Непрерывные пневматические АСР

Простейшая одноконтурная пневматическая АСР содержит вторичный прибор с тремя измерительными шкалами и станцией управления, пневматический регулятор, первичный преобразователь (датчик) и исполнительный механизм (рис.4.3). Вторичный прибор служит для контроля регулируемой координаты, задания регулятору подачи сигнала на исполнительный механизм. Схема реализации АСР не зависит от того, какой регулятор системы «Старт» используют (П. ПИ или ПИД). АСР может работать в двух различных режимах регулирования параметра – ручном дистанционном или автоматическом. Выбор режима функционирования системы осуществляется с помощью станции управления (СУ).

Подробнее о функционировании непрерывных пневматических АСР.

Станция управления имеет два кнопочных переключателя 1КП и 2КП и задатчик ручного управления Р3. При ручном дистанционном управлении нажаты кнопки «Откл.» и «Р». При нажатии кнопки «Откл.» пневмоконтакт 1 опускается вниз и соединяет клемму питания 4 с клеммой 3, подключенной к выключающему реле регулятора. При этом регулятор отключается от линии 7 к исполнительному механизму 4, к которой при нажатии кнопки «Р» через контакт 2 подключается задатчик ручного управления Р3. В рассматриваемом режиме задатчик служит для ручного дистанционного регулирования координаты объекта. Выходной сигнал задатчика подается также через пневмоконтакт 3 на входную клемму 5, подключенную к камере задания регулятора и параллельно к измерительному прибору 2ИП. Для перехода с ручного управления на автоматическое необходимо нажать кнопку А переключателя на станции управления. Контакт при этом разомкнется, и Р3 отключится от пневмолинии, ведущей к исполнительному механизму. В этом положении кнопки пневматический сигнал от Р3 подается только в камеру задания регулятора и контролируется прибором 2ИП. На исполнительном механизме запомнится сигнал, поступивший от задатчика до его отключения. Чтобы обеспечить «безударный» переход от ручного управления к автоматическому, необходимо прежде чем нажать кнопку «Вкл.», установить с помощью задатчика Р3 сигнал задания, равный сигналу от дотчика. Контроль за этой операцией осуществляется с помощью измерительных шкал приборов 1ИП и 2ИП. При нажатии на кнопку «Вкл.» контакт 1 переключается, камера отключающего реле через штеккер 3 и пневмоконтакт 1 соединяется с атмосферой, а выход регулятора оказывается подключенным к исполнительному механизму. Выходной сигнал регулятора контролируется по измерительной шкале 3ИП, отградуированной в процентах открытия регулирующего органа. Кнопка АП служит для перевода АСР в режим программного регулирования. При нажатии на эту кнопку камера задания регулятора через штеккер 5 и контакт 3 сообщается со штуцером 6, к которому подсоединен программный задатчик. При простой стабилизации на заданном значении, когда программный датчик отключен, штуцер 6 заглушают.

В рассмотренной схеме регулятор с помощью специального разъема установлен на вторичном приборе. Тем самым удается существенно упростить схему АСР. В этом случае в системе имеется всего две линии связи: одна – от датчика к регулятору (вторичному прибору), другая – от регулятора через вторичный прибор к исполнительному механизму. Однако, если вторичный прибор находится на большом расстоянии от объекта управления, использование такой схемы приводит к значительным запаздываниям в пневмолиниях. Поэтому устанавливать регулятор на вторичном приборе целесообразно при небольшой удаленности последнего от объекта либо при автоматизации достаточно инерционных объектов.

В некоторых случаях регулятор устанавливают в непосредственной близости от первичного преобразователя и исполнительного механизма, на расстоянии от вторичного прибора (рис. 4.4). Связь регулятора со вторичным прибором (который используется для контроля за регулируемой координатой и управления режимами работы АСР) осуществляется через усилители мощности, выполняющие в данном случае функции пневмоповторителей с мощным выходом. При этом пневматическй сигнал от клеммы 1 может подаваться по линии от регулятора к измерительному прибору (при автоматическом регулировании) или от ручного задатчика Р3 к регулятору и исполнительному механизму (при ручном дистанционном управлении). Поэтому установленный на линии усилитель мощности работает в комплекте с переключающим реле, которое управляется автоматически от станции управления сигналом, поступающим на отключающее реле регулятора.

