Комплекс регулюючих функціональних блоків «Каскад» і

ЛЕКЦІЯ № 22

 

По дисципліні «Теорія автоматичного

регулювання і регулятори»

 

ТЕМА : Комплекс регулюючих функціональних  блоків «Каскад» і

«Каскад – 2»

ПЛАН

 

1. Склад комплексу «Каскад».
2. Призначення функціональних блоків комплексу «Каскад».
3. Склад комплексу «Каскад – 2».
4. Призначення функціональних блоків комплексу «Каскад – 2».
5. Управління виконавчим механізмом МЭО за допомогою регулюючого блоку Р28.

 

1. Склад комплексу «Каскад».

Комплекс регулюючих  і функціональних блоків «Каскад» і

«Каскад-2»

 

Комплекс «Каскад» утворюється з груп вимірювальних (И), алгебри  (А), логічних (Л), нелінійних (Н) і регулюючих (Р) блоків, динамічних (Д) перетворювачів, задаючих (3), підсилювальних (У), і допоміжних (В) пристроїв. У комплекс входять також блоки управління БУ21 і БУ12, пускові і підсилювальні пристрої ПМРТ-69-1, ПМРТ-69-2, У21, У22, блок покажчиків В12 і виконавчі механізми МЭОБ-21 і МЭОК-12. Блоки мають уніфіковану конструкцію, що полягає; із зварного корпусу з рамою і висувного шасі з передньою панеллю. Корпус вставляється у виріз щита таким чином, що обрамлення його розміщується із зовнішнього боку, а рама з тією, що направляє - з внутрішньої сторони.

 

2. Призначення функціональних блоків  комплексу «Каскад».

Вимірювальний блок И04 призначений для формування сигналу розузгодження між сумою алгебри вхідних сигналів з незалежним масштабуванням і сигналом завдання і для одночасного гальванічного розділення вхідних ланцюгів. Блок підсумовування А04 призначений для формування на виході сигналу, рівного сумі алгебри чотирьох вхідних сигналів з незалежним масштабуванням по кожному входу. Блок множення А31 призначений для формування на виході сигналу, рівного твору двох струмових вхідних сигналів або квадрату одного струмового вхідного сигналу. Блок ділення А32 призначений для формування на виході сигналу, рівного відношенню двох струмових сигналів. Блок витягання квадратного кореня АЗ3 призначений для формування на виході сигналу, пропорційного кореню квадратному з вхідного сигналу. Блок перемикання ЛО2 призначений для перемикання вихідних контактів і видачі сигналу по напрузі досягши сумою алгебри вхідних струмових сигналів заданого значення. Блок обмеження Н02 застосовується для одно- і двостороннього обмеження діапазону регулювання в стежачих системах, для введення штучної зони нечутливості. Група регулюючих блоків представлена релейними Р21 і Р23 і аналоговими Р12 і Р132 регулюючими блоками.

Релейні регулюючі блоки розраховані на роботу в схемах трьохпозиційного регулювання в комплекті з контактними пусковими пристроями ПМРТ-69-1 і ПМРТ-69-2, виконавчими механізмами МЭОК-21, що управляють, або з трьохпозиційними підсилювачами тиристорів У21 і У22, виконавчими механізмами МЭОБ-21, що управляють.

Аналогові регулюючі пристрої Р12 і Р132 використовуються у поєднанні з підсилювачами тиристорів У252/220 і У252/380, що перетворюють вихідний сигнал блоку у фазоуправляемое змінна напруга.

Перемикання вихідних ланцюгів релейного регулюючого блоку з автоматичного управління на ручне і назад, а також комутація ланцюгів ручного управління здійснюється за допомогою блоків управління БУ21. Перемикання вихідних струмових ланцюгів аналогових регулюючих блоків Р12 і Р132 з автоматичного управління на ручне і назад і ручне управління струмом навантаження здійснюється з використанням блоку управління БУ12. Візуальний контроль струму навантаження аналогового регулюючого блоку, струму датчика покажчика положення виконавчого механізму, сигналу розузгодження па вході в регулюючий блок досягається із застосуванням виносного блоку покажчиків положення В12. Регулюючі блоки Р21, Р23 і Р12 не містять вбудованих елементів оперативного управління і розраховані на розміщення на неоперативних і допоміжних щитах.

Блоки диференціювання ДО1 і ДОЗ призначені для формування на виході сигналу, що характеризує швидкість  зміни вхідного сигналу, і застосовуються в каскадних схемах регулювання, в схемах регулювання по обуренню, а також як пристрій, що визначає швидкість зміни контрольованого параметра. При використанні  блоків диференціювання     спільно з релейними    регулюючими блоками Р21 і Р23 можлива реалізація ПИД - закону регулювання.

Для  установки  заданих  значень  регульованих  параметрів в комплексі «Каскад» є два типи задаючих пристроїв: ЗУ05 - для  формування уніфікованого сигналу постійного струму 0...5 мА і ЗУ 11- для дистанційної зміни завдання, що подається у вимірювальний блок И04.

До допоміжних пристроїв відносяться захисний діодний пристрій В01, призначений для захисту від розриву струмового ланцюга, що містить декілька окремих споживачів, при відключенні окремих з них; блок приставок В21, що погоджують, призначений для узгодження характеристик вихідних ланцюгів і навантажень релейних блоків регулювання (до.трех) за наявності в навантаженні індуктивною складовою опору. 

Набір перерахованих автономних пристроїв комплексу 
«Каскад» дозволяє будувати різні структури систем автоматичного контролю і регулювання, які виконують типові функції автоматизації.

 

 

3. Склад комплексу «Каскад – 2».

 

На   сучасній   мікроелектронній   базі  створений     комплекс  
регулюючих і функціональних блоків «Каскад-2», який  
є продовженням комплексу «Каскад». Комплекс забезпечує управління технологічними процесами з використанням електричних виконавчих однооборотных механізмів МЭО.

Блоки комплексу мають уніфіковану конструкцію  
і призначені для втопленого щитового монтажу.

Основу комплексу «Каскад-2» складають регулюючі  аналогові блоки з безперервним вихідним сигналом Р17 і з імпульсним вихідним сигналом Р27 і Р28.

 

4. Призначення функціональних блоків комплексу «Каскад – 2».

 

Регулюючий блок Р17 і його модифікації Р17.1,  Р 17.2 і, 
Р17.3 забезпечують    формування    вихідного    безперервного 
електричного сигналу відповідно до одного з наступних   
законів регулювання: П, ПД, ПІ, ПИД. Всі блоки виконують наступні функції:  введення  інформації про  відхилення значення регульованої величини від заданого, в  комплекті із зовнішнім блоком управління ручне управління і ненаголошене перемикання з режиму ручного управління на режим автоматичного управління,  обмеження  вихідного  сигналу  по  мінімуму і  по максимуму, масштабування вхідних сигналів, демпфування  сигналу  відхилення,    гальванічне  розділення вхідних ланцюгів одну від іншої і від вихідних ланцюгів. Вихідні сигнали: 0...5, 0...20, 4...20 мА і 0...10  В    постійного струму. I

Блок Р17 виконує, крім того, алгебра суммированние до чотирьох вхідних уніфікованих сигналів постійного струму,  блок Р17.1 підсумовування до трьох сигналів диференціально-трансформаторних   датчиків,   блок   Р17.2 — підсумовування до двох сигналів термопреобразователей опору, блок Р17.3 — підсумовування сигналу перетворювача термоелектричного і уніфікованих сигналів постійного струму.

