Пропорционально-интегральный регулятор ПР3.31

Регулятор типа ПР3.31 предназначен для получения непрерывного пропорционально-интегрального регулирующего воздействия на исполнительный механизм при отклонении регулируемого параметра от заданного значения. Регулятор (рис. 3) имеет линейные статические характеристики и состоит из пятимембранного 1 и трёхмембранного 6 элементов сравнения, повторителя-усилителя мощности 8, повторителя 11, ёмкости 12, двух дроссельных сумматоров в прямом канале (дроссели 2 и 3) и в линии отрицательной обратной связи (дроссели 4, 5), регулируемого дросселя 13, включающих реле 9 и 14. Для настройки регулятора на прямое и обратное регулирование в нём установлен диск переключатель П. Нерегулируемый дроссель ПД1 встроен в повторитель-усилитель мощности, а дроссель ПД2 вставлен во входной канал этого же элемента.

Отличительной конструктивной особенностью регулятора ПР3.31 является наличие двух органов настройки предела пропорциональности в диапазоне 2 – 3000 %, что значительно повышает плавность настройки. При настройке предела пропорциональности в диапазоне 100 - 3000 % дроссель 5 необходимо поставить на отметку 100 %, что соответствует полному его открытию, а дроссель 2 устанавливают на требуемую отметку. При работе регулятора в диапазоне настроек предела пропорциональности от 2 до 100 % дроссель 2 ставят на отметку 100 %, а дроссель 5 устанавливают на требуемую отметку. Время интегрирования (Ти) настраивается дросселем 13 (минимальное значение Ти соответствует полностью открытому дросселю).

Настройки предела пропорциональности и времени интегрирования взаимонезависимы.

Выходное давление DРвых регулятора ПР3.31 при наличии рассогласования на входе изменяется по следующей зависимости:

,

где - коэффициент усиления регулятора; DРвх – рассогласование между текущим и заданным значениями регулируемого параметра.

Рис. 3

Предмонтажная проверка регулятора типа ПР3.31 включает проверки: диапазона изменения входного сигнала, смещения контрольной точки и вариации, градуировки органов настройки ПП и времени интегрирования, исправности отключающих реле.

Проверку диапазона изменения выходного сигнала проводят так же, как и проверку регулятора ПР2.8 плавно изменяя Рп от 0.02 до 0.1 МПа (0.2 – 1.0 кгс/см²) при Рз = 0.06 МПа (0.6 кгс/см²). Диски настройки предела пропорциональности при этом должны быть установлены на минимальном значении ПП, а диск настройки времени интегрирования Ти – на максимальную отметку.

Проверку смещения контрольной точки (основной погрешности) рекомендуется проводить для значений пределов пропорциональности ПП = 40; 100; 250; 1000; 3000 %. Диск дросселя времени интегрирования устанавливают на отметку, соответствующую минимальному времени интегрирования и по манометру МО2 задают давление задания Рз 0.03 МПа (0.3 кгс/см²). Изменяя по манометру МО1 давление переменной Рп добиваются, чтобы давление на выходе Рвых стало стабильным и равным 0.03 МПа (0.3 кгс/см²). Смещение контрольной точки, МПа:

DР = Рп – Рз.

Смещение контрольной точки подвергают трёхкратной проверке в каждой точке при прямом и обратном ходах (подводе Рп к Рз с обеих сторон).

Из полученных данных выбирают наибольшую величину DР и сравнивают её с допустимым значением: DРдоп = 4 кПа (0.004 кгс/см²).

Вариацию показаний определяют как наибольшую разность между смещениями контрольной точки, соответствующими одному и тому же выходному давлению при прямом и обратном ходах, она не должна превышать абсолютного значения основной погрешности. При значениях смещения контрольной точки и вариации больше допускаемых регулируют элемент 1.

Проверка градуировки органа настройки предела пропорциональности проводится на всех оцифрованных отметках. Для этого при полностью открытом дросселе времени интегрирования (Ти = 0.1) устанавливают контрольную точку Рн = Рз = Рвых = 0.06 МПа (0.6 кгс/см²). Затем дроссель времени интегрирования закрывают (Ти = ¥), при этом регулятор становится пропорциональным. Проверку шкалы предела пропорциональности проводят также, как для регулятора ПР2.8.

Проверку градуировки шкалы дросселя времени интегрирования проводят на всех оцифрованных отметках, для чего указатель предела пропорциональности устанавливают на отметку 100 % и при открытом дросселе времени интегрирования (Ти = 0.1) регулятор выводят на контрольную точку при Рп = Рз = Рвых =0.06 МПа (0.6 кгс/см²). Затем дроссель времени интегрирования устанавливают ан проверяемую отметку и изменяют Рп на ±0.015 МПа (0.15 кгс/см²). Выходное давление Рвых в начальный момент времени изменяется безинерционно под действием пропорциональной составляющей на величину:

.

Затем по секундомеру фиксируют время, за которое выходное давление изменится ещё на ± 0.015 МПа (0.15 кгс/см²). Отсчитанное время является временем интегрирования.

На каждой отметке шкалы времени интегрирования проверку проводят 3-4 раза при различных направлениях изменения давления и контрольной точки. Действительное значение времени интегрирования определяют как среднеарифметическое четырёх значений, полученных экспериметально. Полученные значения времени интегрирования не должны превышать допустимые: 0.015 мин для отметки шкалы 0.05 мин, 0.1 мин для 0.5 мин, 0.2 мин для 1 мин, 2 мин для 5мин, 8 мин для 20 мин.

При необходимости проводят корректировку времени интегрирования с помощью регулировочных винтов, находящихся под табличкой на диске дросселя 13.

При проверке исправности работы отключающих реле предел пропорциональности устанавливается равным 100 %, и при открытом дросселе времени интегрирования устанавливается контрольная точка Рп = Рз = Рвых = 0.06 МПа. Затем дроссель времени интегрирования закрывают и изменяют давление переменной на ± 0.015 МПа. После изменения выходного давления на дальнейшее изменение Рвых не должно происходить, либо должно изменяться очень медленно (не более 150 Па в мин). В этом случае можно считать, что сопло С₂ элемента 9 герметично.

Причиной изменения Рвых может быть также утечка воздуха через закрытый дроссель 13. Поэтому при изменении давления Рвых необходимо вначале проверить на герметичность указанный дроссель. Если утечка воздуха есть, то винтом, расположенным под табличкой диска дросселя 13 против отметки «¥», добиваются её устранения. Затем повторно проверяют герметичность сопла С₂, предварительно поставив на место заглушку камеры Д элемента 1.

Затем проверяют на герметичность сопло С₁. При негерметичности сопл отключающих реле их разбирают, прочищают, и при необходимости приклеивают резиновую заслонку либо заменяют её новой.

Основные неисправности пропорционально-интегрального регулятора ПР3.31 приведены в таблице 3.

Таблица 3