|
| |
|
Слаботочка Книги Таблица 5.1. Допустимые значения выходного сигнала пятимембранного элемента срявнення, кПя
лировочные винты надежно законтривают. Элемент, иастрое1ШЫЙ по схеме повторения, маркируется знаком « = ». Проверка основной погрешности элемента в режиме суммирования трех сш налов производится по схеме иа рис, 5.7, е. Схема реализует уравнение Проверка и настройка элемента но схеме суммирования производится при подаче в камеры В, Г Я Д элемента давлений Pi - Рз согласно табл. 5.1. Значение погрешности Д должно быть не более 0,8 кПа. Если погрешноС1ь сумм1фовапия не укладывается в допуск, то элемент подлежит настройке. При Pjx 60 кПа настройка производится перемшдением сопла Cj При минусовой погрешности винт настройки ввертывают, а при плюсовой вывертывают. При Рвых < 60 кПа настройка производится перемещением сопла Ci При минусовой погретп-ности винт нас г ройки ввергывают, а при плюсовой вывертывают Настройка производится до тех пор, пока погрешность сумми- рования не будет меньше допустимой Элемент, настроенный по схеме суммирования, маркируется знаком « -i- )> При работе элемента в режимах реализации других алгебраических операций его настройка производится аналогичным образом. Усилители м(нцносгн Для усиления выходного пневматическо-10 сигнала на выходе пневматических peiy-ляторов часто ставят усилителя мощности (по расходу воздуха). На рпс. 5.8,(1 представлена конструкция четырехкамериого усилители мощности. Усилитель состоит из корпуса 7, двух сблокированных гибких мембран 1 а 2 с жестким фигурным центром 3 и двух переменных пневмосопротвлений. Усилитель имеет глухую камеру А н проточные камеры Б, В и Г. Камеры В VI Г разделяются жесткой перегородкой 4 с отверстием в центре, которое прикрывается большим шариком 5 Средняя часть жесткого фигурного центра 3 выполнена в виде открытой только со стороны камеры В втулки и имеет отверстие для сообщения с камерой Б. Открытая сторона  Рис. 5.8. Усилители мощности: а - конструкция четырехкамериого усилителя мощности, б - принципиальная схема четырехкамериого усилителя мощности; в - прннт1ипиальттая схема пятимембранного усилителя мощности втулки прикрывается маленьким шариком 6 Входной сигнал - воздух под давлением посгупаег в лухую камеру А; камера Б сообщается с агмосферой, мощный выходной сигнал Рвых покупает из камеры В: в камеру / подводится воздух под давлением питания Р,1и. Воздух под давлением питания из камеры Г проходит в камеру В через нижнее (по рис. 5.8, а) переменное иневмосопротивте-ние, образованное парой «01верс1ие в перегородке 4 - большой шарик 5», далее воздух из камеры В проходит в камеру Ь через верхнее (по рис. 5.8,а) переменное ппевмосо-пр01ивление, образованное парой «открытая часть втулки жесткого ценгра 3 - маленький шарик 6». Из камеры Б воздух выходит в атмосферу Таким образом, камера В выпол-няе! функции междроссельного канала, из которого отбирается выходной сигнал Рдых усилителя мощности. В камере В устанавливается промежуточное давление Рк между Р„ит и Ратм в зависимости от соотношения проводкмостей переменных мневмосопрошвлений, чго в свою очередь определяется значениями Рд Усилитель работав! по ирнн[шиу компенсации сил на мембранном блоке, усилие от давлепия Ру, на мембране !. паправлеп-ное вниз, и усилие от давления Рнх на мембране 2, направленное вверх При повышении давления Р мембранный блок идет вниз, уменьшается проводимость верхнего пневмосопротивления, тем самым уменьшается доля во!духа [1И[а-ния, выход его в атмосферу, дaвJ[eниe Рщ,,, возрастает, восстанавливая равновесие сил на мембранном блоке, При понижении давления р мембранный блок будет nepcMeiiuirhcfl нчерх, проводимость верхнего пневмосопротивления увеличится, дав.зение Рвых будет соответственно уменьшаться. Таким образом, значение Рых непрерывно сравнивается и приводится в соответствие со значением Р. Нижнее переменное пневмосопротивле-гше служит для увеличения расхода воздуха, поступающего к ИМ в переходных режимах процесса регудироватшя. Так как усилитель мощности не изменяет значения входного cnrnajm, а только уве]тичивает его мощность (по расходу воздуха), то в динамическом отношении он является единичным уси пи-тельным звеном и, следовательно, на структурных схемах, определяющих динамические свойства регулятора (или системы), его можно не показывать. УcJЮвнoe изображение уситителя мощности на принципиальных ттневматических схемах приведено на рис. 5.8, о На рнс. 5.8, в представлено условное изображение шестикамерпого усилителя мощности с тарельчатым переменным дросселем. Воздух под давлением питания подается в камеру А и одновременно через постоянный дроссель 7Д - в камеру В усили-Tej]fl. Входной CHiHajT посгупаег в камеру Д. Выходным сигна.