НАЛАДКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Функциональные блоки «Старт»

Функциональные блоки «Старт» предназначены для выполнения простейших арифметических и алгебраических операций над унифи­цированными пневматическими сигналами (ГОСТ 17560—72).

Функциональный блок типа ПФ1 1 предназначен для выполнения операций сложения двух пневматических сигналов, вычитания пнев

Рис. 125.

матического сигнала из суммы двух других, умножения или деления сигнала на два и т. п. Блок (рис. 125) состоит из семимембранного эле­мента сравнения 3 и усилителя мощности 4, охваченных отрицатель­ной обратной связью с коэффициентом I. Пневматические сигналы, над которыми производятся операции, подключают к штуцерам р/, р2 и рЗ блока. В камеры £ и Ж от задатчиков давления 1 и 2 могут быть поданы постоянные сигналы +р& и —ра. При подаче давления pi, р2 и рЗ блок будет находиться в равновесии, если выходное давление Л)ых = pi + рЗ — р2 4- рс2 —/Осі- Если на вход прибора подать си­гналы pi и р2у то выходное давление рвых = рі — р2 — рсі.

Для деления пневматического сигнала на два входное давление подключается к штуцеру pi или рЗ, а выходной сигнал перемычкой соединяется со штуцером р2. В этом случае блок будет находиться в равновесии, если выходной сигнал будет равен половине значения pi или рЗ.

Для умножения на два пневматический сигнал заводят в обе плю­совые камеры Д и В одновременно, в этом случае давление отрица­тельной обратной связи будет уравновешивать сумму двух одинако­вых давлений и, следовательно, будет в два раза больше каждого из них.

Функциональный блок часто применяют для инвертирования сиг­нала. Например, при измерении уровня гидростатическим способом максимальному его значению соответствует нулевой пневматический

сигнал на выходе измерительного преобразователя, а при минималь­ном — наоборот. Чтобы шкала вторичного прибора была прямой, на линии переменной устанавливают блок ГІФ 1.1 Задатчиком 2 уста­навливают давление 0,12 МПа, а переменную подключают к штуцеру рй. В этом случае выходной сигнал /?вых = />С2 — р%- Предел допу­скаемой основной погрешности блока не превышает 1% от диапазона измерения входного сигнала.

Прибор устанавливают, как правило, в помещении центрального! пульта управления. Для питания прибора применяют чистый сжатый воздух давлением 0,14 ± 0,014 МПа.

Блок типа ПФ1.9 умножения пневматического сигнала на посто-1 янный коэффициент предназначен для умножения сигнала измери­тельной информации в диапазоне 0,02-f - 0,1 МПа на коэффициентJ изменяющийся в пределах от 0,2 до 5. Прибор выполняет операцию /?вых = к(Рвх — 0,02)-f 0,02 МПа. Блок (рис. 126) состоит из уз­ла сравнения, собранного на элементах // и III, принцип работы ко­торого аналогичен рассмотренному для приборов, например, типа ПФ1.1. На элементах / и X собран узел генератора. От задатчика дав­ления / в камеру элемента X подается подпор 0,04 МПа. Под дей­ствием подпора мембранный блок переместится вниз и на выходе элемента появится давление питающего воздуха. Через переменный пневморезистор XI камера трехмембранного элемента начнет запол­няться и через время t, пропорциональное степени проводимости ре­зистора XI, мембранный блок поднимется вверх, закроет питающее сопло и откроет сопло для сброса давления в атмосферу. Давление на выходе генератора станет равным нулю. Таким образом, на вы­ходе генератора будут иметь место незатухающие прямоугольные колебания 0-f - 0,1 МПа с периодом, определяемым проводимостью дросселя XI.

