ГЛАВА 10.
УНИФИЦИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯТОРОВ И ПРИБОРОВ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
На данном этапе развития автоматизации винодельческого производства все чаще ставится и успешно решается задача перехода от автоматизации отдельных технологических процессов производственного цикла к комплексной автоматизации процессов или технологических линий и цехов. Такая тенденция развития автоматизации обусловлена необходимостью обеспечения как высокого качества выпускаемой продукции, так и высоких технико-экономических показателей производства.
Рассмотренные системы регулирования недостаточно удовлетворяют указанным требованиям. Поэтому большое распространение получают агрегатные унифицированные системы регуляторов и приборов. Приборы и регуляторы этих систем построены по агрегатному (блочному) принципу; в одном блоке может находиться несколько звеньев, например измерительное и управляющее устройства, усилитель мощности и т. д. Причем звенья блоков, детали и узлы максимально унифицированы, а входные и выходные сигналы приборов обычно изменяются в одинаковых пределах. Таким образом, имеется возможность сравнительно просто комплектовать не только одноконтурные, но и многоконтурные САР технологических процессов и быстро устранять случайные неисправности.
Агрегатные унифицированные системы (АУС) в зависимости от вида используемой энергии разделяются на пневматические (ПАУС) и электронные (ЭАУС). К электронным унифицированным системам средств автоматизации относится также унифицированная система автоматического контроля, сигнализации и регулирования (УСАКР).
Огромные достижения отечественного приборостроения по созданию унифицированных и универсальных средств автоматизации не исчерпываются названными системами. В последние годы в промышленности внедряется система регуляторов и приборов «Старт», созданная на базе универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). Внедряется также бесконтактная система электронных регулирующих приборов серии РПИБ, обеспечивающая суммирование и компенсацию электрических сигналов от датчиков и усиление их до величины, достаточной для управления исполнительными механизмами при пропорциональном, пропорционально-интегральном и пропорционально-интегрально-дифференциальном законах регулирования.
В настоящей главе представляется возможным дать лишь общие понятия об особенностях устройства и принципе действия основных регуляторов и приборов тех систем, которые вошли в ГСП.
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ АГРЕГАТНАЯ УНИФИЦИРОВАННАЯ СИСТЕМА РЕГУЛЯТОРОВ И ПРИБОРОВ (ПАУС)
По сравнению с пневматическими приборами типов 04, 24 и 44 приборы и регуляторы ПАУС имеют следующие преимущества:
- более высокая точность, мощность и более быстрое действие;
- возможность комплектования систем для сложных законов регулирования;
- большая дальность передачи командных импульсов;
- меньшие габариты, более простая конструкция, большая надежность и долговечность;
- более высокая экономичность за счет меньшего потребления сжатого воздуха и пр.
Система ПАУС комплектуется из следующих устройств: первичных приборов с пневмодатчиком; вторичных показывающих и самопишущих приборов; регулирующих приборов; устройств для выполнения математических действий — умножения, деления II др.
В качестве первичных приборов ПАУС применяются все измерительные приборы с пневматическим датчиком, выходное давление которых составляет 19,6—98,1 кПа (0,2—1 кгс/см2).
К таким приборам относятся манометры типа МПД с пневматической дистанционной передачей, компенсационные автоматические приборы типов ЭМД, ЭПИД, термометры типа ТСГ, дифференциальные поплавковые манометры типа ДП и другие приборы с пневматическими регулирующими устройствами 04, 24 и 44.
Остановимся на конкретных примерах САР из блоков ПАУС.
СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Системы регулирования из блоков ПАУС с одной регулируемой величиной (одноконтурные системы) имеют общую структуру и принцип действия. Поэтому вначале рассмотрим общую структуру и принцип действия системы регулирования давления,
САР давления (рис. 41) состоит из первичного прибора Д (датчика), вторичного прибора ВП с задатчиком 3, регулирующего прибора РП, исполнительного механизма МИМ и объекта регулирования ОР Вспомогательным оборудованием системы являются коллектор, два фильтра Ф и два редуктора Р. Система приборов питается сжатым воздухом от компрессора.
Действие системы происходит по следующему принципу. Датчик Д измеряет давление объекта регулирования ОР и выдает сигнал сжатого воздуха, пропорциональный отклонению регулируемого параметра от заданного. Этот сигнал и сигнал от задатчика 3, соответствующий заданию регулирования, передаются по импульсным трубкам регулирующему прибору РП. В приборе осуществляется сравнение двух поступающих сигналов, и ошибка сравнения (разность между сигналами) преобразуется в выходной сигнал регулирующего воздействия на исполнительный механизм МИМ.
Поступление сигнала регулирующего воздействия от прибора РП механизму МИМ будет продолжаться до тех пор, пока его клапан не окажется в таком положении, при котором регулируемое давление не восстановится до заданной величины.
Положение регулирующего органа, а также регулируемый и заданный параметры регистрируются вторичным прибором ВП.
В комплекте устройств данной САР датчиком Д является манометр типа МПД с пневматической дистанционной передачей, вторичным прибором ВП с задатчиком З — самопишущий и показывающий прибор типа 3РЛ-29В, регулирующим прибором РП — регулирующий блок типа 4РБ-32А.
Манометр МПД с пневматической дистанционной передачей.
Рис. 41. САР давления из блоков ПАУС:
а — общий вид манометра МПД с пневматической дистанционной передачей; б — принципиальная схема манометра МПД; в — общий вид самопишущего и показывающего прибора ЗРЯ-29В; г — принципиальная схема самопишущего и показывающего прибора 3РЛ-29В; д — общий вид регулирующего блока 4РБ-32А; е — схема регулирующего блока 4РБ-32А.
Манометр МПД (рис. 41, а и б) состоит из следующих основных узлов: измерительного элемента в виде одновитковой трубчатой пружины 1, подключенной импульсной трубкой 2 к объекту ОР, первичного реле 3 (устройства жесткой обратной связи); вторичного реле 4 по устройству и принципу действия аналогичного вторичному реле пневматического регулирующего устройства типа 04; двух манометров 5 и 6, контролирующих давление на входе и выходе вторичного реле. Прибор питается сжатым воздухом от коллектора через фильтр Ф и редуктор Р.
Измерительный элемент 1 прибора воздействует с помощью системы рычагов 7 на заслонку 8, прикрывающую выходное отверстие сопла 9, из которого вытекает струя воздуха. Перемещение заслонки 8 вызывает изменение давления воздуха в камере сильфонов вторичного реле 4, выполняющего функцию усилителя. Воздух от реле 4 по импульсной трубке 10 поступает к вторичному прибору ВП и далее к регулирующему прибору РП. Одновременно воздух поступает в камеру сильфона первичного реле 3, которое обеспечивает пропорциональную зависимость между измеряемым давлением объекта регулирования и давлением воздуха, поступающего к измерительным устройствам вторичного и регулирующего приборов САР.
Первоначальная настройка датчика манометра МПД осуществляется с помощью винта 11, при вращении которого изменяется положение заслонки 8 относительно сопла 9.
Давление сжатого воздуха до редуктора Р должно быть 196—981 кПа (2—10 кгс/см2), а после редуктора — 107,9 кПа (1,1 кгс/см2).
