Привет студент

Исполнительным органом является элемент управляемого объекта, осуществляющий непосредственное воздействие на объект по командным сигналам управления. К исполнительным органам относятся пускатели, двух и трехпозиционная арматура, регулирующие клапаны, устройства для изменения производительности компрессоров и т. д. В системах регулирования исполнительными органами управляют регуляторы. Это не исключает, однако, воздействия системы управления или оператора на те же исполнительные органы. Примером такого воздействия является принудительное уменьшение производительности винтового компрессора при чрезмерном, увеличении потребляемой мощности.

Основные операции управления исполнительными органами выполняются при вводе и выводе из действия установки в целом или отдельных машин, включении резервного оборудования, проведении оттайки воздухоохладителей, выпуске воздуха из системы хладагента, дозарядке масла в компрессорные агрегаты. В той или иной мере автоматизация управления исполнительными органами предусмотрена для всех судовых холодильных установок. Ввод в действие холодильных установок после длительной остановки всегда осуществляется при участии оператора. Включение и выключение отдельных компрессоров, насосов и теплообменных аппаратов в режимах нормальной эксплуатации может осуществляться автоматически. Включение резервного оборудования при выходе из строя основного обязательно должно быть автоматизировано. Уровень автоматизации управления исполнительными органами при выполнении операций, относящихся к техническому обслуживанию холодильных установок, весьма различен на различных судах. Целесообразно рассматривать управление функционально связанными группами исполнительных органов. Потому ниже по отдельности описана структура подсистем управления компрессорами, насосами, воздухоохладителями.

Задача синтеза заключается в созданий системы регулирования по заданным переходным процессам. В инженерной практике из-за своей сложности и неопределенности она решается частично. Считается, что некоторая часть системы (объект и исполнительный орган) задана. В большинстве случаев задача синтеза системы регулирования сводится к подбору типа регулятора для известного объекта.

Задачей анализа является определение переходных процессов в полностью заданной системе регулирования. Работа системы регулирования должна быть устойчивой и удовлетворять основным требованиям к качеству процесса регулирования. Исходя из указанных условий, определяют настройку регулятора, которая во многом зависит от характеристик объекта. В связи с изменениями режимов работы холодильной установки нередко возникает необходимость изменения настройки регуляторов в условиях эксплуатации. Поэтому остановимся подробнее на инженерных методах анализа систем регулирования.

Устойчивость системы заключается в способности ее вернуться в состояние равновесия после того, как внешние силы вывели систему из этого состояния. Устойчивой работе системы соответствует затухающий характер процесса регулирования. В неустойчивой системе возникшая по каким-либо причинам погрешность регулирования с течением времени возрастает. Поскольку устойчивость автоматической системы является одним из основных ее показателей, необходима математическая формулировка условий устойчивости.

Оперативный контроль предполагает получение информации о состоянии судовой холодильной установки для оперативного управления eю. Он включает измерение, индикацию и регистрацию значений параметров, допусковой контроль параметров и сигнализацию о достижении установленных значений параметров и состоянии механизмов. Допусковой контроль сводится к сравнению рабочих параметров с заранее установленными значениями. Для осуществления его могут применяться типовые сигнализаторы и соединенные с датчиком электрические схемы, которые выдают дискретный сигнал при достижении контролируемым, параметром установленного значения.

Измерение и индикация рабочих параметров. Эти операции осуществляются с помощью контрольно-измерительных приборов. При местном управлении судовой холодильной установкой применяют чаще всего местные показывающие приборы. На установках с изолированным постом управления решающее значение приобретает дистанционное измерение рабочих параметров. Индикация текущих значений параметров может быть непрерывной или по вызову оператора. Индикация предполагает также отображение информации о положении исполнительных органов холодильной установки. К средствам отображения информации относятся стрелочные и цифровые индикаторы, мнемосхемы, табло сигнализации, экраны.