Прибор имеет различную внутреннюю коммутацию при работе с ке 1 и к> I. Если к с I. то замкнуты контакты переключателя 10 и 11, 14 и 13,15 и 12. В этом случае умножаемое рвх поступает на вхсд пульсирующего дросселя, собранного на элементе VII и переменной пневмоемкости VIII. Пульсирующие дроссели VII и V образуют пару элементов с постоянной проводимостью, не зависящей от перепада давления. Выходное давление пульсирующих дросселей рлр подается на клемму 15 переключателя, откуда через перемычку 15—12 — в камеру элемента сравнения. Формируется величина pRP следующим образом. Под действием переключающего давления рп происходит переключение сопел элемента VII, соединяющих емкость VIII по­очередно с линиями рвх и pnv. Проводимость дросселя будет опре­деляться при постоянной частоте генератора только объемом емкости VIII. Следовательно, разница в значениях рпх и /?др будет пропорцио­нальна емкости VIII. С другой стороны, величина рпр будет зависеть от проводимости дросселя V, которая определяется объемом пере­менной емкости VI. При нулевом объеме емкости VI величина рдр будет близка нулю. Для обеспечения линейности коэффициента уси­ления блока в пределах диапазона изменения входного сигнала на вход дросселя V от задатчика IV подается рг, равное 0,02 МПа. В ка­меры элементов VII и V от задатчика IX подается также давление подпора р2, равное 0,09 МПа, которое обеспечивает четкую работу пульсирующих дросселей. Нетрудно проследить, что на вход эле­мента II всегда будет поступать давление менее /?ВЕ, поэтому давление выхода рвыу, поступающее па вход элемента // в качестве уравно­вешивающего давления обратной связи, всегда будет меньше рш, т. е. коэффициент передачи — постоянный множитель — будет меньше 1. Зависимость коэффициента передачи от объемов емкостей имеет вид

к г - Vyi

Vvni + Vvi

При необходимости умножить сигнал на коэффициент к, больший единицы, входной* сигнал через перемычку 11—12 переключателя поступают на вход элемента II, а на вход пульсирующего дросселя через перемычку 14—10 подают выходной сигнал. В этом случае эле­мент II будет находиться в равновесии при рш — />др, но рдр всегда будет меньше р вх. Следователь но, коэффициент к всегда будет больше 1.

Прибор настраивают на заданный коэффициент усилений (значе­ние множителя) при выпуске из производства или после лаборатор - ной проверки. Предел допускаемой основной погрешности реализации произведения при изменении рвх от 0,03 до 0,09 МП а равен 1 %, или составляет 0,0008 МПа.

Функциональный блок ПФ1Л7 (рис. 127) предназначен для из­влечения квадратного корня из пневматического унифицированного сигнала и реализует зависимость Рвы* = У0,08(рю - 0,02)'+ 0,02МПа.

Входное давление подается на узел линейно-кусочной аппрокси­мации зависимости с помощью трех прямолинейных отрезков. Порог начала работы каждого из трех повторителей со сдвигом 1—3 уста - навливают, исходя из графика рис. 127, б, чтобы обеспечить пере­крытие момента начала работы следующего по ходу повторителя. Первый повторитель обеспечивает повторение входного сигнала в диапазоне 0,03—0,045 МПа со сдвигом, примерно равным 0,015—0*02 МПа. При достижении входным давлением величины 0,04 МПа начинает работать элемент 2, сдвиг которого равен пример­но 0,02 МПа, и, наконец, в момент достижения давлением значения 0,06 МПа открывается выпускное сопло повторителя 3 и начинается управление выходным давлением на третьем последнем участке аппрок­симирующей ломаной. Угол наклона отрезков 0,04—0,06 и 0,06— 0,1 МПа ломаной изменяется с помощью изменения проводимости переменных пневмосопротивлений 5 и 7, которыми устанавливается коэффициент передачи делителя.

Давление воздуха в коллекторе повторителей рк подается на вход трехмембранного элемента сравнения 9, охваченного вместе с усили­телем мощности 10 отрицательной обратной связью. Погрешность прибора при извлечении квадратного корня не выше 1 % от диапазона изменения входного сигнала.

Функциональный блок ПФ1.18 применяют для умножения двух сигналов и деления их на третий пневматический сигнал. Блок реа­лизует зависимость

р™ = ^--^о3^0'9-^ °.°2 МПа-

С помощью блока можно реализовать умножение двух сигналов; в этом случае р! = 0,1 МПа, деление при р2 или рЗ, равных 0,1 МПа, возведение в квадрат при pi — 0,1 МПа и при подаче давления, соответствующего величине основания степени, одновременно на вхо­ды рг и ръ