7. Технические средства использования командной информации и воздействия на объект управления. Исполнительные устройства
Исполнительные механизмы и устройства промышленных систем автоматики входят в четвертую функциональную группу изделий ГСП – группу устройств использования командной информации в целях воздействия на процесс и для связи с оператором.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМАМ, И ИХ ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Основные требования к исполнительным механизмам и методы их испытаний определены ГОСТами.
Исполнительный механизм, работающий в системе автоматического регулирования, должен не только совершать работу по перемещению регулирующего органа, но и обеспечивать это перемещение с возможно меньшими искажениями законов регулирования, формируемых регулирующим устройством. Поэтому одним из основных требований, предъявляемых ко многим исполнительным механизмам, является требование обеспечения быстрого действия в работе (быстроты срабатывания) и необходимой точности. К исполнительным механизмам предъявляется также ряд требований конструктивного, эксплуатационного и экономического характера.
Они выражаются в следующем:
исполнительный механизм должен иметь минимальные габариты и вес, быть конструктивно простым, обладать высокой надежностью и коррозионной устойчивостью, а также обеспечивать плавность и равномерность движения приводного механизма;
исполнительный механизм должен быть безопасен в эксплуатации, устойчив в работе, обеспечивать постоянство скорости перемещения приводного (рабочего) органа, а также возможность регулирования скорости и развиваемого им крутящего момента;
исполнительный механизм должен иметь устройство защиты для предохранения приводного органа от перегрузок и поломок, а также систему ручного дублера на случай возможных отказов в схеме управления приводом или при нарушении энергоснабжения, обеспечивать возможность дистанционной передачи положения приводного органа, а также возможность контроля изменения его момента сопротивления.
Общие сведения об исполнительных устройствах
К основным блокам исполнительного устройства относятся исполнительный механизм и регулирующий орган, которые конструктивно могут быть объединены в едином изделии или собираются из индивидуально выпускаемых блоков. Под исполнительным механизмом в общем случае подразумевают блок исполнительного устройства (см. рис. 5.1), преобразующий входной управляющий сигнал от регулирующего устройства в сигнал, который через соответствующую связь осуществляет воздействие на регулирующий орган или непосредственно на объект регулирования. Регулирующим органом называют блок исполнительного устройства, с помощью которого производится регулирующее воздействие на объект регулирования.
|
Рис. 5.1 Блок-схема исполнительных устройств |
классификация исполнительных механизмов
По виду потребляемой
1. Электрические, использующие для своего действия электрическую энергию.
2. Пневматические, использующие энергию сжатого воздуха или газа.
3. Гидравлические, использующие энергию жидкости
4. ИМ, использующие энергию паров воды или легкокипящей жидкости.
5. ИМ, использующие энергию газов, образующихся при взрыве (механизмы взрывного действия).
6.ИМ с использованием энергии газов, образующихся при нормальном протекании химической реакции (механизмы химического действия).
7. ИМ, использующие потенциальную энергию падающего груза или сжатой пружины (грузовые и пружинные исполнительные механизмы).
По своему исполнению эти механизмы делятся на две категории:
а) нормального исполнения;
б) специального исполнения.
К последним относятся исполнительные механизмы взрыво- и водозащищенные, тропического и морского исполнения, вибро- и морозостойкие и т. д.
По характеру и назначению работы
а) работающие по дискретному принципу («открыто - закрыто»);
б) работающие по закону непрерывной функции.
в) исполнительные механизмы следящего и программного действия.
По времени работы:
а) с продолжительным;
б) с кратковременным;
в) с повторно-кратковременным режимом работы.
По способу управления ИМ можно разделить на механизмы:
а) местного действия;
б) дистанционного действия;
в) телеуправляемые.
Электрические исполнительные устройства (ЭИУ) находят преимущественное распространение в системах автоматизации, использующих изделия электрической ветви ГСП. При необходимости использовать пневматические и гидравлические исполнительные устройства последние дополняются электропневмо- и электрогидропреобразователями.
Преимущества электрических исполнительных механизмов по сравнению с исполнительными механизмами, использующими для своей работы другие виды энергии, выражаются в следующем:
неограниченный радиус действия и управления;
возможность применения при отрицательной температуре окружающей среды;
простота в эксплуатации;
отсутствие сложной системы трубопроводов, требующих безукоризненной герметизации.
В зависимости от применяемого первичного двигателя электрические исполнительные механизмы можно разделить на две группы: моторные и соленоидные.
В моторных исполнительных механизмах, которые иногда называют электрическими приводами, силовым элементом является электродвигатель постоянного или переменного тока (асинхронный, синхронный или коллекторный).
В соленоидных исполнительных механизмах (их часто называют электромагнитными приводами) силовым элементом является соленоид или электромагнит постоянного или переменного тока.