Пояснения к работе

Цель работы и задание

Цель работы: получение практических навыков по разработке функциональных схем автоматических систем регулирования (АСР) тепловых процессов ТЭС и изучение принципа действия, конструкции и характеристик основных элементов схем тепловой автоматики

Для этого необходимо:

- ознакомиться со структурой основных схем регулирования тепловых процессов ТЭС;

- изучить назначение, конструкцию, принцип действия и характеристики основных блоков аппаратуры регулирования;

- разработать функциональные схемы для заданных объектов, типа аппаратуры, параметра регулирования;

- реализовать разработанную схему на лабораторном стенде и провести анализ ее работы при заданных преподавателем условиях;

- составить функциональную схему АСР из элементов, заданных преподавателем.

Пояснения к работе

На лицевой панели стенда установлены как реальные устройства систем регулирования в виде, удобном для изучения их конструкции и принципа действия, так и даны схематические изображения элементов систем регулирования. Под каждым устройством и условным изображением элемента АСР установлена сигнальная лампа, которая зажигается нажатием одной из клавиш коммутаторов А,Б,В,Г. В нижней части панели приведена таблица коммутации сигнальных ламп. Набор функциональной схемы на стенде заключается в зажигании сигнальных ламп под устройствами, входящими в схему.

Большинство АСР, применяемых на ТЭС [1,2], относится к стабилизирующим системам, призванным поддерживать заданное значение регулируемой величины. Эти системы могут следить за изменением как одного, так и нескольких параметров. Самыми простыми являются одноконтурные АСР, следящие за регулируемой величиной (рис.1).

рис.1.

Регулирующий прибор 1 сравнивает заданное значение регулируемой величины u с действительным y и в случае их неравенства, вызванного изменением внешнего возмущения ν на объект 2 или u, воздействует на регулирующий орган 3, изменяя величину входного воздействия х таким образом, чтобы у вновь вернулась к заданному значению. По таким схемам осуществляется регулирование разрежения в топке котлов, давление пара в деаэраторе, температура аэросмеси на выходе барабанных мельниц. Основным недостатком этих САР является то, что они вступают в работу лишь после отклонения регулируемой величины от заданного значения. Поскольку большинство объектов обладает инерционностью, то возникающее отклонение регулируемой величины устраняется лишь через какое-то время, что ведет к существенным отклонениям у, т.е. к снижению качества регулирования.

Задание: составление структурной схемы регулирования параметра объекта, в состав которой входит регулятор «Каскад» и датчик термометр сопротивления. Структурная схема регулирования представлена на рисунке 2.

Система регулирования состоит из объекта управления и регулятора, подсоединенного к объекту с помощью обратной связи.

ОУ ОУ

Датчик: tR

Пусковое устройство ПМРТ-69

Исполнительный механизм: МЭО

У

Х

Первичный преобразователь: Ш-79

Измерительный блок: И-04

Регулирующий блокР-12

Блок управления: БУ-12

Рис.2

Автоматические регуляторы серии «Каскад»

Регуляторы серии «Каскад-1» построены по блочно-модульному принципу, используют унифицированный сигнал связи 0-5мА и 0-20мА и обеспечивают: суммирование и компенсацию сигналов, поступающих от первичных преобразователей (датчиков), и усиление этих сигналов до значения, необходимого для управления пусковым устройством исполнительного механизма. Регуляторы реализуют пропорциональный (П), пропорционально-интегральный (ПИ), пропорционально-дифференциальный (ПД) и пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) законы регулирования в пульсирующем и аналоговом режимах изменения выходного сигнала.

К основным блокам аппаратуры относятся:

1. Измерительный блок И-04позволяет осуществить суммирование четырех сигналов от первичных измерительных преобразователей, компенсацию полученной суммы сигналом встроенного корректора, введение сигнала задания от внешнего задатчика. Выходной сигнал блока, пропорциональный разности между заданным значением и алгебраической суммой входных сигналов, подается на регулирующие блоки Р-12, Р-21 и другие функциональные блоки.

2. Регулирующий релейный блок Р-21 служит для формирования импульсов управления электрическим исполнительным механизмом. Переключение выходных цепей Р-21 с автоматического управление на ручное и обратно осуществляется с помощью блока управления БУ-21.

3. Регулирующий аналоговый блок Р-12 формирует выходной сигнал 0-5мА. Входные сигналы вводятся в блок с выхода И-04 или от первичных измерительных преобразователей.

