Розенцвит Ц. И., Эйгенброт В. М.
Задающие устройства
БИБЛИОТЕКА ПО АВТОМАТИКЕ
Выпуск 435
Издание 2-е
ЭНЕРГИЯ МОСКВА 1971
Редакционная коллегия: И. В. Антик, Г. Т. Артамонов, А. И. Бертинов, А. А. Воронов, Л. М. Закс, В. С. Малов, В. Э. Низе, О. В. Слежановский, Б. С. Сотсков, Ф. Е. Темников, М. Г. Чиликин, А. С. Шаталов.
В книге рассмотрены принципы построения задающих устройств программных и следящих регуляторов, предназначенных для автоматизации технологических процессов и сложных научных экспериментов.
Описаны основные элементы электрических и пневматических устройств как непрерывного, так и дискретного действия. Изложены также вопросы применения цифровых вычислительных устройств для программного и следящего регулирования.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся автоматизацией, а также может служить учебным пособием для студентов соответствующих специальностей.
Розенцвит Ц. И., Эйгенброт В. М. Задающие устройства. Москва, «Энергия», 1971 112 с. с илл. (Библиотека по автоматике. Вып. 435).
Издательство Энергия. Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Оглавление книги
Задающие устройства
Введение
Глава первая. Задающие устройства непрерывного действия
1. Задающие устройства стабилизирующих регуляторов
2. Механические функциональные передачи и носители программ задающих устройств непрерывного действия
3. Электрические носители программ и функциональных зависимостей
Глава вторая. Электрические программные и следящие регуляторы и задающие устройства непрерывного действия
4. Регуляторы приборного типа
5. Электронные регуляторы аппаратного типа
6. Следящие приводы
Глава третья. Пневматические программные и следящие регуляторы и задающие устройства непрерывного действия
7. Регуляторы с компенсацией перемещения
8. Регуляторы с компенсацией сил
Глава четвертая. Гидравлические следящие регуляторы
9. Регуляторы соотношения
10. Следящий привод
Глава пятая. Дискретные задающие устройства
11. Элементы электрических дискретных задающих устройств
12. Элементы пневматических дискретных задающих устройств
13. Примеры программных задающих устройств дискретного действия
14. Дискретный регулятор соотношения расходов
Литература
Введение
Одним из прогрессивных направлений в развитии современной промышленности является все более широкое использование непрерывных технологических процессов. В то же время в ряде производств многие процессы имеют прерывистый или периодический характер с переменным значением задания регулируемой величины. Особенно широко подобные процессы распространены в горной, металлургической, пищевой, целлюлозно-бумажной, химической и не- ' которых других отраслях промышленности. Задачей регуляторов при автоматизации таких процессов является изменение регулируемой величины в соответствии с заранее заданной функцией времени. Такое регулирование носит название программного регулирования.
В качестве примера процесса, требующего программного регулирования, может быть приведен гидролиз древесины. Гидролиз ведется в автоклаве, в верхнюю горловину которого после загрузки древесной щепы и опилок в течение определенного времени подаются горячая вода и серная кислота. В нижней части гидролиз-аппарата через фильтры непрерывно отбирается гидролизат.
В некоторых случаях регулируемая величина должна изменяться не по определенной программе, а в зависимости от состояния какой-либо другой величины.
В практике автоматического регулирования наиболее часто встречается требование поддержания постоянства соотношения двух величин, их разности (суммы) или следования одной величины (ведомой) за другой (ведущей) величиной в соответствии с некоторой заданной функцией. Система, обеспечивающая такое изменение заданного режима, носит название системы следящего регулирования.
Наиболее типичным примером следящего регулирования является автоматическое поддержание заданного отношения между расходами топлива и воздуха при регулировании процесса горения в топочных устройствах.
Частным случаем следящего регулирования является синхронное перемещение рабочих органов нескольких исполнительных механизмов, получающих сигналы от одного регулятора. Регулируемым параметром в этом случае служит положение рабочих органов ведомых исполнительных механизмов. Система, реализующая такие перемещения, носит название следящей системы.
Исходя из этого, мы будем рассматривать все элементы системы автоматического регулирования (САР), кроме задающих устройств, лишь в той мере, в какой это необходимо для пояснения работы последних. Отметим некоторые особенности работы САР при переменных заданиях регулятору.
