Информатика и выч. техника \ Автоматическое проектирование дискретных устройств

Автоматизация управления установок с ДВС., страница 2

1. Автоматическое регулирование и управление обеспечивает параметры, недостижимые при ручном управлении. Например, при ручном парораспределении частота вращения паровой машины не могла превышать
1–2 об/мин. Из более современных примеров: при ручном регулировании температуры охлаждающей жидкости рекомендовалась предельная температура не выше 70–80 °C, чтобы оставить достаточный запас, учитывающий возможную невнимательность моториста и скорость его реакции. Заниженная температура повышает механические потери, температурные напряжения в деталях, а при работе на сернистых топливах - коррозию. Автоматическое регулирование температуры позволяет работать с температурой 85–90 °С, улучшая соответственно все названные параметры. Применение так называемых l-зондов, сигнализирующих о наличии свободного кислорода в ОГ, в системах автоматического управления составом смеси в бензиновых двигателях, обеспечивает эффективность работы нейтрализаторов, а тем самым – минимум токсичности ОГ.

2. Повышается надежность и долговечность работы установки. Аварийно-предупредительная сигнализация контролирует возникновение нештатных ситуаций и либо устраняет их, либо предупреждает оператора, а затем останавливает двигатель.

3. Сокращается численность обслуживающего персонала. Вместо команды мотористов, обслуживающих двигатель, на автоматизированной установке остается один дежурный механик, задача которого – следить за показаниями приборов.

4. Улучшаются условия труда персонала, обслуживающего установку. Дистанционное и автоматическое управление двигателем и его системами позволяет вывести персонал из зоны работы двигателя в звукоизолированный пост управления с комфортными условиями работы.

1.2. Объекты автоматизации в установках с ДВС

1. Операции, обеспечивающие рабочий процесс двигателя: газораспределение, состав рабочей смеси в двигателях легкого топлива, угол опережения зажигания и начала подачи топлива. Как правило, эти автоматические устройства действуют по принципу прямого управления или по компенсационному принципу – по изменению возмущающего воздействия.

2. Частота вращения вала двигателя – система автоматического регулирования скорости (САРС). Система действует по принципу измерения отклонения управляемого параметра (обратной связи), иногда в комбинации с управлением по изменению возмущающего воздействия.

3. Температура охлаждающей и смазывающей жидкостей, в современных двигателях иногда – температура наддувочного воздуха (САРТ). Системы действуют также по отклонению управляемого параметра.

4. Давление наддувочного воздуха – преимущественно в транспортных двигателях, для обеспечения требуемых тяговых характеристик. Принцип действия – такой же.

Современная тенденция заключается в создании систем комплексного оптимизирующего управления, контролирующих и регулирующих все перечисленные параметры так, чтобы обеспечить их наилучшее сочетание, соответствующее требованиям к установке, чаще всего по экономичности и токсичности ОГ.

5. Управление работой установки в целом – дистанционное автоматическое управление (ДАУ). Такие системы обеспечивают работу установки без вмешательства оператора на всех режимах, включая пуск, вывод под нагрузку и остановку.

Ограниченность времени позволит нам рассмотреть более или менее детально САРС и САРТ и вкратце принципы действия и проектирования систем ДАУ.

2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

2.1. Структурная схема САРС


Система автоматического регулирования скорости предназначена для поддержания заданного значения частоты вращения  j0. Ее структурная схема в самом общем виде показана на рис. 1.

Подпись: Рис. 1. Структурная схема системы регулирования скорости

Объект регулирования-двигатель 1, для которого входными сигналами являются нагрузка l (момент сопротивления на валу двигателя) и управляющее воздействие x (подача топлива). В зависимости от соотношения нагрузки и подачи топлива устанавливается выходная частота вращения j, это регулируемый параметр. Измеритель скорости 2 вырабатывает сигнал, который сравнивается в устройстве 3 с заданной частотой j0. Разность заданной и текущей частоты вращения передается в усилительное устройство 4 и далее исполнительному устройству 5 (топливный насос), который устанавливает подачу топлива. Устройства 2, 3, 4 и 5 образуют регулятор скорости.

Скачать файл