1.6. Электромагнитный исполнительный механизм
Представляет собой механический клапан с электромагнитом. Сердечник электромагнита соединен с клапаном. В системах автоматизации применяется редко, и лишь в тех случаях, когда технологический процесс или установка допускают ударный режим закрытия – открытия клапана или задвижки. Для регулирования величины проходного сечения ЗРА такие механизмы не применяются.
Общее устройство электромагнитного исполнительного механизма (ЭМИМ) приведено на рис. 1.19.
В исходном состоянии пружина давит на сердечник и прижимает клапан к седлу. Проход закрыт. При подаче электрического тока на катушку в ней возникает электромагнитное поле, которое втягивает в катушку сердечник. Сердечник поднимает клапан и проход открывается. Пока по катушке течет электрический ток, клапан будет открыт. При снятии с катушки тока электромагнитное поле исчезает, пружина прижимает сердечник и клапан к седлу. Проход закрывается. Клапаны используются для управления потоками жидкости и газа. Электромагнитные клапаны различаются по сечению трубопровода, давлению среды, напряжению катушки.
Рис. 1.19. Общее устройство ЭМИМ
На рис. 1.20. представлены примеры выполнения электромагнитных клапанов.
Рис. 1.20. Примеры выполнения электромагнитных клапанов
2. Функциональные схемы суим. Основные задачи
исследования и стадии проектирования суим
Классификация систем управления исполнительными
механизмами
СУИМ можно классифицировать по ряду основных признаков.
1. По степени автоматизации функций управления:
- системы ручного управления (человек-оператор вырабатывает и реализует стратегию управления); как правило, это СУИМ без регуляторов координат объекта управления (ОУ), например релейно-контакторные системы управления (РКСУ) электроприводами мостового крана на основе типовых релейно-контакторных панелей управления;
- системы автоматизированного управления (человеко-машинные СУИМ); человек-оператор задает и корректирует задание (уставки) процесса управления ОУ, а СУИМ (аналоговые или дискретные) осуществляют оптимальную в некотором смысле отработку задающих воздействий;
- системы автоматического управления ИМ (без участия человека); в этом случае аналоговые или микропроцессорные средства управления берут на себя функции и выработки оптимальных заданий (уставок), и управления технологическим процессом; оператор в таких АСУТП вмешивается в ход технологического процесса лишь при нештатных ситуациях.
2. По типу исполнительного механизма:
- электрические (электромеханические) СУИМ на основе ЭИМ (ЭМСУ или, что тоже самое, СУЭП);
- гидравлические СУИМ на основе ГИМ;
- пневматические СУИМ на основе ПИМ;
- электромагнитные СУИМ;
- комбинированные СУИМ (электрогидравлические, электропневматические, электропневмогидравлические и иные).
3. По характеру протекания процессов в СУИМ и, соответственно, форме математического описания:
- непрерывные (аналоговые) СУИМ;
- дискретные (релейные, импульсные, цифровые) СУИМ;
- дискретно-непрерывные, в том числе цифро-аналоговые СУИМ.
4. По принципу управления (характеру задач управления):
- системы стабилизации;
- системы программного управления;
- следящие системы и системы воспроизведения движений.
5. По наличию существенных нелинейностей в СУИМ:
- линейные (линеаризованные) СУИМ;
- нелинейные СУИМ.
По наличию силового преобразователя подводимой энергии:
- СУИМ без силового преобразователя энергии (с непосредственной коммутацией электродвигателя к промышленной электросети, непосредственным ручным подключением ПИМ и ГИМ соответственно к пневматической или гидравлической линии);
- СУИМ с силовым преобразователем энергии (с электромашинным, тиристорным, транзисторным, электропневматическим преобразователем, электрогидроусилителем и др.).
7. По виду выходной координаты ИМ или технологической координаты ОУ:
- системы регулирования скорости РО ИМ;
- системы регулирования положения РО ИМ;
- системы регулирования давления или расхода;
- системы регулирования температуры;
- системы регулирования уровня жидкости;
- системы регулирования иных технологических координат.
8. По наличию и типу обратных связей:
- разомкнутые СУИМ (без обратных связей);
- замкнутые СУИМ:
- по ошибке регулирования (с регулированием по отклонению выходной технологической координаты от заданного значения);
- по вектору состояния ОУ (полному или редуцированному);
- с компенсацией возмущающих воздействий ОУ (с регулированием по возмущению);
- с комбинированным управлением.
9. По принципу управления:
- СУИМ постоянной скорости с релейно-импульсным управлением;
- СУИМ переменной скорости с аналоговым или дискретным управлением.
10. По типу регуляторов, применяемых в устройстве управления:
- с аналоговыми или цифровыми регуляторами класса “вход-выход”;
- с релейными регуляторами класса “вход-выход”;
- с аналоговыми или дискретными регуляторами состояния.
11. По числу и связности каналов управления:
- одномерные СУИМ (со скалярным управлением);
- многомерные СУИМ с автономными (невзаимосвязанными) каналами управления (с субвекторным управлением);
- многомерные многосвязные СУИМ (с векторным управлением).
По типу элементной базы устройства управления:
- на основе операционных усилителей в интегральном исполнении;
- на основе логических (комбинационных и последовательностных) интегральных микросхем малой и средней степени интеграции;
- на основе унифицированных блочных систем регуляторов типа УБСР-АИ, УБСР-ДИ и т.п.;
- на основе микропроцессорных комплектов БИС, промышленных микропроцессорных компактных или модульных контроллеров, микропроцессорных комплексов технических средств управления технологическими процессами и др.
