Регуляторы релейного действия
Регуляторы релейного действия (их называют также позиционными регуляторами) работают по принципу «включено – выключено». Различают регуляторы двух-, трех- и многопозиционные.
В металлургии в основном применяются двух- и трехпозиционные регуляторы.
Двухпозиционными регуляторами, или РП- регуляторами, называются такие регуляторы, выходная величина которых может принимать только два установившихся значения, а исполнительный механизм регулятора (и связанный с ним регулирующий орган) может занимать лишь два положения и скачкообразно переключается из одного положения в другое в момент, когда регулируемая величина проходит через заданное значение.
В качестве примера двухпозиционного регулятора рассмотрим дилатометрический регулятор температуры непрямого действия. Латунная трубка, внутри которой помещен стержень из инвара, присоединена к корпусу с электрическими контактами. К контактам присоединены провода электрической цепи.
Из-за разности коэффициентов теплового расширения латуни и инвара контакты при нагревании размыкаются. Выходной сигнал при этом становится равным нулю. При понижении температуры ниже заданного значения контакты замыкаются и по проводам течет ток. На выходе регулятора сигнал принимает максимальное значение. При замыкании и размыкании контактов соответственно включается или выключается исполнительный механизм. Установка заданного значения регулируемой величины производится с помощью винта, позволяющего менять величину зазора между контактами.
В реальных двухпозиционных регуляторах изменение выходного сигнала от минимального до максимального значения и наоборот происходит при различных значениях входной величины. Разность между значениями входной величины в моменты изменения выходного сигнала называют зоной неоднозначности регулятора.
Режим работы системы с двухпозиционным регулятором - автоколебательный в окрестностях ее равновесного состояния. Установившееся состояние отсутствует. Регулятор не может удерживать величину регулируемого параметра на уровне, равном заданному. Уменьшение величины зоны неоднозначности приводит к уменьшению периода колебаний и увеличению числа переключений регулятора и, следовательно, к частому переключению регулирующего органа с открытого состояния на закрытое. Частое включение и выключение снижает надежность регулятора и иногда приводит к излишним энергозатратам. Увеличение зоны неоднозначности сокращает число переключений, однако это может привести к недокомпенсации возмущающих воздействий на объект регулирования. Поэтому величину зоны неоднозначности устанавливают в процессе наладки с помощью соответствующего механизма настройки, предусмотренного в регуляторах.
Промышленные двухпозиционные регуляторы позволяют производить настройку на максимум и минимум. При настройке на максимум при значении регулируемой величины большем заданного выходная величина регулятора имеет максимальное значение, а при настройке на минимум - минимальное.
Трехпозиционными регуляторами, или РПЗ- регуляторами, называют такие регуляторы, выходная величина которых может принимать три установившихся значения. От дпухпозиционных регуляторов они отличаются формами статических характеристик и способами подвода энергии и объект регулирования. Кроме режимов максимального подвода энергии и отсутствия подвода энергии РП- регуляторы позволяют устанавливать промежуточную мощность. Таким образом у трехпозиционных регуляторов регулирующий орган может занимать три положения: открытое, закрытое и среднее.
В реальных трехпозиционных регуляторах так же, как и в двухпозицнопных, имеются зоны неоднозначности.