Elemente de execuţie (EE). Organe de acţionare (OA). Organe de execuţie (OE).

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Elemente de execuţie (EE). Organe de acţionare (OA). Organe de execuţie (OE)."

ĒΜιχαήλ Ζέρβας
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Elemente de execuţie (EE). Organe de acţionare (OA). Organe de execuţie (OE). Într-un item de reglare automată elementul de execuţie (EE) ete amplaat între regulator şi proce (fig. ). Proceul împreună cu elementul de execuţie (EE) şi traductorul mărimii de ieşire (T y ) aparţin părţii fixate (PF) din tructura itemului de reglare automată. u T u y* EC + _ ε Regulator x c EE x m x p Proce y x r T y Partea fixată - PF Fig.. Sitem de reglare automată Elementul de execuţie (EE) ete alcătuit din două părţi componente: organul de acţionare (OA) şi organul de execuţie (OE), (fig. 2). Fig.2. Element de execuţie Elementul de execuţie (EE) îndeplineşte două roluri în itemul de reglare automată: un rol informaţional şi un rol energetic. Rolul informaţional preupune tranmiterea emnalului de comandă x c de la ieşirea regulatorului la intrarea proceului ub forma mărimii de execuţie x m. Rolul energetic e referă la vehicularea unor fluxuri de energie şi de maă, preluate de la ure de energie exterioare W E, şi aplicate la intrarea proceului automatizat. Vehicularea fluxurilor de energie e realizează cu ajutorul organelor de execuţie (OE), acţionate de către organe de acţionare (OA) corepunzătoare care pot fi privite, în marea majoritate a cazurilor, ca nişte elemente generatoare de forţă au cuplu. Adeea, între organele de acţionare OA şi organele de execuţie OE, e introduc lanţuri cinematice, limitatoare de cură şi limitatoare de efort, prin intermediul cărora e aigură potrivirea caracteriticilor acetora şi aigurarea unei funcţionări igure. Organul de acţionare OA, numit şi ervomotor, trebuie deci ă aigure tranformarea mărimii de comandă xc într-o mărime intermediară x' c capabilă ă acţioneze aupra organului de execuţie OE. Performanţele taţionare şi dinamice ale organelor de acţionare OA, împreună cu cele ale organelor de execuţie OE, influenţează performanţele buclelor de reglare din care fac parte. La alegerea tipului de OA e au în vedere: corelarea puterii dezvoltate de OA cu puterea cerută de OE, precizia şi iguranţa în funcţionare, viteza de răpun, poibilităţi de reglare a vitezei de acţionare, poibilitatea reverării enului de acţionare, urele de energie diponibile.

2 În cazul unor reglări nepretenţioae drept OA electrice e foloec electromagneţii. Prin cuplarea acetora cu robinete de reglare rezultă aşa numitele electroventile de reglare, (fig. 3.a). Fig.3. Elemente de execuţie bipoziţionale Aemenea OA e pot foloi numai în cazul comenzilor bipoziţionale, când, dacă e preupune o viteză de deplaare infinită a armăturii mobile şi o inerţie reduă a fluxurilor vehiculate, mărimea de execuţie variază în alturi, putând lua doar două valori: una maximă x mm şi alta minimă x mm. În ceea ce priveşte valoarea medie a mărimii de execuţie, aceata poate lua divere valori, în funcţie de raportul t a /t d (fig. 3.b). Ca urmare mărimea de ieşire a intalaţiei tehnologice comandate va varia în funcţie de acelaşi raport t a /t d. Un aemenea mod de comandă a fluxurilor de energie şi de maă de la intrarea proceelor indutriale uneori nu ete poibilă şi nici neceară datorită inerţiei acetor fluxuri comandate cât şi datorită inerţiei pieelor aflate în mişcare a căror punere în funcţiune ar neceita puteri foarte mari (deci în cazul gabaritelor mari). Ca urmare, în locul OA cu viteză de acţionare foarte mare (de tip electromagnet) unt foloite OA (de tip ervomotor electric, hidraulic au pneumatic), cuplate cu OE prin intermediul unor reductoare de viteză care, pe lângă rolul de reducere a vitezei, îndeplinec şi funcţia de aigurare a unor anumite caracteritici funcţionale (fig. 4). Fig.4. Element de execuţie cu ervomotor Aemenea OA au viteză contantă de execuţie şi unt reveribile. Preupunând că ω ( t ) = K SM x c ( t ) () 2