Сложные автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) на основе СУИМ классифицируют также по функционально-структурным признакам (централизованные и распределенные, локальные одноуровневые и иерархические многоуровневые и т.п.).
- Системы управления исполнительными механизмами
- Оглавление
- Принятые сокращения
- Введение
- Классификация и общее устройство исполнительных механизмов
- 1.1. Исполнительные механизмы. Основные понятия.
- Классификация исполнительных механизмов
- Электрические исполнительные механизмы
- 1.3.1. Исполнительные механизмы электрические однооборотные
- Структура условного обозначения и основные параметры им мэо:
- 1.3.2. Исполнительные механизмы электрические многооборотные
- 1.3.3. Исполнительные механизмы электрические прямоходные
- Пневматические исполнительные механизмы
- Гидравлические исполнительные механизмы
- Электрогидравлических клапанов
- 1.6. Электромагнитный исполнительный механизм
- 2.2. Обобщенные функциональные схемы, координаты и параметры суим. Функциональные элементы суим.
- . Основные задачи исследования и стадии проектирования суим
- 2.3.1. Основные задачи исследования суим
- 2.3.2. Стадии проектирования суим
- 3. Математическое описание и характеристики суим
- 3.1. Формы математического описания линейных суим
- 3.2. Линеаризация нелинейных элементов суим
- 3.3. Статические и динамические характеристики суим
- 3.3.1. Статика суим. Коэффициенты ошибок суим по положению, скорости и ускорению
- 3.3.2. Динамика суим. Свободные и вынужденные переходные процессы
- 4. Общие Принципы работы и математические модели элементов суим
- 4.1. Исполнительные механизмы
- 4.2. Приводы
- 4.2.1. Коллекторные двигатели постоянного тока
- 4.2.2. Бесколлекторные двигатели постоянного тока
- 4.2.3. Асинхронные двигатели
- 4.2.4. Синхронные двигатели
- 4.2.5. Шаговые двигатели
- 4.3. Силовые преобразователи энергии
- 4.3.1. Электромашинные преобразователи
- 4.3.2. Тиристорные преобразователи
- 4.3.3. Транзисторные и симисторные преобразователи
- 4.4. Датчики координат суим
- 4.5. Регуляторы, корректирующие звенья
- 1. Пропорциональный регулятор (п-регулятор).
- 2. Интегральный регулятор (и-регулятор).
- 3. Дифференциальный регулятор (д-регулятор).
- 4. Пропорционально-интегральный регулятор (пи-регулятор).
- 6. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (пид-регулятор).
- 5. Общие принципы построения суим
- 5.1. Релейно-контакторные суим
- 5.1.1. Рксу асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором
- 5.1.2. Рксу асинхронным двигателем с фазным ротором
- 5.2. Бесконтактные суим постоянной скорости
- 5.3. Системы стабилизации выходной координаты объекта управления. Типовые методы улучшения качества регулирования
- В статике, т.Е. В установившихся (квазиустановившихся) режимах функционирования систем стабилизации можно сформулировать два основных тесно взаимосвязанных требования:
- 5.4. Системы программного управления, способы ограничения координат суим
- 5.5. Системы следящего управления, понятие добротности
- 6. Синтез суим
- 6.1. Подчиненное регулирование координат
- 6.2. Оптимальные настройки контуров регулирования
- 6.2.1. Технический оптимум
- 6.2.2. Симметричный оптимум
- 6.2.3. Апериодический оптимум
- 6.3. Типовая методика структурно-параметрического синтеза
- 7. Системы регулирования скорости эим
- 7.1. Система регулирования скорости “Тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока”
- 1. Синтез контура регулирования тока якоря.
- 2. Синтез контура регулирования скорости.
- 7.6. Переходный процесс в сар скорости при скачке задания
- Р ис. 7.7. Переходные процессы в сар скорости при ударном приложении нагрузки на валу электропривода
- 7.2. Система регулирования скорости “Генератор - двигатель постоянного тока”
- 7.4. Системы управление эим переменного тока
- 8. Системы регулирования положения эим
- 8.1. Режимы перемещения рабочих органов
- 8.2. Сар положения с линейным регулятором
- 8.3. Сар положения с нелинейным регулятором
- Подставляя в это соотношение выражение (8.2) для Kрп в режиме средних перемещений получим
- 8.4. Инвариантные и квазиинвариантные следящие суим
- 9. Дискретно-непрерывные суим
- 9.1. Дискретизация сигналов и z-преобразование
- 9.2. Дискретные передаточные функции и разностные уравнения при описании суим
- 9.3. Синтез цифровых систем управления
- 9.3.1. Методы дискретизации аналоговых регуляторов и билинейного преобразования
- 9.3.2. Метод переменного коэффициента усиления
- 9.3.3. Метод аналитического конструирования цифровых регуляторов состояния
- Синтез свободного движения сау
- Синтез вынужденного движения сау
- 10. Интеллектуальные суим
- 10.1. Функциональная структура интеллектуальной суим
- 10.2. Технические средства интеллектуализации суим
- 10.3. Суим на основе средств управления фирмы овен
- Заключение
- Список литературы