Котлоагрегаты

Другие объекты

Разное

Учебное пособие "Автоматическое регулирование объектов теплоэнергетики

Designed by:
Joomla Templates

11.1 Электрическая унифицированная система приборов автоматического регулирования «КАСКАД».

 

Конструктивно структурная схема системы «КАСКАД» состоит из: измерительного и нормирующего блоков, функциональных и регулирующих блоков, исполнительных механизмов, оперативных и вспомогательных устройств. (Рис. 11.1)

 

Функциональная структурная схема системы «КАСКАД»

Рис. 11.1 Функциональная структурная схема системы «КАСКАД»

 

Входные сигналы поступают от первичных измерительных преобразователей (датчиков) с унифицированными токовыми сигналами 0-5 мА. От датчиков с не унифицированными токовыми сигналами сигналы подаются на преобразователи, которые преобразуют их в унифицированные сигналы. Унифицированные токовые сигналы, пропорциональные значениям регулируемой величины, могут поступать на вход соответственно функциональных блоков, измерительного блока или непосредственно на регулирующие блоки Р-21 и Р-12. По своему функциональному назначению все устройства, относящиеся к аппаратуре «КАСКАД», делят на следующие группы: статического преобразования информации; динамического преобразования информации; оперативного управления; исполнительные механизмы; вспомогательные устройства.

 

Устройства статического преобразования информации.

Функциональные блоки. Блок суммирования А-04 – обеспечивает суммирование 4-х токовых сигналов 0-5мА, выдача результата также в виде токового сигнала 0-5мА. Блок умножения А-31 – выполняет операции умножения двух сигналов. Блок деления двух токовых сигналов   блок А-32. Блок извлечения корня А-33 – выполняет операцию извлечения квадратного корня в соответствии с зависимостью  Блок ограничения Н-02 – предназначен для применения в схемах автоматического регулирования в качестве устройства, обеспечивающего ограничение токового сигнала по минимуму и максимуму. Блок аналого-релейного преобразования Л-02 – реализует характеристику 2-х позиционного реле с зоной возврата. Используется в схемах синхронизации хода двух исполнительных механизмов и других схемах регулирования. Блок нелинейных преобразований БНП-04 – предназначен для воспроизведения статической функциональной зависимости  с помощью кусочно-линейной аппроксимации из шести участков. Блок диффиринцирования Д-01 – реализует передаточную функцию. Используется обычно в каскадных системах регулирования (регулирования температуры и давления пара). Блок динамического преобразования Д-03 – обеспечивает реализацию передаточной функции одного из следующих звеньев: реального дифференцирующего звена; идеального дифференцирующего звена; апериодического, интегрирующего и пропорционального звена. Особенностью блока является возможность дистанционного дискретного изменения коэффициента передачи и постоянной времени этих звеньев. 1-2 Измерительный блок И-04 осуществляет суммирование четырех токовых сигналов 0-5 мА. Служит для формирования сигнала рассогласования между сигналом задания входным и выходным сигналоми.

 

Устройства динамического преобразования информации.

Регулирующий блок аналоговый Р-12 – обеспечивает формирование выходного сигнала постоянного тока 0-5 мА, связанного с входными сигналами пропорциональным (П), пропорционально-интегральным (ПИ), и ПИД законом регулирования и имеет ограничитель выходного сигнала по min и по max, а также обеспечивает сглаживание (демпфирование) пульсаций входных сигналов. Регулирующий блок релейный Р-21 служит для формирования импульсов управления электрическими ИМ постоянной скорости, в комплекте с которыми обеспечивает ПИ закон регулирования.

 

Устройства оперативного управления.

Устройство задающее потенциометрическое ЗУ-11 предназначено для оперативного изменения  задающего значения регулируемой величины с пульта управления. Устройство, задающее токовое ЗУ-05 – обеспечивает формирование задания в виде унифицированного токового сигнала 0-5мА с ручным управлением. Применяется в тех случаях, когда в системе регулирования отсутствует измерительный блок и требуется распределение сигнала задания нескольким потребителям. Блок управления аналогового регулятора БУ-12 – предназначен для переключения выходных цепей регулирующего блока Р-12 с автоматического регулирования на ручное и обратно. Блок управления релейного регулятора БУ-21 – позволяет реализовывать следующие функции:

- переключение цепей управления ИМ постоянной скорости при работе его в комплекте с релейными регулирующим блоком Р-21 с возможностью установки трех режимов: автоматического управления; ручного управления, внешнего управления с блочного щита управления (БЩУ). Блок селектирования БСЛ-04 обеспечивает выделение нпибольшего и наименьшего токового сигнала.

 

Исполнительные устройства и механизмы.

