2.6. Исполнительные устройства в системах управления
Для выполнения задачи управления, непосредственного воздействия на объект управления или на определенный параметр данного объекта применяют исполнительные устройства. Исполнительные устройства могут быть механическими, гидравлическими, электрическими, комбинированными и т.д. В качестве исполнительного органа исполнительного устройства может быть использован асинхронный двигатель, двигатель постоянного тока, гидроцилиндр и т.д. Для функционирования элементов технологического оборудования (регулировки скорости вращения, перемещения, положения, подачи и т.д.) используются двигатели постоянного тока. Для элементов, обеспечивающих вспомогательное движение (открыть-закрыть, погрузить-разгрузить) используются асинхронные электродвигатели. Гидроцилиндры могут использоваться для переключения скорости станков, в поворотных механизмах, в роботах и т.д. Схематическое изображение релейного регулятора расхода приведено на рисунке 50. Исполнительным органом в данном случае выступает электродвигатель постоянного тока.
Рис.50. Схематическое изображение релейного регулятора расхода
с электродвигателем постоянного тока
На рисунке 50 потенциометр используется, как датчик обратной связи. Его сопротивление изменяется в зависимости от положения заслонки.
Так как данная система является следящей, то должен быть обеспечен реверсивный режим работы привода заслонки, для чего возможно применение устройства реверсирования. Схематическое представление подобного устройства, выполненного на транзисторах, реле и тиристорах показано на рисунке 51.
Рис.51. Устройство реверсирования двигателя исполнительного механизма
2.7. Анализ систем управления
Основными задачами анализа систем управления является изучение влияния составных звеньев системы и их соединений на свойства всей системы, преобразование многоконтурных структурных схем в эквивалентные одноконтурные схемы с целью упрощения определения передаточных функций звеньев и последующее определение устойчивости и качества процесса управления.
Функциональный анализ системы начинается с составления ее принципиальной схемы. Принципиальная схема термического агрегата представлена на рисунке 52. В представленной схеме каждое звено соответствует реальному звену системы управления. Исполнительный орган преобразовывает электрические управляющие сигналы в параметры управляющего воздействия (силу тока для электрической печи, расход топлива для печей на топливе (газ и т.д.). Печь в некоторых случаях может быть заменена индуктором.
Рис.52. Принципиальная схема термического агрегата
В соответствии с ошибкой управления, представляющей собою разницу температур, регулятор корректирует величину управляющего воздействия.
Преобразуем принципиальную схему системы управления в структурную схему, для удобства представив имеющиеся звенья системы их передаточными функциями, и получим:
Рис.53. Структурная схема термического агрегата.
Алгоритмическая схема преобразования и прохождения сигнала и является структурной схемой системы автоматического управления, где представлены в графическом виде звенья модели системы с указанием связей между ними. Структурная схема в сущности представляет собой графическое изображение системы уравнений, описывающих поведение звеньев и элементов САУ.