Уравнение регулятора и параметр его настройки
В технике эти регуляторы широкого распространения не получили. Однако из-за важнейшего достоинства — поддерживать параметр в статике точно на заданном значении — их используют как составляющие в комбинированных регуляторах.
В виноделии ранее применяли астатические регуляторы прямого действия (клапаны с рычагами и грузами) для поддержания давления пара на линиях подачи его к пластинчатым пастеризаторам. На некоторых винзаводах эти регуляторы еще находятся в эксплуатации.
Рис 11. Система астатического регулирования влажности виноградной выжимки: 1 — пресс; 2 — шнек; 3 — предконусная камера; 4 — конус; 5 — цилиндры; 6 — поршни; 7 — штоки; 8 — дроссель; 9 — манометр; 10— маслопровод от насоса; 11 — линия слива масла в сборник.
В настоящее время для регулирования влажности виноградной выжимки, выходящей из шнековых прессов непрерывного действия, широко используют гидравлические регуляторы [18] типа ГРД- 3М (рис. 11). При условии, что в процессе работы регулятора в гидроцилиндрах поддерживается постоянное давление, его можно рассматривать как астатический регулятор.
В данной системе регулирования влажности виноградных выжимок объектом является пресс, регулируемой величиной — усилие, создаваемое на конус выходящими выжимками, регулирующим органом — конус (он же выполняет роль элемента сравнения усилий, создаваемых гидросистемой и выжимкой). Гидравлический регулятор включает масляный насос, золотник (на рис. 11 не показаны) для реверса конуса, цилиндры с поршнями, дроссель, конус. От усилия, создаваемого поршнями цилиндров на конус, зависит влажность выжимок, выходящих из пресса.
В данной системе регулирования влажности виноградных выжимок объектом является пресс, регулируемой величиной — усилие, создаваемое на конус выходящими выжимками, регулирующим органом — конус (он же выполняет роль элемента сравнения усилий, создаваемых гидросистемой и выжимкой). Гидравлический регулятор включает масляный насос, золотник (на рис. 11 не показаны) для реверса конуса, цилиндры с поршнями, дроссель, конус. От усилия, создаваемого поршнями цилиндров на конус, зависит влажность выжимок, выходящих из пресса.
По схеме гидравлического регулятора будут показаны характерные особенности, присущие астатическим регуляторам любой конструкции.
Для получения уравнения регулятора его работа рассматривается па стенде. Усилие, создаваемое на конус выжимками, имитируется. Если усилия на конусе, создаваемые гидросистемой и выжимкой, одинаковы, то конус неподвижен и занимает положение у = 50% (рис. 12). Поршни находится в средней части цилиндров.
В момент τ0 усилие выжимки уменьшили скачком от Рп до Рв. На конусе появилась разность усилий Рп. Под ее действием конус перемещается вправо с постоянной скоростью (по прямой 3 на рис. 12). Конус остановится, когда поршни в цилиндрах займут крайнее правое положение. На графике это соответствует перемещению конуса от 50% до нуля.
Аналогично при среднем положении конуса (50%) изменяют усилие выжимки на большую величину, т. е. от Pв0 до Рв2. В результате конус перемещается от 50% до нуля с большей постоянной скоростью (по прямой 4).
Уравнением (12) описывается астатический регулятор любой конструкции. Это уравнение связывает входную величину х регулятора и выходную dy/dx. В автоматике принято уравнение этого регулятора записывать в явном виде. Для этого уравнение (12) интегрируют. Разделяя переменные, запишем
Рис. 12. Зависимость между изменением усилий на конусе и его перемещением.
Коэффициент Κ1 является параметром настройки И-регулятора. Из уравнения (11) следует, что
Задаваясь любыми значениями Тί, ΔΡ в пределах технической характеристики регулятора и полагая τ, равным нулю и значению, когда у достигает 100%, по уравнению (18) строят прямые (см. рис. 12).