4. Функциональные блоки: суммирования А-04, умножения А-31, деления А-32, дифференцирования Д-01 и др.

5. Блок динамического преобразования Д-03 обеспечивает реализацию передаточной функции одного из следующих звеньев: дифференцирующего, интегрирующего и пропорционального. Блок имеет три ступени автоподстройки параметров.

6. Устройство задающее ЗУ-11 и ЗУ-05 предназначено для оперативного изменения заданного значения регулируемой величины с пульта управления. Представляет собой переменный резистор со шкалой.

7. Блоки управления аналогового БУ-12 и релейного БУ-21 регуляторов предназначены для безударного переключения управления пусковыми устройствами исполнительного механизма с автоматического управления на дистанционное с помощью кнопок «больше», «меньше».

8. Первичные измерительные преобразователи (ИП) типов Ш-78, Ш-79, Сапфир-22. Преобразователь Ш-78 предназначен для линейного преобразования сигналов электрических термопреобразователей (термопар) и сигналов датчиков напряжения постоянного тока в унифицированный сигнал 0-5мА. Преобразователь Ш-79 предназначен для линейного преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления в унифицированный сигнал 0-5мА. Преобразователь Сапфир-22 обеспечивает непрерывное преобразование давления избыточного, разряжения, разности давления в унифицированный токовый сигнал 0-5мА или 0-20мА. Погрешность преобразования от 0,25% до 1%. Первичные преобразователи Ш-78, Ш-79, Сапфир-22 применяют также с аппаратурой АКЭСР.

9. Пусковые устройства обеспечивают необходимое усиление мощности управляющих сигналов, поступающих от регулирующего блока при автоматическом регулировании или от оператора при дистанционном управлении. Пусковые устройства бывают контактные и бесконтактные. Каждый тип пускового устройства рассчитан на работу с определенным типом исполнительного механизма. Основным из контактных пусковых является пускатель магнитный реверсивный с электроконденсаторным тормозным устройством типа ПМРТ-69. Контактор имеет две катушки, на которые поступают сигналы управления «больше» и «меньше», и связанные с ними системы контактов. При поступлении на первую катушку команды «больше» связанные с ней контакты замыкаются, и на исполнительный механизм подается напряжение питания с чередованием фаз А, В, С. При поступлении на другую катушку команды «меньше» замыкается ее система контактов. При этом на исполнительный механизм будет подано напряжение с чередованием фаз А, С, В. Это приведет к изменению направления вращения исполнительного механизма. Основной недостаток контактных пусковых устройств — невысокая надежность контактной системы. Бесконтактный тиристорный пускатель У-101 обеспечивает реверсивное управление трехфазными электродвигателями мощностью до 1,1кВт. (рис.5)

рис.3

В качестве коммутирующих элементов в пускателе используют тиристоры VS1-VS4. Если управляющее напряжение поступает на зажимы 7-8, то на выходе блокинг-генератора 1 появляются импульсы, вызывающие открытие тиристоров VS1 и VS4. При этом на электродвигатель М исполнительного механизма подается напряжение с чередованием фаз А, В, С. При поступлении сигнала управления на зажимы 9-8 на выходе блокинг-генератора 2 появляются импульсы, открывающие тиристорыVS2, VS3. На двигатель будет подано напряжение с чередование фаз А, С, В и он начнет двигаться в противоположную сторону.

Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2 предназначен для управления исполнительными механизмами, оснащенный однофазными электродвигателями с симметричными обмотками.

Исполнительные механизмы предназначены для перемещения регулирующего органа. Они состоят из металлического корпуса, в котором размещаются электродвигатель, редуктор, узел ручного привода, два датчика положения выходного вала и концевые выключатели. Полный ход выходного вала может быть от 90° до 270°. Исполнительные механизмы характеризуются: крутящим моментом М_кр, временем полного хода Т_им, номинальным полным ходом Y_им . Так для различных модификаций механизмов типа МЭО М_кр =4-400 кгс·м, Т_им = 10-160 с, Y_им=0,25; 0,68 оборота.

Вывод: в ходе лабораторной работы ознакомился с принципом действия, конструкции и характеристик основных элементов схем тепловой автоматики, изучил назначение, конструкцию, принцип действия и характеристики основных блоков автоматического регулятора серии «Каскад»; разработал функциональную схемы для автоматического регулятора серии «Каскад» с термометром сопротивления.

Выполнил студент ЭнФ 4-5	Широковских А.Н.
Принял преподаватель	Тырникова Ю.В.