И системы регулирования
Электрические и комбинированные регуляторы
Развитие микроэлектроники в 60 – 70-е годы ХХ века позволило создать Комплекс аналоговых электрических средств регулирования (АКЭСР). АКЭСР – это система регулирующих и функциональных устройств, предназначенных для преобразования аналоговых сигналов от преобразователей (дифференциально-трансформаторных, термоэлектрических и термометров сопротивления), обработки и хранения информации и выработки командных сигналов для электрических, электрогидравлических и электропневматических исполнительных механизмов.
Регулирующие и функциональные устройства АКЭСР изготавливаются в двух исполнениях приборном и шкафном. В приборном исполнении каждый блок, имеющий определенное функциональное назначение, имеет встроенный автономный блок питания и заключен в корпус, рассчитанный на установку в щит. На лицевой стороне каждого такого блока установлены органы оперативного управления, контроля и сигнализации. В шкафном исполнении каждый блок выполнен в виде субблока, предназначенного для установки во вставной каркас, который монтируется в шкафу, пульте, навесном контейнере. В этом случае субблоки запитываются от группового источника питания.
В комплект АКЭСР входят также выносные устройства оперативного управления (задатчики и блоки ручного управления), которые размещаются на пультах операторов.
Дальнейшее развитие микроэлектроники позволило создать Комплекс технических средств для локальных информационно-управляющих систем на базе микросхем и микропроцессоров КТС ЛИУС-2 (система МикроДАТ). Данный комплекс предназначен в основном для построения автоматизированных систем управления отдельными установками, агрегатами (группами агрегатов) и технологическими процессами с небольшим числом контролируемых и управляемых величин. Средства КТС ЛИУС-2 могут применяться также в качестве устройства связи с объектом и оперативным персоналом управляющих вычислительных комплексов.
В КТС ЛИУС-2 входят следующий основной набор элементов:
ЭУ – элемент управления, обеспечивающий обмен по внутри блочной магистрали;
ЭП – элемент памяти, подключен к внутриблочной магистрали;
ЭС – элементы согласования и контроллеры, подключены к внутриблочной магистрали;
ЭВ – элементы ввода-вывода с унифицированными сигналами, подключены к внутриблочной магистрали;
ЭИ – элементы информации, предназначены для подключения к внутриблочной магистрали периферийных устройств с неунифицированными сигналами;
ЭР – элементы расширения, арифметические и другие, подключаемые к внутриблочной магистрали;
ЭО (ЯО) – элементы (ячейки) отображения технологической информации и ручного ввода, подключаются к внутриблочной магистрали через элементы ЭВ или ЭИ;
ЭК – концентраторы, подключаются к внутриблочной магистрали через элементы ЭВ;
ЭМ (МТ) – элементы (модули) нормализации, преобразования и усиления сигналов.
Конкретное содержание системы автоматизации того или иного объекта зависит от технических требований к автоматизированной системе управления технологическими процессами и определяется проектом. При разработке проекта производят выбор элементов КТС ЛИУС-2, определяют количество, размещение и функциональное сопряжение.
Программное обеспечение системы осуществляется от вычислительного комплекса. Основной частью КТС ЛИУС-2, управляющей приемом и выдачей сигналов управления и обмена с элементами памяти, является элемент управления КС59.01. Средняя скорость выполнения команд – 150 тыс. операций в секунду.
Следующим шагом в развитии средств автоматизации стал Комплекс Технических Средств Контроля, Управления, Регистрации и Сигнализации (КТС КУРС-2). Он предназначен для централизованного контроля и управления инженерным оборудованием крупных общественных и административных зданий, промышленных предприятий, энергетических объектов и других сооружений при наличии большого числа инженерных установок, расположенных в радиусе 2 – 4 км, не требующих высокого быстродействия.
Система КТС КУРС-2 способна выполнять следующие функции:
1) контроль значений технологических величин, положения исполнительных механизмов регулирующих органов и величины задания местным регуляторам по запросу оператора;
2) управление исполнительными механизмами, двигателями (пускателями двигателей) технологического оборудования или задатчиками местных регуляторов дистанционно по запросу оператора;
3) регистрацию значений контролируемых технологических величин, состояний управляемых устройств с указанием источника информации и времени исполнения операции – автоматически или по запросу оператора;
4) автоматическую сигнализацию появления неисправности в системе с указанием пункта (точки), обнаружения неисправности;
5) регистрацию источника неисправности и время появления сигнала о ней автоматически или по запросу оператора;
6) автоматический сбор измерительной информации и информации о состоянии оборудования по программе или по запросу оператора;
7) автоматический сбор информации об отклонении от заданных параметров или от заданного состояния оборудования по программе или по запросу оператора;
8) автоматическое управление работой группы агрегатов и отдельных установок по программе или по команде оператора.
Состав оборудования КТС КУРС-2 для каждого объекта определяется конкретным проектом.
В качестве исполнительных механизмов используются в основном электрические двигатели с дополнительными устройствами.
Механизмы серии ДР (ДР – М и ДР – 1М) предназначены для работы с двухпозиционными автоматическими регуляторами. Для управления регулирующими органами с поворотным перемещением они имеют на выходе редуктора диск, механизм ДР – М еще и шток для управления регулирующими органами с поступательным перемещением.
Механизмы серии ПР (ПР – М и ПР – 1М) предназначены для работы в системах пропорционального (статического) регулирования. В основном аналогичны исполнительным механизмам серии ДР, но отличаются от них устройством выключателя, позволяющего остановить механизм в любом промежуточном положении в пределах от 0° до 180°, а также наличием реостата обратной связи, подвижный контакт которого кинематически связан с выходным валом исполнительного механизма.
Механизм МЭО предназначен для перемещения регулирующих органов в контактных и бесконтактных системах автоматического регулирования и дистанционного управления. Он оснащен двухфазным реверсивным электродвигателем с малоинерционным ротором, что допускает работу в стопорном режиме при полном напряжении питания, поэтому допускается применение упоров ограничивающих угол поворота.
Механизм ИМТМ предназначен для быстрого перемещения регулирующего органа. Механизм оснащен асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Управляют электродвигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя с помощью концевых выключателей. Угол поворота выходного вала механизма 0 – 350°.
Механизмы серии МЭМ предназначены для привода многооборотных запорных и регулирующих органов с винтовым шпинделем (задвижек, вентилей, заслонок). Механизм состоит из привода (электродвигателя), планетарного редуктора и концевых выключателей.
В качестве регулирующих органов для работы с электрическими исполнительными механизмами используют дроссельные (клапаны и поворотные заслонки) регулирующие органы, аналогичные тем, которые используются в пневматических системах, а также тиристорные преобразователи либо специальные приводы ПМУ.