Промышленная пневмоавтоматика
Универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА): Функциональное назначение элементов УСЭППА. По функциональному назначению набор элементов УСЭППА можно разделить на три группы элементы непрерывного действия; релейного действия; вспомогательные элементы. Набор элементов УСЭППА функционально полон. Он включает элементы, необходимые для построения любого управляющего устройства непрерывного действия, любой релейной схемы и любого управляющего устройства непрерывно-дискретного действия.

Элементы системы унифицированы. Один и тот же элемент можно многократно применять в одной схеме и использовать в схемах самых различных приборов. Элементы представляют собой завершенные конструкции, каждый из них выполняет определенную элементарную функцию и имеет определенную характеристику, поэтому при включении в схему никакой дополнительной отладки не требует.

Особенность УСЭППА состоит в том, что в ее элементах предельно унифицированы отдельные детали, в частности, все элементы имеют одни и те же монтажные детали. Монтаж элементов в схемы ведут на специальных пластинах-платах, внутри которых проходят все коммутационные каналы. В группу элементов непрерывного действия входят пневмоемкости, пневмосопротивления, усилители, повторители. Пневмоемкости применяют в двух вариантах - нерегулируемые и регулируемые.

Нерегулируемая (постоянная) емкость представляет собой полый цилиндр , ограничивающий объем V - 40; 50 см3; регулируемая емкость содержит сильфон, объем которого изменяется вручную в пределах 15...40 см3. Сопротивления нерегулируемые (постоянные дроссели) представляют собой капилляр диаметром 0,32 или 0,18 мм Они изготовляются как с фильтром, так и без него. Регулируемые сопротивления (переменные дроссели) - это специальная конструкция, содержащая рабочую пару конус - конус, что позволяет вручную изменять (настраивать) сопротивление.

Расходные характеристики пневмосопротивлений в полном рабочем диапазоне давлений не линейны, однако в узком диапазоне их можно рассматривать как линейные . Пневмоусилители (элементы сравнения) предназначены для сравнения непрерывных пневматических сигналов и получения дискретных выходных сигналов при их рассогласовании. Они выпускаются двух модификаций - с двумя и четырьмя входами.

Пневмоусилитель с двумя входами состоит из двух узлов сопло-заслонка и мембранного блока из трех мембран, жесткие центры которых связаны между собой общим штоком. Эффективная площадь средней мембраны больше эффективной площади крайних мембран (на схеме условно показан больший диаметр жесткого центра). Вместе с корпусом мембраны образуют две глухие камеры А и Б, в которые подаются входные сигналы рх и р2. Узел сопло-заслонка связан с атмосферой, узел о линией питания.

В качестве стандартного в УСЭППА принято - 0,14 МПа. Как видно из схемы, узлы сопло-заслонка включены последовательно, образуя два переменных сопротивления в линии питание - атмосфера, от соотношения которых зависит уровень выходного сигнала - давление р в линии, связывающей оба сопротивления. Поскольку торцы мембранного блока используются в качестве заслонок, сопротивление узлов сопло - заслонка зависит от положения мембранного блока, т. е. от уровня входных сигналов рх и р% (их рассогласования Ар).

В связи с тем что эффективная площадь средней мембраны больше эффективной площади крайних мембран, превышение входного сигнала рг над сигналом рх приводит к увеличению усилия, действующего на мембранный блок вверх, а значит, к росту сопротивления управляемого дросселя и одновременно к снижению сопротивления дросселя. В результате этого мембранный блок перемещается вверх, прикрывая сопло, связывающее выход с линией питания, и открывая сопло, соединяющее выход усилителя с атмосферой. На выходе устанавливается давление "О".

Превышение входного сигнала над сигналом приводит к перемещению мембранного блока вниз. При этом закрывается сопло и открывается сопло. Пневмоповторители выдают пневматический сигнал, равный или близкий по давлению входному. Маломощные повторители состоят из двух камер А и Б, отделенных друг от друга гибкой мембраной. Жесткий центр мембраны служит заслонкой сопла, имеющего выход в атмосферу.

Входной сигнал рх подается в глухую камеру Л. Давление питания подводится через постоянный дроссель в проточную камеру Б. При изменении входного сигнала равновесие мембраны нарушается, мембрана перемещается относительно сопла /, изменяя его сопротивление, что увеличивает или уменьшает выход сжатого воздуха из проточной камеры Б в атмосферу, в результате чего изменяется давление в камере Б. Это происходит до тех пор, пока давление в камере Б не становится равным давлению в камере А.

Такой элемент выполняет операцию с погрешностью 0,25 %. Мощные повторители предназначены для усиления мощности выходных сигналов при их передаче п длинным линиям связи . В группу элементов релейного действия входят пневматические реле и пневматические сдвоенные обратные клапаны. Эти элементы выполняют элементарные логические операции с дискретными сигналами в системах автоматического управления.

Схема пневмореле совпадает со схемой рассмотренного ранее двухвходового усилителя, однако эти элементы существенно различаются конструктивно, а также способом включения в схемы и статическими характеристиками Если статическая характеристика усилителя имеет ограничения по ширине зоны срабатывания Ар и ее расположению относительно начала координат, то для пневмореле таких ограничений нет. Зато обязательно петлеобразное протекание процесса срабатывания реле (петлеобразная характеристика), недопустимы выходные давления, заметно отличные от нуля или давления питания.

Для удовлетворения этих условий в пневмореле организуют положительную обратную связь, объединяя выводы в общую линию и сообщая камеру Г с атмосферой через вывод, Как и усилитель на два входа, пневмореле состоит из двух узлов типа сопло-заслонка и трехмембранного блока, причем эффективная площадь средней мембраны больше эффективных площадей крайних.

Жесткие центры мембран соединены общим штоком, а торцы жестких центров крайних мембран служат одновременно и заслонками сопел. Мембранный блок вместе с корпусом образует четыре пневматические камеры, две из которых (Л и Г) - проточные, а две (камеры Б и В) - глухие. Камера Г через выход может сообщаться с атмосферой, а камера А через сопло - с линией питания. Дискретные пневматические сигналы подводятся к глухим камерам Б и В, которые, благодаря разности эффективных площадей мембран, являются управляющими.

Если поданный дискретный управляющий сигнал, суммарное усилие на мембранном блоке будет направлено вниз, что приведет к закрытию сопла и открытию сопла. При этом линия выхода отсоединится от атмосферы и через выход, камеру А и сопло соединится с линией питания. На выход реле поступит сигнал, условно принятый за "1", т. е. на выходе будет дискретный сигнал.


Спонсор публикации: