Читальный зал -->  Пневматические приборы низкого давления 

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

регулятора, который выполняет команду, идущую от вычислительного устройства, устанавливает в нужное положение регулирующий орган.

Иногда все три составных элемента регулятора образуют единое целое. Тогда, по сравнению с учителем, регулятор 1не только задает задачу, он одновременно ее решает и записывает, т. е. выполняет три рабочих процесса. Главным для оценки регулятора является закон регулирующего воздействия, а не те технические средства, с помощью которых реализуется этот -закон. Поэтому для теоретического исследования регулятора достаточно иметь символическое изображение его блок-схемы.

Естественно, эта !блок-схема не будет отражать всех свойств реального регулятора до тех пор, пока она не будет воплощена в реальную конструкцию. Однако из-за этого мы не откажемся от блок-схемы, а наоборот, выяснив конструктивное исполнение, составим более общую и более полно отвечающую действительности схему.

. Приборостроительная промышленность выпускает большое число различных типов приборов, предназначенных для определенных отраслей индустрии. Мы же хотим, имея всего один тип прибора, попытаться решить возможно большее число задач.

Мы 1не хотим спорить и решать вопрос, что лучше: электротехника, пневматика или гидравлика. Для начала мы выберем пневматику.

Вероятно, многие из тех, кто пытался получить представление о большом количестве различных конструктивных исполнений регуляторов, нередко ставили перед собой вопрос, нужно ли такое большое их разнообразие.

С этим вопросом мы и хотим коротко познакомиться.

/. Об объединении регулирующих приборов

Конструктор обычно стремится каждую задачу, связанную с созданием регуляторов, решать яо-своему. Так появляется множество различных приборов, которые хотя и выполняют свое назначение, однако не обеспечивают решение большого круга задач. Путь решения задачи, требующий каждый раз наименьшей затраты технических средств, не всегда является правильным.

Необходимыми предпосылками для создания современных регулирующих приборов является четкое знание предъявляемых к ним требований, а также хорошее представление о технических средствах, которые могут быть использованы для реализации этих требований. При этом следует руководствоваться как теорией, так и практикой регулирования. И наконец, должны быть преодолены препятствия, связанные с узкой специализацией. Электротехник, пневматик, гидравлик и механик - каждый энтузиаст своей области, однако электрические, пневматические, гидравлические и др. технические средства следует использовать в той области, где их применение наиболее рационально.

Все возрастающие требования, предъявляемые к регулятору как единому целому как со стороны промышленности, производящей регуляторы, так и со стороны потребителей, не могут быть полностью удовлетворены.

Как различаются объекты регулирования и требования, предъявляемые к процессу регулирования, так различаются и требования, предъявляемые к регуляторам. Все требования могут быть удовлетворены только в том случае, если регулятор построен с учетом индивидуальных свойств данного объекта регулирования, причем регулятор все время должен совершенствоваться. При проектировании регулятора недостаточно учитывать только статическое состояние системы. Замкнутая система регулирования всегда является системой с обратной связью, склонная к колебаниям и при определенных условиях входящая в резонанс. Поэтому, помимо статических, следует учитывать и динамические свойства системы.

Однако, известным образом объединяя элементы регулятора, можно создать регулятор, состоящий из отдельных усовершенствованных элементов.

Таким образом, намечается путь развития: регулятор, созданный как единое целое, должен уступить место регулятору, составленному из отдельных элементов.

2. Регулятор как вычислительное устройство

При постановке вопроса о том, по каким основным направлениям должно идти развитие отдельных элемен-

тов регулятора, нужно прежде всего подумать о расчленении поставленной задачи. Например, можно создать элементы, предназначенные для регулирования давления, температуры, числа оборотов и т. д. Однако, как мы вскоре увидим, это ллохое решение задачи. Можно далее выяснить, какие именно функции должен выполнять регулятор, поставив на первый план принцип действия регулятора. Обычный регулятор может быть построен по одному из трех основных принципов действия:

1) по пропорциональному принципу действия (П-принцип);

2) по интегральному принципу действия (И-прин-цип);

3) по принципу предварения или дифференциальному (Д-принцип).

Таким образом, можно создать П-элемент, И-элемент и Д-элемент, которые в соответствии с требованиями можно соединять между собой и образовывать П-, И-, ПИ-, ПД- или ПИД-регуляторы. Идя по этому пути, мы хотя и ближе подходим к решению поставленной задачи, однако окончательно ее еще е решаем. Имея ib виду, что регулятор представляет собой вычислительный прибор, можно продумать, какие вычислительные операции он должен выполнять, и создать соответствующие вычислительные элементы, из которых затем собрать регулятор.

