Функциональная схема регулирующего блока Р27

Функциональная схема регулирующего блока Р27 включает в себя:

· Измерительный модуль И001.1.

· Регулирующий модуль Р027.1.

· Источник стабилизированного напряжения ИПС001.1.

5.2.1. Функциональная схема измерительного модуля И001.1 (приложение 3)

Выполняемые функции: Осуществляет суммирование и масштабирование входных сигналов, введение информации о заданном значении регулируемой величины, формирование и усиление сигнала отклонения регулируемой величины от заданного значения. Модуль предназначен для преобразования входных сигналов тока 0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА и сигналов напряжения 0…1 В, 0…±10 В в выходной сигнал 0…±10В.

Измерительный модуль содержит следующие функциональные узлы:

- модуляторы 1, 2, 3;

- усилитель-модулятор 4;

- сумматор;

- демодулятор-усилитель;

- узел корректора;

- источник опорного напряжения;

- генератор.

Модуляторы 1, 2, 3 преобразуют унифицированные входные сигналы постоянного тока 0…плюс 5 мА, поступающие на входы Х₁, Х₂ и Х₃ в сигналы напряжения переменного тока. Входы Х₂ и Х₃ масштабируемые. Входные сигналы, поступающие на эти входы, умножаются на масштабные коэффициенты a₂, a₃ соответственно. Масштабирование этих входных сигналов осуществляется за счет перераспределения напряжения на переменных резисторах на выходах второго и третьего модуляторов.

Усилитель-модулятор суммирует сигналы постоянного тока Х₄₁ (0 – плюс 5 мА), Х₄₂ (0 – плюс 20 мА), Х₄₃ (плюс 4 – плюс 20 мА), Х₄₄ (0 – плюс 10 В), Х₄₅ (минус 1 В – 0 – плюс 1 В), преобразует их алгебраическую сумму в сигнал переменного тока и умножает на масштабный коэффициент a₄.

Сигналы с выходов модуляторов 1, 2, 3 и усилителя-модулятора суммируются сумматором, обеспечивающим гальваническое разделение всех суммируемых входных сигналов друг от друга и от выходного сигнала.

Выходные сигналы сумматора и узла корректора Х_кор, а также входной сигнал постоянного тока Х₅ (0 – плюс 10 В) поступают на вход демодулятора-усилителя, который преобразует выходной сигнал сумматора в напряжение постоянного тока, и суммирует все поступающие на него сигналы, формируя выходной сигнал модуля (сигнал отклонения "e"). В зависимости от выходных сигналов, на выходе демодулятора усилителя и соответственно на выходе измерительного модуля формируется сигнал напряжения 0…±10 В.

Генератор формирует напряжение переменного тока практически прямоугольной формы частотой» 20 кГц используемое для коммутации ключей модуляторов и демодуляторов, а также напряжения постоянного тока, гальванически изолированное от общего питания модуля, для питания усилителя-модулятора.

Источник опорного напряжения запитывает узел корректора и внешнее потенциометрическое устройство, подключенное к блоку.

Питание модуля осуществляется стабилизированным напряжением постоянного тока плюс 15 В и минус 15 В поступающим от источника питания ИПС01.1.

Цепи входных сигналов Х₁, Х₂, Х₃ и совокупность в сигналов Х_4i гальванически изолированы друг от друга, от цепей сигнала Х₅ и выходных цепей модуля. Цепи входного сигнала Х₅ гальванически связаны с выходными сигналами модуля. Цепи входных сигналов Х_4i гальванически связаны друг с другом.

5.2.2. Функциональная схема регулирующего модуля Р027.1 (приложение 2)

Выполняемые функции: Осуществляет формирование выходных импульсных электрических сигналов блока Z₁, Z₂ в соответствии с ПИ, ПИД, трехпозиционными и двухпозиционными законами регулирования, демпфирование сигнала отклонения, гальваническое разделение входных и выходных цепей модуля, введение запрета на управление нагрузкой.