Система аварийной защиты не допускает работу судовой холодильной установки в аварийных режимах. Тем самым обеспечивается безопасность людей и сохранность оборудования. Все современные холодильные установки оснащаются приборами защитной автоматики. Действие системы аварийной защиты сводится к выключению-холодильной установки или. отдельных ее агрегатов при достижении опасных значений любым из контролируемых параметров. В качестве контролируемых выбирают параметры, которые дают наиболее полную информацию о ненормальной работе холодильной установки. Совокупность таких параметров при исправной работе системы аварийной защиты должна исключать аварии холодильной установки.

Выбор контролируемых параметров зависит от типа холодильной установки. Безопасная работа мелких фреоновых холодильных установок, как правило, обеспечивается конструктивно. Поэтому они оснащаются минимальным числом приборов аварийной защиты. К ним относятся сигнализаторы давления нагнетания, давления всасывания и температуры обмоток электродвигателя. На средних и крупных холодильных установках непрерывно контролируется большее число параметров. Наиболее разветвленную систему аварийной защиты имеют аммиачные холодильные установки с рассольной системой охлаждения.

Общие сведения

Согласно ГОСТ 19176—80 автоматизация управления объектом предполагает оснащение его средствами автоматизации, обеспечивающими полное или частичное высвобождение человека от выполнения операций сбора и обработки информации, выработки управляющих воздействий и их исполнения. Под управляемым объектом понимается техническое устройство или комплекс технических устройств, связанных единством технологических процессов преобразования энергии, вещества и (или) информации или единством решаемых задач, или их совокупности, которые нуждаются в специально организованных внешних воздействиях для достижения заданных целей функционирования. Система управления представляет собой функциональна и конструктивно законченное изделие, обеспечивающее управление судовым объектом.

Функции системы управления делятся на управляющие, информационные и вспомогательные. Управляющие функции системы управления обеспечивают: автоматическую стабилизацию значений параметров объекта; формирование программ изменения значений параметров объекта в различных режимах его функционирования; логическую обработку информации для управления дискретными исполнительными органами; дистанционное управление регулирующими или исполнительными органами. Информационные функции системы управления обеспечивают: допусковой контроль значений параметров (сравнение значений параметров с предупредительной и аварийной установками); световую и звуковую сигнализацию об отклонениях значений параметров от нормы; сигнализацию о состоянии параметров объектов и положении их дискретных исполнительных органов; индикацию значений параметров объекта; регистрацию событий и значений параметров и т.д. Вспомогательные функции системы управления обеспечивают решение внутрисистемных задач управления, включая энергообеспечение, контроль и диагностирование системы управления.

Повышение уровня автоматизации судовых холодильных установок приводит к усложнению функций систем управления, что требует выполнения логических операций. Наиболее просто такие операции осуществляются в системах дискретного действия. Для удобства монтажа и ремонта логические устройства собирают из конструктивно законченных и легкосъемных модулей. Чаще всего используют полупроводниковые бесконтактные модули, выпускаемые в виде серий. «Транслог», «Транслог-2», «Логика-Т» и др. Каждая серия содержит модули для реализации функций двузначной логики, запоминания, задержки, согласования уровня и усиления дискретных сигналов. Модули одной серии имеют одинаковые электрические, конструктивные и технологические параметры.

Ниже рассматриваются основные функциональные элементы, на базе которых строятся бесконтактные модули систем управления. Для каждого элемента приводится лишь одна из возможных схем, раскрывающая суть происходящих явлений. Подробные сведения о конкретных сериях бесконтактных модулей содержатся в. К ним следует обращаться также по поводу интегральных микросхем, которые позволяют реализовать такие же функции и имеют высокую надежность, низкую стоимость и малые габариты.

