Двухпозиционные регуляторы типа ПР1.5 (ПР1.6)

Предназначены для формирования двухпозиционного релейного закона регулирования.

 

Рзад УМ Рвых

 

Рвх

 

В зависимости от того какое из давлений больше Рзад или Рвх шток трех мембранного элемента открывает либо сброс в атмосферу либо питание. Соответственно на вход усилителя мощности приходит сигнал 0 или 1, который он усиливает по мощности и выдает на исполнительный механизм.

 

Пропорциональный блок или регулятор типа ПР2.5 (ПР2.8)

/ AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRf VHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABf cmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQAl06qH9QEAAJkDAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABk cnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQC0gwAV3gAAAAoBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAE8E AABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAAWgUAAAAA " strokecolor="windowText" strokeweight="1.5pt"/>/ AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRf VHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABf cmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQD42IK89QEAAJkDAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABk cnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQCuBBS53gAAAAoBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAE8E AABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAAWgUAAAAA " strokecolor="windowText" strokeweight="1.5pt"/>D AFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9U eXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9y ZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAEKzax/0AQAAmQMAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRy cy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAPXzAcDeAAAACgEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAATgQA AGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAABZBQAAAAA= " strokecolor="windowText" strokeweight="1.5pt"/>

Э1 Д₁ Э2

Ро УМ

Рвх

Рзад Д₃

Рд Р

Р₁ Д₂ Рвых

Ро – давление местного задатчика

Рвх – переменная

Рзад – давление задатчика

Д₁, Д₂, Д₃ –постоянные дроссели

Рд – регулируемый дроссель

Р, Р₁ – давления в точках замера

Элемент сравнения Э1 охвачен отрицательной обратной связью путем подачи давления Р₁ в отрицательную камеру. Следовательно, он работает как сумматор и алгебраически суммирует давления Ро, Рвх и Рзад.

Элемент Э2 и усилитель мощности охвачен отрицательной обратной связью через постоянный дроссель Д₂ дроссельного делителя. Одна из камер Э2 связана жесткой отрицательной связью, а одна гибкой положительной через дроссель Д₃. В статистике обе связи взаимно компенсируютсяи служат для устранения автоколебаний регулятора. Равновесие элемента Э2 наступает при равенстве Ро и Р.

Ро = Р

Предположим что

x – проводимость переменного дросселя

y – проводимость постоянного дросселя

Пневматическое сопротивление делителя равно:

Расход воздуха через делитель будет равен:

Перепад на дросселе Рд будет равен:

Давление Р будет равным:

Из этой формулы мы видим что выходное давление зависит от величины , то есть от проводимости дроссельного делителя. Измеряя проводимость дросселя Рд, мы можем изменять коэффициент усиления – коэффициент усиления.

А значит, в данном регуляторе реализуется пропорциональный закон регулирования.

Работа.

Действие регулятора основано на принципе компенсации сил, при котором механические перемещения чувствительных элементов близки к нулю. Вследствие этого регулятор обладает большой чувствительностью.

Пропорциональная составляющая вводится путем воздействия на отрицательную обратную связь.

Рассмотрим случай, когда на регулятор подан входной сигнал Рвх> Рзад. Давление на входе элемента Э1 будет равным Р₁₌Ро- Рвх+Рзад, то есть оно уменьшается на величину входного сигнала Рзад – Рвх. Давление Р в первый момент начнет уменьшаться через дроссель Рд, а значит что выходной сигнал элемента Э2 начнет увеличиваться до тех пор пока давление Р не станет равным Ро. Элемент Э2 уравновесится.

Таким образом, при подаче на вход модуля сигнала ∆Рвх давление перед делителем уменьшится на величину ∆Рвх, а давление выхода Рвых увеличится на величину ∆Рвых необходимую для получения между дросселями делителя давления равного Ро.

Если дроссель Рд закрыт то ∆Рвх не повлияет на давление Р, а значит выход блока Э2 будет лишь повторять давление Ро. Коэффициент усиления равен 0.

Если же дроссель Рд открыт, то его проводимость намного больше проводимости дросселя Д₂. При этом сигнал ∆Рвх изменит давление Р₁ собственно Р на значение близкое к ∆Рвх. Чтобы скомпенсировать изменение сигнала ∆Р выходной сигнал Рвых должен изменится на величину значительно большую, чем ∆Рвх. В этом случае коэффициент усиления ∆Рвх будет значительно большим.

Кроме рассмотренных модулей в схеме регулятора имеются дополнительные элементы:

- переключатель фазировки

- усилитель мощности

- переключающее реле

 

Интегральный регулятор.

Э

Рвх

ДтиV

Рвых

Р

Рзад

 

 

Рвх – входное давление (переменная)

Рзад – давление заданное

Рвых – выходное давление

V – Пневмоемкость

Дти – регулируемый дроссель

Э – элемент сравнения

Р – давление в точке замера

Входное давление элемента Э подается в минусовую камеру, а значит элемент Э охвачен 100% отрицательной обратной связью.

Если на элемент сравнения пришел входной сигнал Рвх> Рзад то выходное давление Р начинает расти. Когда давление положительной обратной связи будет отсутствовать, то момент равновесия наступит при условии:

Как только повысилось давление Р начинает возрастать давления Рвых. Если бы пневмоемкость не была соединена с плюсовой камерой элемента Э, то давление Рвых по мере роста выходного давления растет давление в камере положительной обратной связи, что вызывает возрастание давления Р. В любой момент времени соблюдается соотношение:

Из этой формулы видно, что перепад давления на дросселе Дти всегда равен входному сигналу на индикатор.

При постоянном входном сигнале на интегратор перепад на дросселе Дти постоянен, а следовательно расход воздуха через дроссель постоянен. Поэтому давление в пневмоемкости будет возрастать с постоянной скоростью.

Величину скорости изменения сигнала можно изменить степенью открытия дросселя Дти. Чем выше проводимость дросселя тем больше расход воздуха через него, а следовательно выше скорость изменения Рвых при одном и том же входном сигнале.

Если в какой – то момент времени входной сигнал на интегратор станет равным 0, то давление Рвых постепенно сравняется с давлением Р,а следовательно расход воздуха через дроссель станет равным нулю. Давление Рвых с этого момента времени станет неизменным и оно может быть любым.

Для интегрирующей цепи имеется формула:

Ти - время интегрирования

Рвых – скорость измерения давления

Представив из формулы значение Р преобразуем формулу:

Исходя из этой формулы, мы видим, что регулятор реализует интегральный закон регулирования.

Численно время интегрирования равняется времени, за которое давление выхода интегратора изменится на величину входного сигнала.

А в общей формуле уравнение будет выглядеть:

где

Рвых – выходное давление

Ро – начальное выходное давление

Ти –время интервала

∆Рвх – изменение входного сигнала

∆t – время измерения