Рис. 4.4. Блок-схема пневматической АСР с регулятором, установленнам около регулирующего органа:

1 – пневматический регулятор; 2 – вторичный прибор со станцией ручного управления;

3 – усилитель мощности; 4 – реле переключения; 5 – пневматический датчик; 6 – регулирующий орган.

Естественно, что при такой схеме установки элементов АСР требуется прокладка всех четырех пневмолиний связи между регулятором и вторичным прибором (линии управления отключающим реле, задания регулятору, сигнала от датчика, контрольного сигнала выхода регулятора). При этом питание к регулятору и усилителю мощности в ряде случаев целесообразно подводить не через вторичный прибор, а непосредственно. В ряде случаев необходимо прокладывать между регулятором и вторичным прибором пять импульсных линий.

Рассмотренные схемы используют в тех случаях, когда нужный закон стабилизации (П, ПИ или ПИД) реализуется с помощью одного регулирующего блока системы «Старт». Однако если необходимо осуществить ПД-закон, приходится применять два прибора: П- регулятор ПР2 и устройство предварения ПФ2.1. В некоторых случаях, например при модернизации АСР, и ПИД- регулятор может реализовываться не одним блоком Р3.35, а двумя: ПИ- регулятором и устройством предварения. Соединение этих блоков может быть последовательным или параллельным.

При реализации ПИД-закона путем параллельного соединения регуляторов используют сумматор 3 (рис.4.5, а), в которые вводятся сигналы от блока предварения и регулятора. Кроме того, для выделения из сигнала на выходе блока предварения производной необходимо вычитать значение регулируемой координаты. Эту операцию также осуществляют с помощью сумматора 3. Достоинством параллельной схемы реализации ПИД- регулятора является независимость настройки Д – составляющей от настройки П - и И - составляющих . однако эта схема требует дополнительной аппаратуры (сумматора) и, кроме того, действие Д – составляющей проявляется лишь при изменении регулируемой ординаты (на вариации задания эта составляющая не реагирует, так как задание в блок предварения не подается, что видно из рисунка). При построении стабилизирующих АСР данное обстоятельство несущественно, так как задание в этом случае постоянно; однако для программных и следящих систем, когда задание изменяется, это может оказаться существенным.

При последовательном соединении регуляторов (рис. 4.5, б) сумматор отсутствует, поэтому аппаратная реализация такой схемы проще. Однако в этом случае настройки регуляторов взаимосвязаны, и возможный диапазон их изменения ограничены: отношение времени предварения Т к времени изодрома Т не может превышать 0,25. Для того, чтобы Д – составляющая отрабатывалась как при изменении регулируемого параметра, так и при изменении задания, устройство предварения при последовательном соединении устанавливают после регулирующего блока.

Рис. 4.5. Блок-схемы ПИД- регулятора:

а – параллельная; б – последовательная;

1 – ПИ- регулятор; 3 – сумматор;

I,II – заданное и измеренное значения параметра.

Для многих объектов ограничение на настройки регулятора Т_пр/Т_и<0,25 не является решающим, поэтому более простую в аппаратурном отношении схему последовательного соединения регуляторов используют чаще. При этом регулятор можно устанавливать либо около вторичного прибора (тогда необходимы лишь две линии связи с объектом), либо около датчика и исполнительного механизма (что позволяет уменьшить инерционность АСР, однако требует дополнительной установки усилителей и применения пяти или четырех пневмолиний).

В соответствии с требованиями технологического процесса, регулируемую координату либо стабилизируют на заданном значении, либо изменяют по заранее заданной программе, либо изменяют величину задания в зависимости от произвольного во времени изменения какой-то другой переменной (следящие системы). Рассмотрим варианты построения пневматических АСР для двух последних случаев.

1 2 345 6

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: