Функциональная схема регулятора

Функциональная схема регулятора (Рис.7.1) состоит из следующих элементов

Рис. 7.1 Функциональная схема регулятора.

Д – датчик; ЗД – задатчик; ИБ - измерительный блок; КУУ - командно-усилительное устройство; ИМ – исполнительный механизм; УОС – устройство обратной связи; РО – регулировочный орган.

Датчик (Д) - первичный прибор, который служит для измерения регулируемой величины и преобразования ее в сигнал , поступающий на измерительный блок (ИБ). В качестве измерительных устройств теплотехнических первичных приборов используется термопары, термометры сопротивления, манометрические пружины и мембраны, дифманометры и др.

Преобразование сигнала регулируемой величины в осуществляется с помощью специальных преобразователей, для их унификации. При этом унифицированный сигнал рассчитан на многократное использование в нескольких приборах и регуляторах одновременно. Применение датчиков с унифицированным выходным сигналом предусматривается государственной системой приборов, например, , , , , для электрических сигналов, для пневматических и для гидравлических сигналов.

Требования к датчикам промышленных регуляторов:

1) направленность действия - изменение выходного сигнала датчика не должно оказывать действие на значение входного сигнала;

2) высокая чувствительность и малая инерционность;

3) Линейность статической характеристики;

4) высокая надежность – отказ в работе может привести к отказу и ложным срабатываниям АСР.

Датчики устанавливаются непосредственно на объектах регулирования, часто находясь в контакте с измеряемой средой, поэтому они должны обладать высокой устойчивостью к термическим и механическим воздействиям, вибрации и коррозии.

Задатчик ручного управления (ЗД) – предназначен для формирования сигнала, соответствующего заданному значению регулируемой величины. Его выходной сигнал так же формируется унифицированным, как и выходной сигнал датчика. Например, если датчик имеет на выходе напряжение постоянного тока, то и с выхода задатчика должно поступать напряжение постоянного тока.

Конструктивно задатчик может быть встроен в ИБ регулятора или установлен отдельно на щите управления.

Требования к задатчикам: высокая стабильность выходного сигнала, достаточный диапазон изменения сигнала, позволяющий компенсировать постоянную составляющую регулируемой величины.

Композиционно структура регулятора определяется наличием следующих элементов:

- измерительный блок (ИБ), на который поступают сигналы от датчика регулируемого параметра и задатчика. В ИБ происходит сравнение этих двух сигналов, их алгебраическое суммирование;

- командно-усилительное устройство (КУУ), предназначенное для усиления выходного сигнала ИБ до значений, необходимых для управления исполнительным механизмом;

- устройство обратной связи (УОС) - внутренняя отрицательная обратная связь для стабилизации процесса регулирования. Сигнал на УОС поступает либо от КУУ, либо от исполнительного механизма;

- исполнительные устройства регуляторов (ИМ), предназначенные для перемещения регулировочных органов, с которыми они сочленены посредством механической передачи.

Формирование законов регулирования осуществляется на основе статических и динамических свойств трех элементов регулятора: КУУ, УОС и ИМ, при этом стремятся реализовать законы регулирования так, чтобы их описание стало возможно линейными дифференциальными уравнениями.

Законы регулирования.

К числу реализуемых законов регулирования в теплоэнергетике относят:

- пропорциональный закон регулирования, П – закон;

- интегральный закон, И – закон;

- пропорционально - -интегральный закон, ПИ – закон;

- пропорционально – дифференциальный закон, ПД – закон;

- пропорционально – интегрально - дифференциальный закон, ПИД - закон;

Действие регулятора всегда направленно в сторону противоположную отклонению регулируемого параметра, поэтому в уравнениях, описывающих законы регулирования, регулирующее воздействие в сторону объекта регулирования всегда со знаком действия, противоположным отклонению регулируемой величины.