определенного порядкового номе­ра. Для нумерации электрических кабелей и проводов применяют целые числа (1, 2, 3, 4, 5 и т. д.), а для нумерации импульсных линий впереди числа пишется нуль (01; 02; 03; 04; 05 и т. д.).

С целью сокращения времени на монтажные работы, экономии кабелей и импульсных линий для соединения группы датчиков со щитом КИПиА используют соединительные коробки, которые устанавливают в непосредственной близости к датчикам.

На рис. 173,6 показана монтажная схема соединения датчиков с соединительной коробкой СК-1. Термометры сопротивления ТС-1, ТС-2 и дифманометр-расходомерДМ через клеммник

(электрические цепи 25—34) кабелем 10 соединяют со щитом КИПиА № 1. Кабель типа КНРГ — контрольный негорючий рези­новый гибкий имеет девять жил сечением 1,5 мм 2 (9Х1>5); длина кабеля, соединяющего коробку СК со щитом КИПиА № 1, равна 100 м (/=100 м).

Цепь управления магнитного пускателя МП-1 соединяется со щитом КИПиА № 2 отдельным кабелем 25 типа АКНРГ — алю­миниевого, контрольного негорючего резинового гибкого сечением 1,5 мм 2 .

Для защиты измерительных линий датчиков от влияния наво­док от цепей управления с напряжением 220—380 В эти цепи про­кладывают отдельными кабелями. Например, для измерительных цепей используется кабель 10, а для силовых цепей — кабель 25.

На рис. 174 представлен общий вид МЦКР на крупном энер­гохозяйстве с использованием мозаичного щита, диспетчерского пульта и системы телемеханики типа ТМ-320.