Преимущества: простота устройства и обслуживания.
Недостатки: ограниченное по величине перестановочное усилие.
ПСП: создают значительное перестановочное усилие и большую величину перемещения рабочего штока (до 400мм). Перестановочное усилие создается за счет давления сжатого воздуха на мембрану, поршень, сильфон. Давление сжатого воздуха 1 МПА.
ПИМ и ГИМ: ПСП и МИМ бывают:
1) пружинные
2) безпружинные
Пружинные – перестановочные усилия в одном направлении создаются давлением в рабочей полости ИМ, а обратном направлении за счет силы упругости пружины.
Безпружинные – перестановочные усилия создаются перепадом давления на рабочем элементе ИМ.
Электрические ИМ.
ЭИМ служат для электромеханического преобразования командного сигнала РУ в механическое перемещение на РО.
Достоинства:
1) не требуют дополнительного преобразования электрических сигналов управляющих устройств
2) создают достаточно большие перестановочные усилия
3) хорошее быстродействие, высокая точность позиционирования
Недостатки:
1) требует высококвалифицированного персонала
2) пожароопасны
3) сложность конструкции
По характеру перемещения ЭИМ бывают:
1) многооборотные, с вращающимся выходом МЭМ (РО вращается с заданной частотой)
2) однооборотные (РО совершает оборот 3600) – МЭО
3) прямоходные, с поступательным движением вала – МЭП
ЭИМ структурно состоит из асинхронного одно или трехфазного дигателя
1, червячного передаточного редуктора 2, с самоотторжением или без него 5, ручной механизм привода 3, блока датчиков положения 4, выходной орган 6. ЭИМ допускают работу в поторнократковременном реверсном режиме до 630 вкл./час.
Характеристики ЭИМ с электродвигателем.
1) номинальный момент, развивающийся при всех допустимых условиях эксплуатации при понижении напряжения питания до 0.85 Uн. Пусковой момент при Uн: Мп 1.7 Мн
2) время полного хода - Тим выбирают исходя из дополнительного времени перестановки затвора РО от начала до конца
3) выбег – перемещение выходного органа ИМ после выключения, работающего в установившемся режиме. Его желательно иметь таким, чтобы после выключения ЭД сигнал ОС изменялся в пределах, установленных законом нечувствительности регулятора
4) люфт и гистерезис характеризуют нелинейности статичских характеристик ЭД
5) импульсная характеристика – средняя относительно скорости перемещения выходного органа. Для идеального ЭИМ S=1, для реального ЭИМ:
6) режим работы: повторнократковременный, реверсивный, с частотой включения 320 вкл./час
Позиционные ЭИМ предназначены для установки РО в определенное
фиксированное положение: открыто – закрыто. В позиционных системах программного управления применяются многопозиционные ЭИМ с применением шаговых ЭД. Они управляются последовательностью импульсов и перемещаются на определенный угол – шаг.
ЭИМ постоянной скорости чаще всего используются, являются силовыми устройствами П-действия: РО устанавливается в любое промежуточное положение в зависимости от величины и длительности управляющего сигнала с выхода регулятора. Они снабжены блоками усиления для усиления командного сигнала от регулятора, блоками датчиков положения и сигналами конечных положений рабочего вала, блоками ОС, БДУ и БРУ.
ЭИМ переменной скорости бесконтактные. В основу регулирования скорости а.д. с короткозамкнутым ротором при постоянной частоте положений способ изменения значения или симметрии И, подведенного к обмоткам ЭД. Например, изменяется с помощью дросселей насыщения или магнитных усилителей.
Достоинства: мягкие механические характеристики, что дает возможность регулировать частоту вращения в широких пределах.
Недостаток: применение сложного блока управления, усиления большой мощности.
Регулирующий орган (РО)
Оказывает непосредственное воздействие на объект регулирования. Приводится в движение и удерживается в определенном положении ИМ.
