В машинах химических волокон широко используются обогреваемые транспортирующие цилиндры, температура которых должна регулироваться с высокой точностью.
Рассмотрим некоторые варианты съема информации с датчика, встро-енного во вращающийся цилиндр.
1) На рис. 56 и рис. 57 показаны схемы с вращающимся конденсатором
Рис. 56. Схема с вращающимся конденсатором
Здесь Rt – терморезистор;
Г – генератор.
Пунктиром обозначена вращающаяся часть механизма.
Рис. 57. Схема с вращающимся конденсатором и генератором высокой
частоты
Здесь ГВЧ – генератор высокой частоты;
ИП – измерительный прибор.
2) На рис. 58 и рис. 59 показаны схемы с вращающимся трансформато-ром
Рис. 58. Схема с вращающимся трансформатором
Здесь Rt – терморезистор;
Rб – балансное сопротивление;
Г – генератор;
ИП – измерительный прибор.
Рис. 59. Схема с вращающимся трансформатором и генератором 10 кГц
3) На рис. 60 показана помехоустойчивая схема съема сигнала с вра-щающегося объекта.
Рис. 60. Схема с передачей сигнала парой «светодиод – фотодиод»
Здесь ПСЧ – преобразователь «сопротивление – частота»;
СД – светодиод, он расположен в торце вращающегося вала и форми-рует сигнал с частотой, зависящей от температуры;
ФД – фотодиод расположен на неподвижной части машины.
Схема ПСЧ приведена на рис. 61:
Рис. 61. Схема преобразователя «сопротивление – частота»
Здесь D 1 – интегратор;
D 2 – масштабируемый операционный усилитель с переменным коэф-фициентом усиления, зависящим от температуры объекта;
D 3 – компаратор (триггерная схема).
U3 = kU2 , где k, а значит и U3 зависят от температуры объекта.
Характер изменения напряжений U 1, U 2 и U 3 показан на рис. 62:
Рис. 62. Характер изменения напряжения в схеме ПСЧ
Имеем tgα= kU2 = U3 . При достижении напряжением U 1 уровня сра-батывания компаратора D 3 , напряжение U 2 скачком меняет знак и поступает на масштабируемый усилитель D 2 , выходное напряжение которого зависит от k, а значит и от температуры. Напряжение U 3 поступает на интегратор D 1 , определяя скорость изменения выходного напряжения, а значит tgα.
Чем больше температура, тем больше частота сигнала U 2 и fвых.
Частотная передача сигнала является более помехозащищенной, чем амплитудная.
Система МЗТА «КАСКАД»
Функциональная схема системы приведена на рис. 44:
Рис. 44. Функциональная схема системы «Каскад»
Динамические преобразователи – осуществляют дифференцирование и интегрирование сигналов, а также формируют другие типы корректирую-щего воздействия.
Нелинейные блоки – обеспечивают ограничение сигнала по верхнему и нижнему уровню и формируют типовые нелинейные характеристики.
Логические блоки – обеспечивают аналого-дискретное преобразова-ние сигнала, поиск его экстремума.
Вычислительные блоки осуществляют математические операции: сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в квадрат, извлечение корня. Блок, выполняющий вычитание, играет роль измерительного блока.
Регулирующий блок представлен в двух вариантах: релейный и ана-логовый.
Релейный регулирующий блок – реализует базовый ПИ-закон регу-лирования и пульсирующий режим работы регулятора, управляет через ре-лейный усилитель мощности исполнительным механизмом (М) постоянной скорости. Для реализации ПИД-закона необходимо использовать динамиче-ский преобразователь; П-закон можно получить, охватив исполнительный механизм жесткой обратной связью.
Аналоговый регулирующий блок – формирует базовый ПИД-закон, управляет через электропневматический преобразователь (ЭПП) пропорцио-нальным мембранным исполнительным механизмом (МИМ).
Блоки управления – обеспечивают безударный переход с автоматиче-ского регулирования на режим дистанционного управления и обратно.
Усилители мощности: релейный и аналоговый.
Аналоговый усилитель мощности позволяет управлять электрона-гревом объекта, минуя исполнительные механизмы.
Задатчики: пассивный – резисторный, активный – токовый.
Индикатор – показывает сигнал рассогласования и уровень регули-рующего воздействия.
Распределитель – направляет сигналы датчика (Д) и исполнительно-го механизма (М) по необходимым каналам, в том числе другим системам для реализации каскадного регулирования.
На схеме показан характер электрических сигналов, используемых для связи отдельных блоков.
Система МЗТА «КОНТУР»
Регуляторы Р25 системы «Контур» аналогичны регуляторам РПИК, но основаны на современной элементной базе.
Существует 3 варианта регулятора Р25:
Р25.1 – имеет на входе 3 индуктивных датчика;
Р25.2 – имеет на входе 2 терморезистора;
Р25.3 – имеет на входе 1 термопару или унифицированный сиг-нал 0–5мА.
Регулятор включает два субблока: измерительный (Р012 – для Р25.1 и Р25.2; Р013 – для Р25.3) и регулирующий (Р011).