Исполнительные механизмы
Применяются ИМы следующих видов:
- электрические (электромагнитные и электродвигательные);
- пневматические (мембранные, поршневые, лопастные);
- гидравлические.
Электромагнитные исполнительные механизмы используются в АСР позиционного действия. Такие приводы, представляющие собой прямоходовой электромагнит с вытягивающимся якорем, называют также соленоидами.
Чаще всего используются приводы, рассчитанные на кратковременный режим работы. Они состоят из двух электромагнитов: главного – для открытия РО и электромагнита защелки, удерживающей РО в открытом положении. Электромагниты находятся под током только в момент переключения РО. Для закрытия РО подаётся питание на электромагнит защёлки, который, сработав, уберёт защёлку. РО под действием пружины закроется, конечные выключатели отключат электромагнит защёлки.
На рис. 5.2. представлена обобщенная структурная схема электродвигательного исполнительного механизма.
.
Рис 5.2 Обобщенная структурная схема электродвигательного исполнительного механизма.
Сигнал Uc, поступающий от упраляющего устройства(например, автоматического регулятора, имеет обычно недостаточную мощность для управления двигателем Д, поэтому он предварительно усиливается усилителем У. Концевыевыключатели КВ служат для ограничения перемещения РО. Оператор может устанавливать РО с помощью устройств дистанционного управления ДУ, контролируя его положение прибором П, а при неисправности ДУ - штурвалом ручного управления РУ. Датчики обратной связи по положению ОСП, выполняемые в виде потенциометров, индуктивных датчиков или линейных индукционных потенциометров, и датчики обратной связи по скорости ОСС, выполняемые в виде тахогенераторов постоянного или переменного тока, служат для ввода дополнительных сигналов, необходимых для получения требуемых характеристик привода.
Номинальный момент М на выходном валу и время Т полного оборота выходного вала, т.е. быстродействие, являются основными характеристиками привода.
При проектировании исполнительных элементов для систем управления в первую очередь подлежит выбору вращающий момент, достаточный для создания нужного перестановочного усилия регулирующего органа. Затем устанавливаются требования к габаритам и массе устройств и к их надежности. Выбор делается с учетом стоимости и затрат на эксплуатацию.
Электродвигательные однооборотные ИМы типа МЭО (угол поворота выходного вала менее 3600) применяются для перемещения РО в системах дистанционного и автоматического управления.
ИМы типа МЭО рассчитаны на бесконтактное управление с помощью тиристорных реверсивных пускателей типа ПБР. Допускается контактное управление с помощью магнитных пускателей. В МЭО применён однофазный асинхронный конденсаторный электродвигатель.
В исполнительных механизмах МЭОК и МЭОБ установлены трёхфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они используются для перемещения РО большого диаметра Ду в случае значительного давления среды, когда требуется приложить большие усилия для управления РО.
В настоящее время в целях децентрализации систем управления развивается интеллектуализация нижнего уровня систем – датчиков и исполнительных устройств. Встраивание микропроцессора в ИМ обеспечивает возможность его работы с цифровыми сигналами, благодаря чему появляется возможность повысить потребительские качества механизмов.
Интеллектуальные исполнительныe механизмы обычно реализуют следующий набор функций:
- получение от контроллера через сеть цифрового управляющего сигнала или прием измеряемого сигнала oт датчика, если функции управления реализует сам интеллектуальный исполнительный механизм:
- цифро-аналоговое преобразование управляющего сигнала от контроллера;
- соответствующее значению управляющего сигнала перемещение регулирующего органа;
- выполнение при передаче измеренного значения управляемой величины непосредственно в исполнительный механизм, минуя контроллер, отдельных программируемых функций управления: ПИ - регулирования и блокировок с выдачей управляющих воздействий черeз соответствующие прeобразования непосредственно на регулирующий орган;
- развитая самодиагностика исполнительного механизма и связанного с ним регулирующего opгана; в частности, диагностируются возникновение любого нештатного состояния исполнительного механизма,непрерывно отслеживается положение РО и сигнализируется достижение им конечных положений.
Применение интеллектуальных ИМ ориентировано на снижение затрат на проектирование, монтаж, пусконаладку и эксплуатацию систем управления. Это достигается:
- сокращением числа и стоимости линии связи (одна-две витые пары на все ИМ вместо более чем 20 проводов для подключения одного механизма;
-сниженим сложности и стоимости проектирования и монтажа за счет малого числа линий связи;
-снижением стоимости разработки программного обеспечения контролера за счет передачи интеллектуальному ИМ управляющих команд.