Serwis urządzeń kontrolno-pomiarowych

Elementy obwodu automatycznej regulacji

Luty 21st, 2011

W dowolnym układzie automatycznej regulacji można wyróżnić następujące człony: człon pomiarowy a, składający się zwykle z czujnika i urządzenia przetwarzającego sygnał wyjściowy na formę dogodną dla potrzeb regulacji, np. przesunięcie mechaniczne lub obrót, prąd elektryczny, ciśnienie lub siłę. Zadaniem tego elementu jest porównanie wartości rzeczywistej wielkości regulowanej z jej wartością zadaną i przekazanie sygnału różnicy do następnego członu w obwodzie, którym jest regulator b. Przeznaczeniem jego jest przekształcenie sygnału na formę pożądaną dla właściwego przebiegu regulacji. Przekształcenie to polega na ogół na wzmocnieniu sygnału i nadaniu mu odpowiedniego przebiegu czasowego. Sygnał z regulatora uruchamia siłownik c (serwomotor), nastawiający organ wykonawczy d, który w układach automatyki procesów technologicznych będzie z reguły zaworem, zasuwą itp. urządzeniem, oddziaływającym bezpośrednio na proces lub inaczej obiekt regulacji e. Regulowany parametr wyjściowy z obiektu jest kontrolowany miernikiem a. Dla uzyskania korzystnego przebiegu regulacji stosowane są elementy stanowiące czasem odrębną jednostkę konstrukcyjną, a mianowicie elementy sprzężenia zwrotnego j. Przeznaczenie tych elementów może być bliżej wyjaśnione tylko w oparciu o teorię regulacji. Działanie ich polega na ogół na skierowaniu sygnału pochodzącego z wyjścia regulatora z powrotem na wejście.

W typowym urządzeniu regulacyjnym wyróżnić można ponadto stacyjkę sterowniczą g, umożliwiającą ręczne, zdalne prowadzenie procesu. Nastawienie wartości zadanej wykonać można za pomocą nastawnika wartości zadanej h (zadajnika). Elementy g i h nie znajdują się na drodze sygnału obiegającego obwód w czasie trwania akcji regulacyjnej i nie stanowią części obwodu regulacyjnego. Rozbudowane typowe urządzenia regulacyjne zawierają ponadto mierniki lub rejestratory, za pomocą których obsługa kontroluje przebiegi regulacji i procesu technologicznego. Rzeczywiste wykonania regulatorów mogą nie zawierać — zależnie od przeznaczenia i rozwiązania konstrukcyjnego — wszystkich wymienionych elementów, lecz tylko kilka z nich. Każde urządzenie regulacyjne, współpracuje bezpośrednio z procesem, ma co najmniej organ pomiarowy i wykonawczy.

Wiązanie poszczególnych członów urządzenia regulacyjnego w jedną całość wymaga dopasowania fizykalnego charakteru sygnału wyjściowego dowolnego elementu poprzedniego, do specyficznych własności elementu następnego. Np. uruchomienie rurki strumieniowej wzmacniacza hydraulicznego wymaga od członu pomiarowego, współpracującego z tym wzmacniaczem, aby jego sygnał wyjściowy miał charakter przesunięcia ok. ± 2 mm. Dla regulacji ciśnienia warunek ten jest stosunkowo łatwy do spełnienia. Znaczne trudności powstają jednak, jeżeli regulator hydrauliczny ma regulować temperaturę np. ok. 1000°C, która może być mierzona praktycznie tylko za pomocą termoelementu. Regulatory elektryczne z kolei wymagają, aby dowolny parametr mierzony (na przykład ciśnienie) zamieniony był na wielkość elektryczną.

Elementy urządzeń automatyki, których głównym zadaniem jest zamiana wzgl. przetworzenie dowolnego sygnału na sygnał o innym charakterze fizykalnym — noszą nazwę przetworników. Szczególnie ważne znaczenie mają przetworniki w układach automatyki elektrycznej, ponieważ większość parametrów regulowanych w procesach technologicznych nie ma charakteru elektrycznego. Przetworniki mogą stanowić jedną całość konstrukcyjną, np. z członem pomiarowym, lub mogą występować osobno, z przeznaczeniem do łączenia elementów o działaniu elektrycznym z elementami pneumatycznymi lub hydraulicznymi i odwrotnie.

Tags:

Comments are closed.