Прежде всего САР с программным или следящим задающим устройством работает почти все время в условиях переходного процесса, что накладывает весьма жесткие требования к его качеству.
Применительно к системам следящего автоматического регулирования особенно важна возможность точного слежения задающего устройства за «ведущим» параметром, т. е. величиной, в функции которой должно изменяться задание регулятору. Для реализации этого требования следящая система должна обеспечивать требуемую статическую и динамическую точность.
Следующим условием, которое должно быть учтено при проектировании и расчете САР с программным или следящим задающим устройством, является возможность физической реализации требуемых программ и функциональных зависимостей. Основными препятствиями при эгом служат инерционность отдельных звеньев САР и ограничение мощности или расходов как на стороне подачи, так и на стороне потребления.
Рассмотрев задачи, решаемые с помощью программных и следящих регуляторов, перейдем к составлению классификации их задающих устройств (ЗУ) по важнейшим признакам, которые должны быть учтены при конструировании или выборе программного или следящего регулятора для конкретных целей.
Следует отметить, что приводимая ниже классификация не является исчерпывающей и может лишь служить канвой для систематического изложения сведений о ЗУ программных и следящих регуляторов (в дальнейшем ПСР).
По виду вырабатываемых сигналов ЗУ разделяются на два основных класса: аналоговые и цифровые. Аналоговые в свою очередь делятся на непрерывные и дискретные, при этом дискретность может осуществляться как вдоль шкалы параметра, так и относительно шкалы времени.
Цифровые ЗУ, естественно, вырабатывают сигналы дискретных уровней: вдоль шкалы времени сигналы могут быть как неразрывными, так и прерывистыми.
Виды вырабатываемых ЗУ сигналов не всегда совпадают с принципами работы элементов ЗУ. Так, например, в дальнейшем будет показано, что в некоторых ЗУ непрерывные аналоговые сигналы образуются путем преобразования- величин, представленных в цифровой форме; имеют место и обратные преобразования. Таким образом, вид вырабатываемого ЗУ сигналов не всегда определяет принцип действия и конструкцию составляющих ЗУ элементов.
Существенным признаком классификации является род энергии вырабатываемых сигналов. На этой ступени классификации различаются ЗУ с сигналами электрическими, пневматическими, гидравлическими и механическими (в виде перемещений или усилий). Для своей работы ЗУ потребляют энергию от внешнего источника, вследствие чего целесообразно ввести еще один уровень классификации— по роду энергии, потребляемой от вспомогательного источника. Здесь уместно указать, что рад энергии сигнала и род энергии, потребляемой о г вспомогательного источника, могут различаться между собой. Так, например, для регуляторов непосредственного (прямого) действия ЗУ обычно вырабатывают механические сигналы, а для своей работы потребляют электрическую энергию. Во многих ЗУ, на выходе которых развиваются пневматические или гидравлические сигналы, для привода носителя программы используется электрическая энергия.
Одним из важнейших признаков ЗУ является вид носителя программы или заданной функциональной зависимости. Так, в ЗУ непрерывного действия наиболее часто в этих целях используются кулачковые механизмы (как жесткие, так и регулируемые), функциональные потенциометры, бумажная диаграмма и рычажные механизмы.
Задающие устройства дискретного действия разделяются в свою очередь на ЗУ с воздействием на задание стабилизирующему регулятору и ЗУ для использования с управляющими цифровыми вычислительными устройствами; в качестве носителя программы в ЗУ дискретного действия первого типа находят применение многоцепные переключатели, перфокарты, магнитные и кинопленки.
Устройства считывания и формы их связи с измерительными или задающими устройствами стабилизирующего регулятора подразделяются соответственно выбранному носителю программы.
Для ЗУ дискретного действия управляющих цифровых вычислительных устройств носители программ и способ считывания определяются типом выбранного вычислительного устройства.
Учитывая, что вопросы программного управления металлорежущими станками и прокатным оборудованием детально освещены в имеющейся литературе, часть которой указана в конце книги, авторы стремились лишь кратко ознакомить читателей с материалами по программному и следящему регулированию теплотехнических и химических процессов, не нашедших еще систематического описания в отечественной литературе.
Скачать книгу "Задающие устройства". Москва, издательство "Энергия", 1971
|