том, как и в пятимсмбран-ном усилителе, служит разгюсть давлений в камерах Е и Е. В камеру Г подается сигнал OTpnnarejTbHOH обратной свяШ Например, при увеличении Р мембрана Д опускается вниз, давление в камере В возрастает и тарельчатый клапан открывается, в результате чего увеличивается его проводимость и соответственно давление Рх выходе усилителя. Благодаря действию обратной связи при Рвых = в усилителе наступает равцовесне сил на мембранах. Усилитель мощности, изображенный на рис. 5.8,«, имеет лучшие характеристики тю сравнению с ycиJтиleлeм мотцности на рис. 5.8, б. Дроссельный сумматор Такие сумматоры реализуют функцию алтебраическою сложения нескольких пнев-ма1ических сигналов с предварительным их маспт табированием (умпожепием слагаемых сигналов на (тостоянные коэффициенты). В пневматических регуляторах наиболее часто ттрименяется дроссельный сумматор на два сит нала, принципиальная схема которого npejTC тавлена на рис. 5.9, а. Сумматор со-сгоит из двух элементов УСЭППА, постоян-ното дросселя ПД типа П2Д.4 и рсгулируе-мото дросселя РД типа П2Д.1 или П2Д.2. Дроссель П2Д.1 имеет шкалу, а дроссель П2Д.2 бесшкальпый. Проводимость регулируемых дросселей изменяется ттри т1еремешении иглы относительно неподвижной втулки, так как при этом изменяется проходное сечение концентрической щели между иглой и втулкой, через которое проходит воздух. Игла в дросселе П2Д.1 перемещается при вращении диска со шкалой, а в дросселе П2Д.2 - при вратце-нии рет yJTHpoB04Horo винта. В установившемся режиме расход воздуха через дроссель (см. рис. 5 8,i:i) в первом приближении пропорционален переттаду давлений на нем: Q,=<y.{P,-F), & = Р(/з-Р), (5.3) тде Q, и Q2 ~ РОДЬ воздуха через тто-стоянный и перемешгый дроссели; а Ир - проводимости постоянного и переменного дросселей, Р, -давление воздуха на BXQdl JA 30-- Вход г л -ог - R\ Выход о t Рис. 5.9. Схемы дроссельного сумматора: а - прйнпипиальная пневматическая, 6 - структурная входе 1; Pj-TO же на входе 2, Р - то же на выходе дроссельного сумматора. Если выход дроссельного сумматора будет подключен к глухой емкости, то согласно универсальному газовому закону в пневмоемкости справедливо соотношение Gv = PV/{RQ), (5.4) где Gf, Р и е - соответственно масса, давление и температура воздуха в пневмоемкости; V - объем пневмоемкости; R - угшверсаль-ная газовая постоянная для воздуха, равная 2930 см/К. Продифференцировав (4.4) по времени, получим dGy/di =idP/dt)iV/RB) - Gt-, (5.5) где G-приток воздуха в пневмоемкость в данный момент времйш. Так как Qv=Qi -Qi, то с учетом (5.1) и (5.2) находим (rfPM)[K/(RO)] = а(Р, - Р) Р(Р - Р,) T{dPldt) + Р = к,Р, + кР, (5.6) где Т = [/[/?е(а + р)] - постоянная времени пневмоемкости; fcji = С(/(а ч-Р), k = = Р/(а + р) - коэффициенты передачи (масштабирования) постоянного и переменно! о дросселей. В ппевматических регуляторах выход дроссельного сумматора, как 1[равило, подключается к одной из камер элементов сравнения - мембранных сумматоров. Объем этих камер небольшой, а поэтому постоянную времени наполнения их воздухом с достаточной для практических расчетов точностью можно принять равной нулю. При этом уравнение (5.6) дроссельного суммаюра примет вид Р = А.Р.+fcpPj. (5.7) Структурная схема дроссельного сумматора представлена иа рис. 5.9,0. Коэффициенты к, и кр настраивают пу-1ем ишенения проводимости р. Таким образом, суммирование на дросселях сопровождается умножением слагаемых давлений Р, и Р на постоянные коэффициенты к и к, значения koto[mjx зависят от степени открытия регулируемого дросселя РД. Если вход регулируемого дросселя сообщен с атмосферой и Pj = О, ю звено будет pa6oiaib как дели1ель, г. е. P = fc.Pi. (5.8) Если давление Р поступает от датчика с унифицированным выходным сигналом диапазона 20-100 кПа, ю ею можно представить в виде Pi =ДР + Ро, (5 9) где ДР - давление, пропорциональное параметру; Рд ~ начальное давление отсчета, равное 20 кПа. При Рз = Рд для дроссельно! о сумматора (см. рис. 5.8) можно записать Р = (ДР -t- Ро)«/(« + Р) + PoW( + Р)- Поспе преобразования получим Р = ДР[аДа-ьр)] + Ро. Окончательно заменив а/(а+Р) = /£„ имеем Р = LAP + Р.. (5.10) Таким образом, элемент может работать как делитель пневматического сигнала, про!орционального значению параметра. При настройке дроссельного сумматора проверяю [ ею i ермегичносгь, пропускную способность и коэффициент передачи. Проверка гермегичностн. Для проверки герметичности дросселя на штуцер ? (рис. 5.9, а) ставят заглушку, регулируемый дроссель закрывают, к штуцеру 3 подводят питание Pj = 160 кПа При герметичном дроссельном сумматоре течи на выходе штуцера 1 не ;юлжно бы1ь. Проверка пропускной способвости. Для проверки пропускной способности дроссельного сумматора на вход 3 подводят питание Pj - 140 кПа, к выходу / подключают манометр, постоянный хфоссель поворачивают на два-три оборота от закрытого положения. Регулируя переменный дроссель, устанавли- 0 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 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [64] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||