По виду воздействия на объект:
1) дросселирующие
2) дозирующие
Дросселирующие:
1) для стандартных ИМ
2) для специальных ИМ
1) – заслоночные – одно и двухедельные клапаны; диафрагмовые, шланговые, трехходовые
2) – задвижные; крановые, клапаны с поворотными створками, шиберные, направляющие аппараты, специальные
Дозирующие:
1) механические
2) электрические
1) – плужковые сбрасыватели, дозаторы, насосы, питатели, компрессоры
2) – реостатные, автотрансформирующиеся, специальные
Основные характеристики дросселирующего РО.
1) Пропускная способность – К – [м3/ч]. Расход жидкости, протекающей через РО при перепаде давления на нем 0.1 МПА и плотности жидкости r = 1000 кг/м3
2) Условная пропускная способность – определяется пропускной способностью при максимальном открытии. Зависит от типа и диаметра условного прохода Dу РО
3) Максимальное рабочее давление характеризует наибольшее давление среды на РО при его рабочей температуре.
Условное рабочее давление – наибольшее дополнительное давление среды при нормальной температуре
4) Перепад давления на РО – определяет величину перестановочных усилий на ИМ и его выбор
5) Условный проход - Dy – характеризует номинальный диаметр прохода РО
С учетом изменения перепада давления на РО, изменяется при его открытии, вводится понятие расходной характеристики.
Расходная характеристика – зависимость пропускной способности от перемещения РО при постоянном перепаде давления на нем m.
Конструктивная характеристика – зависимость изменения относительного проходного сечения РО от степени его открытия.
Поворотные заслонки.
Применяются на трубопроводах любого сечения, при регулировании расходов газов небольшого статического давления и реже, для газов и жидкостей или пара при среднем и высоком давлении. Представляет собой тонкий диск 1, устанавливаемый на оси 2 поперёк трубопровода, ? 3, сальники-уплотнители.
1) Упорные (2.81б)
2) Безупорные (2.81а)
Упорные ПЗ – диск выполняется в виде эллипса, отклонения от вертикальной оси: 10-150. при повороте упирается в стенку трубопровода, применяется как ? в чистых средах.
Безупорные ПЗ – выполняются в виде диска, диаметр которого чуть меньше диаметра трубопровода => свободно вращается в трубопроводе. Чаще применяется как регулирование.
Расходные характеристики ПЗ нелинейные и зависят от условного коэффициента сопротивления линии.
ПЗ выпускаются стандартных диаметров:
Ду = 25 1000 мм
Может работать при t0 C от 180 С 6000 С
Условное давление: Русл = 0,6 40 мПа.
Достоинства:
1) Имеют наименьшие потери давления.
2) Нет застойных форм.
3) Не ? ёмки.
4) Большая пропускная способность.
Недостаток: ? мощность на вашу ИМ.
Шиберные устройства (ШУ).
Применяются для регулирования расхода газа при небольших статических давлениях (до 10 кПа) или дозирования сыпучих материалов в прямоугольных (2.82. а) или круглых (2.82 б,в) трубопроводах.
Чаще всего бывают поворотного или скользящего типа и выполняются в виде прямоугольного (а,в) или круглого (б) полотна 1, скользящего или передаваемого парами 2 вертикального или под углом.
Большое разнообразие расходных и конструкционных характеристик. Профилированием вырезов в полотне удаётся получить хорошие линейные характеристики. Работают при t = 18 200 С до 12000 С и выполняются из чугуна и стали.
Регулирующие клапаны (РК).
Применяются для любых видов сред вариации их параметров, обеспечивают значительную ? при закрытии. Представляют собой дросселирующие устройства, включающие (2.83) корпус 1, седло 2, затвор 3 с дросселирующей 4 и запорной 5 поверхностями. Затвор, приводимый в движение штоком 6, перемещаясь , изменяет площадь прохода и пропускную способность клапана. По виду и числу опорных поверхностей, конструкции затворов и корпусов клапаны будут:
1) Односедельные (а).
2) Двухседельные (б).
3) С тарельчатым (в) затвором.
4) С пробковым (г) затвором.
5) С поршневым (д) затвором.
Односедельные РК применяют при небольших размерах прохода (6 50 мм) или вязких или загрязнённых средах, характеризуются неуравновешенностью перестановочного усилия и хорошей герметизацией.
