Материал: Методические указания для курсового проектирования по дисциплине «Локальные системы управления». Коровин К.В

17

Тема 4. Система автоматического регулирования расхода газа

Описание системы

О бъект регулирования (ОР): магистраль газопровода (топливная магистраль). Регулируемая величина y: расход газа Q [м³ /с], измеряемый с помощью диафрагмы Д (рис.П.4, поз.а) и датчика расхода FT. С помощью автоматического регистрирующего устройства FIR осуществляется индикация и запись величины расхода Q.

Рис. П.4

Систему измерения расхода газа необходимо дополнить системой автоматического регулирования (рис.П.4, поз.б) и рассчитать параметры регулятора.

18

Информация о перепаде давления с диафрагмы 001 поступает на датчик разности давления 010 и с его выхода в виде унифицированного токового сигнала I поступает на коренатор 015. Выходной сигнал коренатора, пропорциональный расходу Q, подается на регистрирующий автоматический потенциометр 031 и дифференциатор 040. С выхода дифференциатора сигнал поступает на вход регулятора 050.

Регулятор выдает сигнал управления на электропневматический серводвигатель EPS 060, с помощью которого измеряется проходное сечение регулирующего вентиля 070 (регулирующего органа системы). Все устройства системы питаются от источника 012 (пунктирные линии) и трансформатора 011.

Исходные данные для расчета системы приведены в табл.П.4.

19

Таблица П.4

20

Тема 5. Система автоматического регулирования давления пара в котле

Описание системы.

Объект регулирования (ОР): паровой котел. Регулируемая величина y: давление пара [Па], измеряемое датчиком с преобразованием в токовый унифицированный сигнал PI (рис. П.5, поз. а). Регулирующее воздействие (РВ) u: расход топлива с помощью регулирующего вентиля, площадь проходного отверстия которого [м²] изменяется электрогидравлическим серводвигателем с линейным выходом EHSL. Необходимо рассчитать регулятор для автоматического управления серводвигателем и предусмотреть автоматическую регистрацию давления (PIC на рис. П.5, поз. а).

Р ис. П.5

21

Функциональная схема такой системы регулирования с регистрацией (поз. 2) включает датчик давления 010, выходной сигнал которого в виде постоянного тока поступает на входы регистрирующего прибора 031 и помехозащищенного дифференциатора 040. Далее сигнал с выхода дифференциатора 040 поступает на вход регулятора 050 с типовым алгоритмом регулирования (П- или ПИ-). Регулирующее воздействие (РВ) отрабатывается серводвигателем и регулирующим вентилем 060, 070. Питание всех устройств системы осуществляется от источника 012 и трансформатора 011 (показано пунктиром).

Исходные данные для расчета системы приведены в табл.П.5.

22

23

Тема 6. Электромашинная следящая система воспроизведения угла (эсс)

Описание ЭСС.

Силовая ЭСС воспроизведения угла поворота исполнительного вала объекта в диапазоне мощностей до 100 кВт строится по схеме "электромашинный усилитель (ЭМУ) поперечного поля - исполнительный двигатель (ИД) постоянного тока". На функциональной схеме ЭСС ЭМУ (рис.П.6) приводится во вращение кинематически связанным с ним приводным двигателем (ПД), например, трехфазным асинхронным двигателем.

О бмотки управления ОУ1, ОУ2 ЭМУ питаются от электронного усилителя (ЭУ). ЭМУ является усилителем мощности и питает обмотку якоря (ИД), который через редуктор перемещает на угол исполнительный вал объекта (антенна, подвижная платформа и т.п.). С этим же валом кинематически связан движок потенциометра П2, выполняющего роль датчика углового перемещения. На вход ЭУ поступает напряжение , пропорциональное ошибке воспроизведения заданного угла : где k - коэффициент пропорциональности. Исполнительный двигатель поворачивает движок потенциометра П2 до тех пор, пока напряжение не станет равным нулю, т.е. когда .

24

ИД с редуктором развивает момент сил , достаточный для преодоления момента нагрузки , создаваемого объектом. Очевидно, что  . На функциональной схеме показаны также обмотки возбуждения ПД, ИД и регулировочные элементы ЭМУ, используемые при его настройке.

Целью расчета является выбор коэффициента усиления ЭУ, обеспечивающего для заданной структуры и параметров передаточных функций (ПФ) устройств ЭСС работу системы с заданными показателями качества.

Исходные данные для расчета ЭСС приведены в табл. П.6.

Таблица П.6