ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ И КОРРЕКТИРУЮЩИЙ ПРИБОР ТИПА РП2-П3
Электронные регулирующие и корректирующие приборы широко используются в пищевой промышленности при разработке локальных автоматических систем регулирования различных технологических параметров, измеряемых первичными измерительными преобразователями с естественными выходными электрическими сигналами.
Регулирующие приборы типа РП2 работают в комплекте с электрическими исполнительными механизмами постоянной скорости и формируют совместно с ними ПН-закон регулирования.
Формирующий блок выполнен в виде конструкции прямоугольной фор-мы. Передняя панель регулирующего прибора РП2-П3 приведена на рис. 5. Регулирующий прибор конструктивно выполнен в виде двух блоков: фор-мирующего и измерительного. На передней панели формирующего блока расположены сигнальные лампы Л1 и Л2 (Меньше и Больше), ручки Скор. связи (R.13), Время интегр. (R11), Импульс. (R10), Демпфер (R.5), Корректор (R7), Нечувствит. (R.8).
На передней панели расположена кнопка, заторачивающая вход в блок при его балансировке, к зажимы для подключения вольтметра к входу маг-нитного усилителя блока Контроль нуля. Оба блока помещены в общий ко-жух, формирующий блок размещен над измерительным. Кожух снабжен за-стекленной крышкой с замком. Изготавливаются блоки РП-2 Чебоксар-ским ЗЭИМ. Функциональная схема блока приведена на рис.6. Элементы схемы выполнены в виде четырех модулей, расположенных на отдельных печатных платах. Модуль усилителя МУ демпфирует и суммирует сигнал ошибки с сигналом отрицательной обратной связи, модулирует сумму этих сигналов, усиливает ее в двухкаскадном полупроводниковом уси-лителе. Модуль триггера МТ — трехпозиционный релейный элемент с изменяемой зоной нечувствительности и петлей гистерезиса. Модуль обратной связи МОС— апериодическое звено, собранное на RС-элементах, через которое сигнал с выхода триггера подается на вход в модуль усилите-ля. Цепи заряда и разряда этого звена разделены.
Модуль питания МП обеспечивает все элементы блока необходимыми номи-налами питающего напряжения.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Принципиальная схема блока приведена на рис. 7. Сигнал, поступающий с выхода измерительного блока, демпфируется с помощью цепочки R3-С1. Постоянная времени этой цепочки может изменяться с помощью переменного сопротивления -R3. На вход блока могут быть подключены другие источники токового сигнала (дифференциатор, динамическая связь и т. п.), которые подсоединяются через резисторы R1, R2. Сумма сигналов через защитное сопротивление R4 поступает на модулятор, образованный диодами Д1, Д2 и резисторами R5, R6, R7. С помощью резистора R7 мост балансируется при отсутствии сигнала на входе. Мост питается от генератора переменного напряжения частотой 500 кГц, собранного в модуле питания. С этого же модуля через конденсатор С2 подается напряжение прямоугольной формы частоты 50 Гц, формируемое с помощью опорного диода Д3. Емкость р-п -перехода диодов Д1 и Д2 зависит от величины и направления приложенного к диодам напряжения. Поэтому напряжение 50 Гц разбалансирует мост и напряжение 500 кГц, подаваемое на другую диагональ, проходит через разбалансированный мост. При этом амплитуды сигнала 500 кГц одинаковы в оба полупериода сигнала 50 Гц. Сигнал с частотой 50 Гц не пропускается конденсатором С3. Если на входе бло-ка появляется напряжение входного сигнала определенной полярности, то происходит дополнительная разбалансировка моста и амплитуда сигнала 500 кГц становится различной в различные полупериоды частоты 50 Гц. Фаза этого сигнала определяется полярностью входного сигнала. С моду-лятора через конденсатор С3 напряжение поступает на вход полупроводникового усилителя, собранного на транзисторе ПТ1 по схеме с общим эмиттером. Нагрузкой усилителя служит трансформатор Тр2. Усиленный сигнал выпрямляется однополупериодным выпрямителем, собранным на диоде Д4. Переменная составляющая с частотой 50 Гц через конденсатор С6 подается на фазочувствительный транзисторный усилитель, собранный на транзисторе ПТ2. Напряжение с высокой частотой (500 кГц) на вход этого каскада не поступает: оно отфильтровывается цепочкой С4-R9. Питание цепи эмиттер — коллектор каскада осуществляется от выпрямительного моста Я. Нагрузкой каскада являются управляющие обмотки 3—4 магнитных усилителей МУ1, МУ2. В зависимости от фазы сигнала на базе ПТ2 изменяется направление тока в управляющих обмотках. Таким образом, модуль усилителя в целом имеет на входе и выходе сигналы постоянного напряжения. Наличие модулятора и демодулятора приводит к существенному уменьшению дрейфа усилителя.