3 şi definind raportul de tranmiie al reductorului de viteză Rv, prin i = ω 2 / ω (2) rezultă dependenţa dintre deplaarea liniară H(t) a armăturii mobile a ventilului de reglare de cea a mărimii de comandă x c (t): K 2( t )dt = KHiKSM xc( t )dt = H( t ) = Hω KH KOA xc( t ) dt (3) în care: - K H ete coeficientul de tranformare a mişcării de rotaţie a armăturii mobile a ventilului cu viteza unghiulară ω 2 în mişcare de tranlaţie (mecanim şurub piuliţă) pentru cura H(t); - K OA = iksm ete factorul de amplificare al OA alcătuit din ervomotorul electric SM şi reductorul de viteză R v. Pentru mărimea de execuţie x m ( t ) = Q( t ) furnizată de robinetul de reglare RR (OE), rezultă dependenţa: în care xm ( t ) = KRRH( t ) = KRRKH KOA xc( t )dt = KOAKOE xc( t ) dt (4) - K RR ete factorul de amplificare al robinetului de reglare; - K OE = KH KRR ete factorul de amplificare al robinetului de reglare RR (OE). Funcţia de tranfer a elementului de execuţie EE are expreia: X ( ) K K G ( ) m OA OE = = Xc( ) KOE (5) care evidenţiază comportarea pur integratoare a unor aemenea EE, conform reprezentării din figura 5, cu timpul de integrare: T i = = KOA iksm (6) Funcţia de tranfer a elementului de execuţie depinde de factorul de amplificare al OA şi de factorul de amplificare al OE. Fig.5. Comportarea dinamică a EE cu ervomotor electric 3

4 Se obervă că pentru x c ( t ) = U = ct. viteza ervomotorului electric ete ω = ct. iar mărimea de execuţie furnizată de EE, x m ( t ) = Q( t ), creşte liniar. Când x c = U = 0, ω ( t ) = 0, iar x m ( t ) = Q( t ) = ct. În figura 6 ete prezentată comanda tripoziţională a unui EE cu ervomotor electric. Fig.6. Comanda tripoziţională a EE cu ervomotor electric Diagrama de variaţie în timp a mărimii de execuţie x m ( t ) = Q( t ) pentru comandă tripoziţională, arată că armătura mobilă a robinetului de reglare (OE) poate ocupa divere poziţii, extreme au intermediare, au altfel pu OE e opreşte în poziţia în care a fot urprin în momentul dipariţiei emnalului de comandă x c = U = 0. Aceată poziţie depinde de viteza de acţionare a OA, de durata de acţionare şi de valoarea raportului de tranmiie. EE cu ervomotor electric, cu comandă tripoziţională, pot aigura o reglare preciă dacă în regimul taţionar OE ocupă o poziţie intermediară ( între valorile extreme x mm şi x mm ) care aigură realizarea valorii taţionare dorite a parametrului reglat. Atunci când regulatorul are o lege de reglare PI au PID, iar mărimea de eroare ε 0, mărimea de comandă x c = ct, iar mărimea de execuţie x m (t) trebuie ă rămână la o valoare contantă care ă aigure realizarea valorii taţionare dorite a parametrului reglat. Dacă EE are ca OA un ervomotor electric, comportarea de tip integrator a ervomotorului electric face ca mărimea de execuţie ă creacă au ă cadă, x m ct, chiar când mărimea de comandă x c = ct, iar performanţele de regim taţionar ale itemului de reglare ( ε S = 0 ) ă nu poată fi realizate. Pentru a e obţine, în acete cazuri, o dependenţă proporţională între mărimile de comandă şi de execuţie e utilizează poziţionere conform chemei prezentate în figura 7. În figura 7, A ete un amplificator (în cazul general, electronic, pneumatic au hidraulic), iar T p un traductor de poziţie. Ca urmare bucla ubordonată, formată din E C, A, OA şi T p ete de fapt un ervomecanim, realizând proporţionalitatea între xc şi x'c. Amplificatorul A, robinetul de reglare OE şi traductorul de poziţie T p unt elemente neinerţiale, cu funcţiile de tranfer: G A( ) = K A (7) G OE( ) = K OE (8) G Tp( ) = K Tp (9) 4

5 Fig.7. Element de execuţie cu poziţioner OA (ervomotorul electric SM şi reductorul de viteză R v ) are funcţia de tranfer GOA ( ) = (0) în care T i ete definit prin relaţia (6). Pentru funcţia de tranfer a EE cu poziţioner e obţine expreia: unde: K A KOE T G ( ) i + K A KT K = EE TEE + K T K OE i T i KT K AKT. () (2) Răpunul la variaţia în treaptă a mărimii de comandă corepunde în acet caz unei comportări dinamice de tipul P cu graficul din figura 7. Fig.7. Comportarea dinamică a EE cu poziţioner Se precizează faptul că ervomotoarele electrice (SME), utilizate ca OA în itemele automate, e deoebec faţă de motoarele electrice convenţionale prin aceea că ele unt proiectate şi realizate pentru a funcţiona într-un regim tranzitoriu intermitent au continuu, dat fiind caracterul aleator al mărimilor perturbatoare care acţionează aupra proceelor automatizate. 5

Σχετικά έγγραφα

1. ELEMENTELE DE EXECUŢIE ÎN SISTEMELE AUTOMATE

1. ELEMENTELE DE EXECUŢIE ÎN SISTEMELE AUTOMATE . ELEMENTELE DE EXECUŢIE ÎN SISTEMELE AUTOMATE.. Locul şi rolul elementului de execuţie într-un sistem automat Într-un sistem de reglare automată, figura., mărimea de ieşire y a procesului (parametrul