Регулюючий блок Р27 і його модифікації Р27.1, Р27.2, Р27.3 забезпечують формування вихідного імпульсного електричного сигналу відповідно до П-, ПИ-, ПИД- законами регулювання, а також двух- і трьохпозиційне регулювання, введення інформації про задане значення регульованої величини, формування і посилення сигналу відхилення регульованої величини від заданого значення, масштабування вхідних сигналів, демпфування сигналу відхилення, гальванічне розділення вхідних і вихідних ланцюгів, індикацію вихідного сигналу, введення заборони на управління навантаженням. Підсумовування сигналів блоки Р27, Р27.1, Р27.2, Р27.3 здійснюють відповідно аналогічно блокам Р17, Р17.1, Р17.2, Р17.3. Регулятор Р28 виконує ті ж функції, що і регулятор Р27, крім того, він забезпечує аналогове, дискретне або аналого-дискретне триступінчате автопідстроювання коефіцієнта передачі і постійною часу інтеграції. Вихідні сигнали блоків типу Р27 і Р28 — постійний пульсуючий струм (24 В) або зміна стану вихідних ключів, що забезпечують сигнал +10 або —10 У постійного струму.

Передавальні функції регуляторів Р27 і Р28 з імпульсним вихідним сигналом спільно з інтегруючим) виконавчим механізмом, який описується інтегруючою ланкою з параметром Т1Ш, є наступні вирази:

при ПІ-закон регулювання

 

 

при ПИД- законі регулювання

 

 

де «п — коефіцієнт передачі; Гнм — час повного переміщення виконавчого механізму; Тк — постійна часу інтеграції; Гдф - постійна часу демпфування (для згладжування пульсацій і придушення перешкод); Тд — постійна часу диференціювання.

 

До складу комплексу «Каскад-2» входить широкий набір функціональних блоків: блок підсумовування і обмеження А05, блок обмеження і розмноження сигналів А06, блок обчислювальних операцій А35, блок інтеграції Д07, блок аналого-релейного перетворення ЛІЗ, блок динамічних ^преобразований Д05,  блок динамічного     перетворення  з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мал. 2.14. Приклад використання комплексу приладів і пристроїв «Каскад-2» для управління виконавчим механізмом (цифри на малюнку — номери клем).

 

автопідстроюванням ДО6, блок нелінійних перетворень Н05, трьохпозиційний підсилювач тиристора У23, призначений для застосування як безконтактний пристрій управління трифазними асинхронними електродвигунами електричних виконавчих механізмів  постійної  швидкості.

 

 

5. Управління виконавчим механізмом МЭО за допомогою регули-рующего блоку Р28.

 

Приклад підключення регулюючого блоку Р28 в комплекті з блоком управління БУ21, підсилювачем  потужності  У23,  задаючим пристроєм ЗУ11 і блоком покажчиків В12 показаний на  мал.  2.14. Для візуального  контролю струму  навантаження  блоку Р28,  положення  виконавчого   механізму  МЭО   (механізм виконавчий  електричний  однооборотный),    сигналу   розузгодження на  вході,в регулюючий    блок    служить    блок покажчиків положення В12. Задаючий пристрій потенціометра ЗУ 11 використовується в схемі як ручного потенціометра задатчика. Для ручного перемикання управління з автоматичного А на ручне Р або зовнішнє В і для комутації  ланцюгів ручного управління  в схемі    використовується блок   управління     релейного    регулятора  БУ21. Підсилювач ( У23 видає сигнал  управління    виконавчому    механізму МЭО, який пересуває регулюючий орган в потрібному напрямі на необхідну величину.

Контрольні питання:

1. Назвіть призначення блоку ИО 4.
2. Назвіть призначення блоку БУ 21?
3. Який сигнал формує ЗУО 5?
4. Які регулятори входять до складу комплексу «Каскад – 2».

Література:

 1вопрос. А.А.Шарков «Автоматичне регулювання і регулятори»    стр.155.

2 питання.  А.А.Шарков «Автоматичне регулювання і регулятори»    стр.155, 156, 157.

3 питання. А.А.Шарков «Автоматичне регулювання і регулятори»    стр.157.

4 питання. А.А.Шарков «Автоматичне регулювання і регулятори»    стр.157,158,159.

5 вопос. А.А.Шарков «Автоматичне регулювання і регулятори»    стр.159, мал. 2.14.

 

Склав: викладач Лифантьев М.А.