Двухседельные РК имеют меньшую герметизацию, используются при больших объёмных расходах регулируемой среды, имеют хорошие конструкционные характеристики. Ду: 50 300 мм; ΔР = 0,7 2,5 мПа.
Тарельчатые затворы бывают:
1) Конические (предпочтительней).
2) Плоские.
Конические имеют более линейные характеристики и большую эксплуатационную надёжность.
Пробковые затворы имеют параболическую дросселирующую и коническую запирающую поверхности. Применяются для тяжёлых условий работы, т.е. для регулирования вязких коксующих сред. В ГСП являются базовым. Имеет хорошие пропускные характеристики.
Поршневой затвор: дросселирующие поверхности изготовляются шлицевыми или резьбовыми способами, разновеликости шлицев, удаётся повысить эксплуатационную стойкость регулируемой среды.
Средства отображения информации.
Предназначены для обеспечения эффективного взаимодействия оператора с СУ или автоматизируемым объектом.
СОИ – такие технические средства, которые предназначены для создания динамических информационных моделей контролируемых или управляемых объектов.
В их число входят:
1) Абонентные пульты.
2) Диспетчерские пульты.
3) Панели управления.
4) Средства контроля.
5) Мнемосхемы.
6) Световая и звуковая индикация и сигнализация.
7) Средства визуализации (мониторы, экраны коллективного использования).
СОИ выполняют функции:
1) Преобразования информации.
2) Хранение информации.
3) Отображение информации.
4) Вспомогательная (звуковая сигнализации).
Основные технические характеристики СОИ:
1) Быстродействие:
а) время воспроизведения символа.
б) время вызова – время, измеренное с момента подачи команды, на отображение нужной информации до момента её воспроизведения (t ≤ 2 3c).
в) Время обновления.
2) Точность – соответствие отображаемой информации входным данным ( ≥ точности обработки информации другими средствами).
3) Информационная ёмкость – определяет максимальное количество информации, которое может быть на нём отражено.
4) Разрешающая способность – способность воспринимать мелкие детали.
5) Надёжность.
Психофизиологические характеристики человека-оператора.
1) Быстродействие оператора:
а) время регулирования задачи оператором.
б) пропускная способность оператора при считывании символьной информации.
2) Точность работы оператора – степень соответствия выполнимых им функций предписанному АМ.
3) Надёжность работы оператора – способность выполнить в полном объеме возложенные на него функции.
4) Психологическая напряжённость работы оператора, зависят от объёма поступающей информации, характеризуется коэффициентом загруженности – η.
- время обработки информации.
- полное время работы оператора.
Видеотерминальные средства.
Монитор; системный блок; клавиатура; печатающее устройство. Клавиатура служит для ввода – вывода сигнала на экран. Монитор для отображения информации, системный блок для хранения программ и связи с ? . Печатающее устройство для вывода информации на бумагу.
Мнемосхемы.
Относятся к числу средств с дискретным представлением информации.
Мнемосхемы – условное графическое изображение ОУ при различных режимах его работы.
В основу построения мнемосхем положены принципы:
1) Принцип лаконичности – мнемосхема не должна содержать лишних элементов, а предоставляемая информация должна быть четкой, конкретной и удобной для восприятия
2) Принцип обобщения и унификации – символика на мнемосхемах должна отражать наиболее существенные черты реального элемента, а символы сходных объектов или процессов целесообразно объединять и унифицировать
3) Принцип первичных ассоциаций и стереотипов – применение условных обозначений параметров, установленных ГОСТ
4) Принцип акцента – выделение элементов контроля и управления цветом, размером, формой в зависимости от приоритета информации
Различают операторские и диспетчерские мнемосхемы. Они отличаются
степенью детализации и отображения информации.
Операторские мнемосхемы – отображают сосредоточенный пространственно АТК.
Диспетчерские мнемосхемы - отображают рассосредоточенный пространственно АТК.
Мозаичные мнемосхемы – собираются из унифицированных элементов с типовыми изображениями символов.