П-, И-, и Д-звенья хотя и являются вычислительными звеньями, однако они не обеспечивают осуществление всех вычислительных операций, которые необходимы для регулятора. Эти звенья служат в первую очередь для стабилизации процесса регулирования. Поэтому их можно отнести к группе стабилизирующих звеньев. Однако часто требуется выполнять еще и другие вычислительные операции, от которых зависит статика,некоторые не оказывают влияния на динамику регулированная. Так, например, необходимо произвести вычислительную операцию для формирования сигнала рассогласования (ошибки регулирования). Каждое возмущающее воздействие обусловливает вычислительную операцию. Часто для образования сигнала регулирующего воздействия необходимо выполнить значительно больше вычислитель-

ных операций, чем для стабилизации процесса регулирования. В процессе регулирования нагрузки при производстве пара в установке с несколькими угольными питателями, для формирования регулирующего воздействия измеряемые параметры отдельных угольных питателей претерпевают следуюш,ие изменения: сначала из них извлекается квадратный корень, затем они суммируются, сумма возводится в вадрат и, наконец, результат сравнивается с другим измеряемым параметром - расходом !пара.

Следовательно, регулятор должен осуществлять такие вычислительные операции, как сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень, извлечение квадратного корня, дифференцирование, интегрирование.

С помощью вычислительных звеньев, производящих перечисленные операции, может быть решено большинство задач регулирования.

Если из всех вычислительных операций выделить те операции, которые должен выполнять регулятор, то мы получим как бы руководящее указание о том, какие вычислительные элементы регулятора следует создавать. Таким образом, вычислительные операции являются как бы исходным пунктом для создания тех элементов, из которых затем собирается регулятор. Наиболее целесообразно сначала выбрать вычислительные элементы, или вычислительные звенья, из которых затем уже будет собран регулятор.

Иногда выдвигается возражение, что расчленение действия регулятора а отдельные вычислительные операции является чисто теоретическим приемом, практическое значение которого сомнительно, тем более что существует много примитивных и простых регуляторов, разделение -которых на отдельные элементы не имеет смысла.

Чтобы убедиться в обратном, следует заметить, что регулятор, какую бы простую вычислительную операцию он ни выполнял, каким бы примитивным, простым и дешевым он ни был, всегда состоит из простых элементов. Если же стремиться к стандартизации, то необходимо использовать простые элементы даже в том случае, если при этом увеличивается расход технических средств.

Таким образом, в области техники регуляторостроения, при существующем в настоящее время индивидуальном производстве, становится возможным переход к массовому производству. Кроме того, облегчается проектирование приборов, их эксплуатация и обслуживание. В то время как в случае простых единых регуляторов можно было еще пойти на компромисс, то при комплексном регулировании, т. е. при регулировании больших индустриальных объектов, регуляторам, построенным из отдельных вычислительных элементов, несомненно, принадлежит будущее. Регулятор, собранный из отдельных элементов, всегда останется более совершенным в техническом отношении, чем регулятор, построенный как единое целое.

3. О выборе вида вспомогательной энергии

Зачастую отдают предпочтение электротехнике перед пневматикой. Можно показать, что это необоснованно и что при создании управляющих систем пневматика является серьезным партнером электротехники.

Об электронных вычислительных машинах слышал каждый, а о пневматических вычислительных машинах - едва ли. Поэтому широко распространено мнение, что сложные задачи можно решать только с помощью электронных приборов. Инженер по автоматическому регулированию, безусловно, должен быть свободен от этого предрассудка. Конечно, электротехника располагает очень большими возможностями, которые были хорошо исследованы. Многие же возможности в области пневматики до сих пор еще не выявлены. Здесь ведутся исследования и имеется широкое и обещающее удачу поле деятельности.

Пневматика и электротехника не должны конкурировать, а должны дополнять друг друга, тем более что эти области техники обладают многими сходными качествами. Реализуя одинаковые вычислительные операции при помощи пневматических, электрических или электронных средств, следует затем сравнить их технические достоинства и недостатки.

В области автоматического регулирования следует различать общую и специальную вычислительную техни-

ку. Доминирующая роль электроники при построении вычислительных машин для общих научных целей бесспорна. Здесь пневматику едва ли целесообразно применять, так как процессы в пневматике протекают гораздо медленнее, чем в электронике. В технике же регулирования время, необходимое для производства вычислительной операции, часто не играет большой роли, так как это время гораздо меньше времени перемещения регулирующего органа, составляющего обычно для большего класса промышленных объектов 10-20 сек, тогда как время срабатывания вычислительного устройства исчисляется долями секунды и поэтому им часто можно пренебречь.

Однако пневматические регуляторы по сравнению с электрическими имеют несколько существенных преимуществ. Прежде всего пневматические регуляторы не требуют особых мер для обеспечения взрывобезопасности и поэтому их предпочитают устанавливать на взрывоопасных производствах. Кроме того, они просты по конструкции, весьма надежны и принцип их действия можно сравнительно легко понять. Наконец, на производстве сжатый воздух всегда под рукой. Отработанный воздух может выбрасываться в атмосферу, так что нет необходимости иметь обратные линии. В случае если линии недостаточно герметичны, не возникает загрязнения,-как, например, при применении гидравлического регулятора. Кроме того, всегда можно свободно экспериментировать, не опасаясь короткого замыкания или перенапряжения.

Ниже будет проведено сравнение между пневматическими и электрическими элементами.

4. О выборе диапазона давлений для пневматических регуляторов

Когда сравнивают технические процессы с биологическими процессами регулирования, то органы осязания отождествляют с измерительным механизмом и чувствительным элементом, мозг - с вычислительным устройством, а мускулы - с исполнительным механизмом.

f !1

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.