П-регулятор уровня жидкости. Автоматизированное управление электроприводом с динамическим торможением

1. П - регулятор уровня жидкости.

Гидравлические регуляторы — это регулирующие устройства, в кото­рых носителем сигнала, реализующим требуемые законы регулирования, является жидкость (обычно минеральное масло или вода).

Основными преимуществами гидравлических регуляторов является возможность обеспече­ния больших мощностей исполнительных механизмов, их высо­кая надежность, высокая скорость распространения управляю­щих сигналов. Датчики гидравлических регуляторов отличаются простотой конструкции и не требуют использования вспомогательной энергии, так как не имеют встроенных усилителей.

Вместе с тем гидравлические регуляторы обладают рядом недостатков, вытекающих в основном из того, что в качестве рабочего агента используется жидкость под давлением. Это требует тщательной герметизации соединительных линий, по­рождает зависимость параметров регуляторов от температуры и вязкости жидкости. В гидравлических регуляторах легко реа­лизуется интегральный закон регулирования (И-закон), но весьма затруднена реализация пропорционально-интегрального (ПИ-закона) и пропорционально-интегрально-дифференциаль­ного (ПИД-закона) законов регулирования с широким диапа­зоном изменения параметров настройки. Наличие гидропроводов ограничивает допустимые расстоя­ния между отдельными элементами гидравлических регулято­ров, в частности, датчики должны устанавливаться в непосред­ственной близости от регулирующего устройства и задатчика.

Недостатки гидравлических регуляторов, ограничивающие область их применения, обусловили разработку и применение электрогидравлических регуляторов, основанных на использо­вании электрических и гидравлических устройств.

В электрогидравлических регуляторах регулируемые величины изме­ряются и контролируются электрическими методами и средствами, а в ка­честве исполнительных устройств используются гидравлические меха­низмы.

Применение датчиков с электрическим выходом существен­но расширяет число типов регулируемых величин, снимает ограничения на допустимые расстояния между элементами элек­трогидравлических регуляторов. Использование гидравлических исполнительных механизмов обеспечивает большую выходную мощность.

Коррекция управляющих сигналов в электрогидравлических регуляторах обеспечивается электрическими корректирующими устройствами, конструируемыми на основе пассивных RC-контуров. Это позволяет легко реализовать ПИ-, ПИД- и ПД-законы регулирования с широким диапазоном изменения парамет­ров регулятора.

Необходимость использования двух видов энергии — элек­трической и гидравлической является недостатком электрогид­равлических регуляторов.

Гидравлические регуляторы используются в системах авто­матики, в которых для управления объектами требуются зна­чительные усилия и высокое быстродействие при небольших расстояниях между отдельными элементами регуляторов. При этом в таких системах автоматики предпочтительными закона­ми регулирования являются И-, П- и ПИ-законы.

Электрогидравлические регуляторы применяют в системах автоматики, в которых для управления объектами также тре­буются значительные усилия, но предпочтительнее применять электрические датчики, а также нужно реализовать ПИ- и ПИД-законы регулирования с широким изменением диапазона настройки параметров регуляторов.

Как гидравлические, так и электрогидравлические регуля­торы особенно целесообразно применять в системах автомати­ки, в которых автоматизируемые процессы используют рабочие жидкости регуляторов.

Функциональная схема   гидравлического   регулятора    пред­ставлена на рис.1б. Она включает в себя струй­ную трубку 1, гидрав­лический исполнитель­ный механизм 2, регу­лируемый   дроссель 3. Входной      переменной

Рис. 1. Функциональная схема и устройство гидравлического регулятора

регулятора является перемещение l струйной трубки, играющей роль преобразователя механического перемещения в давление жидкости. Выходной переменной регулятора является перемеще­ние x штока гидравлического исполнительного механизма.

Перемещение l струйной трубки, обусловленное изменением сигнала у гидравлического датчика вызы­вает изменение перепада давления DР-=Р₁—Р₂ в полостях исполнительного механизма и изменение координаты х, кото­рое влечет за собой перемещение соответствующего регулиру­ющего органа в системе автоматики.

Переменный дроссель служит для изменения настройки ре­гулятора путем изменения величины давления жидкости.

В гидравлических П-регуляторах перемещение х пе­редается на вход регулятора (в сумматор) через устройство обратной связи. Это устройство реализуется с помощью рычажно-пружинного механизма, преобразующего перемещение вы­ходного органа ИМ в отрицательное перемещение струйной

трубки. Схема простейшего гидравлического П-регулятора, со­держащего обратную связь описанного вида, представлена на рис.1 в. Обратная связь в этой схеме содержит лекало 1, ролик 2, пружину 3 и корректор 4, служащий для настройки значения коэффициента усиления обратной связи.