Управляющая обмотка магнитного усилителя расположена в модуле триггера. Модуль триггера состоит из магнитного усилителя, охвачен-ного положительной обратной связью, с тиристором на выходе. Два маг-нитных усилителя собраны на четырех пермаллоевых сердечниках каждый. Обмотки 1—1 и 2—2 служат для питания магнитного усилителя. Они же являются выходными (рабочими) обмотками усилителя. При появле-нии импульсов определенной полярности на обмотке 3— 4 индуктивное сопротивление одной из включенных навстречу обмоток 1—1 и 2—2 изме-няется и между средними точками 2'—1' обмоток появляется разность на-пряжений. Под действием этой разности открывается один из тиристоров Т1 или Т2. При этом выпрямленное напряжение от обмотки 1—2—3 трансформатора Тр8 подается на один из зажимов Б или М. Появление на-пряжения между зажимами МО или БО приводит к срабатыванию исполни-тельного усилителя, управляющие обмотки которого подсоединены к этим зажимам, и к перемещению двигателя исполнительного механиз-ма. Одновременно с появлением напряжения на выходных зажимах блока загорается одна из лампочек Л1 или Л2, и разность напряжений подается на сигнальную обмотку магнитного усилителя МУЗ.
Магнитные усилители МУ1 и МУ2 охвачены положительной обратной связью, которая выполнена на обмотках 5—6. При появлении напряжения между точками 1'— 2' через обмотку 5—6 протекает ток, что приводит к еще большему отпиранию тиристора. Обмотки 7—5 служат для введения в блок зоны нечувствительности, изменяемой с помощью резистора R8. На эти обмотки подается выпрямленное напряжение от обмотки 3—4 транс-форматора Тр. На магнитных усилителях имеются обмотки, не показанные на схеме, дозволяющие от внешнего источника заблокировать порознь каж-дый из выходов блока МО и БО.
Магнитный усилитель МУЗ расположен в модуле обратной связи. По-явление импульсов напряжения определенной полярности вызывает раз-баланс моста и появление напряжения на диагонали моста, образованной резисторами R10, R11 и неоновой лампой НЛ1.
Возникающее на диагонали напряжение (100 в) открывает обе неоновые лампы НЛ1 и НЛ2, при этом напряжение обратной связи, компенсирую-щее величину входного сигнала, появляется на входе в модулятор. Это напряжение определяется величиной введенной части сопротивления К10 (ручка Импульс), Одновременно начинается заряд конденсатора С5 через резисторы R12, R13, что приводит к дальнейшему возрастанию сигнала об-ратной связи. Если сигнал обратной связи уравновесит входной сигнал, то напряжение на входе модулятора уменьшится. Это приведет к переключению триггера и напряжение на сигнальной обмотке МУ3 исчезнет. Обе неоновые лампочки погаснут, что сразу приведет к исчезновению некоторой доли напряжения на входе блока, которая определяется падением напряжения на резисторе R10. Неоновая лампа НЛ1 служит для предот-вращения разряда конденсатора через резисторы R10, R11. Конденса-тор С5 начнет разряжаться через резистор R14, что также приведет к даль-нейшему уменьшению сигнала обратной связи.
ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Для блока РП-2 за 100% входного сигнала (хб) принимается токовый сигнал 5 ма, соответствует сигналу по напряжению 2,5 в. Диапазон изменения величины Т3 блока составляет 0,4—5 сек/% входного сигнала. Полное напряжение, подаваемое в цепочку обратной связи, приведенное к входному сигналу, равно 0,2. Для исполнительного механизма с временем полного перемещения 30 сек значение кр может быть определено из выражения кр = Т3/6
Время интегрирования Ти=Тр=R14С5
Диапазон изменения Ти = 2-500 сек
По специальному заказу завод увеличивает емкость конденсатора С5 в блоке при этом максимальное значение постоянной времени увеличивается до 2500 сек. Структурная схема блока представляет собой трехпозиционный релейный элемент, охваченный обратной связью. Ос-новные технические характеристики блока
• Зона нечувствительности релейного элемента, % .......................... 0,2-1,2
• Зона возврата (Дмин - минимальная зона нечувствительности).....0,35Дмин
• Диапазон настройки времени демпфирования, сек......................... 1-10
• Выходное напряжение прибора, В ....................................................24В