В соответствии с двумя разновидностями регулирующих блоков Р-21 и Р-12 в системе «КАСКАД» имеется два вида усилителей мощности: для усиления аналогового сигнала 0-5мА и дискретного сигнала 0; 24В. Аналоговый усилитель мощности У-252 используется в комплекте с блоком Р-12 и предназначен для управления объектами , требующими непрерывного измерения электрического сигнала. Релейные усилители мощности используются в комплекте с релейными регулирующими блоками и электрическими ИМ постоянной скорости. В системе «КАСКАД» с регулирующим блоком Р-21 ИМ снабжаются пусковыми устройствами. Пусковые устройства обеспечивают необходимое усиление мощности управляющих сигналов, поступающих от регулирующего блока, при автоматическом регулировании или при ручном управлении от оператора. При использовании электрических исполнительных механизмов постоянной скорости управляющие сигналы носят характер импульсов одинаковой амплитуды. Пусковые устройства могут быть контактные и бесконтактные. Каждый тип пускового устройства рассчитан на работу в комплекте с определенным типом исполнительного механизма. С ИМ типа МЭОБ (механизм электрический однооборотный бесконтактный) используется теристорный усилитель мощности релейного типа У-101. С ИМ типа МЭО (механизм электрический однооборотный) – пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2. С ИМ типа МЭОК (механизм электрический однооборотный контактный) – пускатель магнитный реверсивный ПМРТ. Контактные пусковые устройства - пускатель магнитный реверсивный  предназначен для управления трехфазным асинхронным электродвигателем переменного тока мощностью 0,27 кВт, при напряжении 220/380 В,. либо электродвигатель мощностью 0,4-1 кВт типа МЭОК. Бесконтактные пусковые устройства (ПБР) применяют для бесконтактного управления электроприводом, используя при этом магнитный или тиристорный усилитель. Переход на бесконтактные пусковые устройства связан с недостаточной надежностью контактных магнитных пускателей. В тиристорном и магнитном усилителях сигнал, поступающий от регулируемого блока, усиливается до уровня, достаточного для управления исполнительным механизмом. В состав ИМ входят: асинхронный электродвигатель (2-х или 3-х фазный), редуктор, концевые или путевые выключатели, датчики положения, тормозное устройство, ручной привод. Электродвигатель с регулятором служит для преобразования электрической энергии в механическую, достаточную для преодоления сил сопротивления от действия среды со стороны регулировочных органов. Концевые выключатели - используются для отключения пускового устройства при достижении регулировочным органом крайних положений, тем самым, они выполняют защитные функции. Путевые выключатели служат для ограничения диапазона перемещения регулировочного органа в автоматическом режиме. Датчики положения - формируют сигнал, пропорциональный углу поворота выходного устройства-вала ИМ. Этот сигнал подается на индикатор положения на пульте оператора, а так же может быть использован в системе управления в качестве сигнала обратной связи по положению регулировочного органа. Тормозное устройство- устанавливается в ИМ для уменьшения выбега выходного вала в процессе останова электродвигателя. Ручной привод служит в ИМ для обеспечения возможности перемещения регулировочного органа при входе из строя пускового устройства. Параметры сигналов связи регулирующих блоков, пусковых устройств и исполнительных механизмов стандартизованы, поэтому один и тот же тип исполнительных устройств может использоваться с различными системами регулирования. Исполнительные механизмы типа МЭО имеют наибольшее распространение среди электрических ИМ постоянной скорости в составе релейно-импульсных регуляторов. МЭО  состоит из 2-х фазного асинхронного электродвигателя (типа ДАУ) многоступенчатого зубчатого редуктора, электромагнитного тормоза и датчика перемещения. Частота вращения  выходного вала редуктора при работе электродвигателя постоянна, но может меняться путем изменения передаточного отношения редуктора. Угол полного перемещения выходного вала может устанавливаться в диапазоне 0-90º и 0-240º. Фрикционная муфта электрического тормоза расположена на валу электродвигателя и прижата к нему пружиной. При появлении управляющего сигнала пружина вновь прижимает муфту к валу, при этом разгон и выбег выходного вала находятся в пределах 0,5-1 градуса. Исполнительные механизмы типа МЭОК предназначены для контактного управления электроприводом и перемещения регулировочных органов АСР. В соответствии с управляющими сигналами, поступающими от регулирующего блока. В корпусе ИМ размещается тихоходный редуктор с электроприводом и узел ручного привода –дублера, а так же датчик перемещения с унифицированным токовым выходным сигналом 0-5 мА и два концевых выключателя. Исполнительные механизмы типа МЭОБ предназначен для бесконтактного управления сервоприводом и снабжен электромагнитным тормозом, подключенным параллельно обмоткам статора электродвигателя. Вспомогательный устройства системы «КАСКАД». Блок указателей В-12 содержит два стрелочных индикатора один из которых используется для контроля выходного сигнала аналогового регулирующего прибора Р-12 или в качестве индикатора положения ИМ, а второй для контроля сигнала рассогласования на входе в Р-12. Блок сигнализирующих приставок В-21, используемых при работе релейного регулирующего блока Р-21 с магнитным пускателем ПМР-69.