Регулятор может быть расположен или в месте измерения параметра, или в ЦПУ. Из-за того что при дистанционном управлении работой механизмов и систем сигнал должен быть передан быстро и без искажений, в систему регулирования включаются различные преобразователи. Задача регулятора заключается в том, чтобы независимо от изменения нагрузки поддерживалось заданное значение параметра. Если с помощью системы регулирования при изменении нагрузки поддерживается заданное значение параметра с нулевой статической ошибкой, то такая система считается астатической. Если каждому значению нагрузки в пределах заданной статической ошибки соответствует свое значение регулируемого параметра, то такая система является статической. Регулятор, в котором используются все три вида регулирующего воздействия, называется трехимпульсным регулятором.

На рис. 15.32 показана схема пневматического трехимпульсного регулятора. Различное сочетание регулирующих воздействий будет определять закон перемещения заслонки и изменение давления на выходе. Если при дифференциальном воздействии регулирующий клапан открывается, а при интегральном воздействии закрывается, что достигается изменением проходных сечений соответствующих регулирующих клапанов, то останется только пропорциональное регулирующее воздействие. Как видно из схемы, если пропорционально изменению регулируемого параметра с помощью измерителя будет перемещена заслонка к соплу, то соответственно увеличится и значение р_вых, что определит начало выбега регулирующего органа по закону пропорционального воздействия. При увеличении р_вых увеличится давление в сильфоне

Пневматические преобразователи. В этих преобразователях широкое распространение получили распределители типа сопло-заслонка, работающие по принципу дросселирования. Статическое равновесие преобразователя определяется его схемой (рис. 15.25). При перемещении заслонки - от сопла увеличивается количество выпускаемого в атмосферу воздуха и уменьшается значение р_вых, а с уменьшением зазора в управляющем устройстве сопло-заслонка значение р_вых будет увеличиваться. Значение р_вых изменяется пропорционально перемещению заслонки и изменению значения параметра. Перемещение заслонки весьма незначительно, поэтому между измерителем и преобразователем вводятся рычажные или шарнирные связи. При использовании пневматических преобразователей и рычажных связей увеличивается значение статической ошибки, которая будет больше, чем в системе, работающей по принципу открыто — закрыто.

 

Измерители крутящего момента — это обычно электрические приборы.

Крутящий момент на валу можно определить из условия, что угол скручивания вала, между двумя его сечениями пропорционален приложенному крутящему моменту. Мощность на валу определяется счетным блоком, к которому подводятся импульсы, характеризующие крутящий момент и частоту вращения вала.

 

 

 

 

 

Рис. 15.18. Тензометрический торсиометр:

1 — питание постоянным током; 2— показывающий прибор; 3— кольца; 4 — щетки; 5 вал; 6 — тензометрический датчик

Принцип действия тахометров основан на преобразовании частоты вращения в механические или электрические выходные сигналы. В соответствии с этим получили распространение механические и электрические тахометры.

Механический тахометр. Это несложный по конструкции портативный прибор, который имеет широкое распространение для измерения частоты вращения.

Два груза с одинаковыми массами расположены на плоских пружинах, которые с одного конца прикрепляются к вращающемуся валу, а с другого — к скользящей втулке (рис. 15.15). Скользящая втулка через зубчатый сектор соединяется со стрелкой показывающего прибора. Изменение частоты вращения вала вызывает изменение центробежной силы грузов, которая уравновешивается силой поджатия цилиндрической и плоской пружин при перемещении скользящей втулки. Перемещение скользящей втулки пропорционально изменению частоты вращения и регистрируется по шкале прибора, которая отградуирована в единицах частоты вращения.

Электрические тахометры. Магнитоиндукционный тахометр состоит из алюминиевой чашки, которая вращается в магнитом поле изолированного чугунного статора (рис. 15.16). В статоре под углом 90^о одна к другой расположены две пары катушек индуктивности. Под действием электромагнитного поля одной пары катушек статора во вращающейся алюминиевой чаше индуктируются вихревые точки, создающие свое магнитное поле, благодаря которому появляется э. д. с. в другой паре катушек статора. Значение этой э. д. с. пропорционально частоте вращения и может быть измерено вольтметром, шкала которого отградуирована в единицах частоты вращения.