Регулирующий модуль Р027.1 содержит следующие функциональные узлы:

- демпфер;

- дифференциатор;

- сумматор прямого канала;

- трехпозиционный триггер;

- интегратор;

- сумматор канала обратной связи;

- усилитель мощности.

Регулирующий модуль Р027.1 имеет три входа – Х₀₁, Х₀₂ и Х₀₃, на которые могут быть поданы напряжения минус 10 В … плюс 10 В.

Сумма входных сигналов Х₀₁ и Х₀₃ модуля преобразуется демпфером по апериодическому закону с постоянной времени t_дф и поступает на вход сумматора прямого канала, где суммируется с сигналом Х₀₂ модуля.

Сумматор прямого канала предназначен для усиления и алгебраического суммирования входных сигналов регулирующего модуля с суммой сигналов интегратора и дифференциатора и сигнала положительной обратной связи с выхода трехпозиционного триггера.

Выходной сигнал сумматора прямого канала управляет трехпозиционным триггером с зоной нечувствительности D.

"Триггерность" трехпозиционного триггера достигается за счет положительной обратной связи охватывающей схему трехпозиционного триггера и сумматора прямого канала.

Сумматор прямого канала и трехпозиционный триггер охвачены функциональной отрицательной обратной связью через апериодическое звено, представляющее собой интегратор с постоянной времени t_и, охваченный жесткой отрицательной обратной связью через сумматор канала обратной связи. При наличии сигналов на входе модуля в контуре, охваченном функциональной отрицательной обратной связью, возникает режим периодических включений, в результате которых на выходе трехпозиционного триггера формируется последовательность импульсов, полярность и скважность которых зависит от полярности и величины входных сигналов модуля. Эти импульсы подаются на выход Z2 модуля непосредственно, а на выход Z1 – через усилитель мощности. В результате интегрирования выходных импульсов (например, исполнительным механизмом) формируется ПИ – закон регулирования. При этом постоянная времени интегрирования равна постоянной времени интегратора t_и, а коэффициент передачи a_п определяется степенью функциональной отрицательной обратной связи.

Длительность импульса t_и регулируется путем изменения степени жесткой положительной обратной связи, охватывающей трехпозиционный триггер через сумматор прямого канала.

В модуле предусмотрено также формирование дифференциальной составляющей закона регулирования для входных сигналов Х₀₁ и Х₀₃. Для этого сумма указанных сигналов с выхода демпфера подается на вход дифференциатора, представляющее собой реальное дифференцирующее звено с постоянной времени t_д. Выходной сигнал дифференциатора поступает на вход сумматора обратной связи. В результате для входных сигналов Х₀₁, Х₀₃ после интегрирования выходных импульсов модуля формируется ПИД – закон регулирования.

Питание модуля осуществляется от источника питания ИПС01.1 стабилизированным напряжением постоянного тока плюс 15 В и минус 15 В и выпрямленным двухполупериодным напряжением средним значением 24 В.

Если выходная клемма измерительного модуля (клемма 17) соединена со входом Х₀₁ регулирующего модуля (клемма 15), и сигнал Х₀₂ (клемма 27), Х₀₃ (клемма 25) отсутствует, то входным сигналом модуля является сигнал отклонения e и в уравнениях (2), (3) вместо Х_oi(p) записывается e(р) – изображение по Лапласу сигнала отклонения в относительных единицах от номинального диапазона его измерения.

Цепь входных сигналов модуля гальванически разделена с цепью выходного сигнала Z₁ и гальванически связана с цепью выходного сигнала Z₂.

Выходные сигналу Z₁ и Z₂ модуля являются выходными сигналами блока Р27 в целом.

К выходу Z₁ регулирующего модуля подключены светодиоды V1, V2, расположенные на передней панели блока и являются индикаторами выходного сигнала Z₁.

Минимальная величина сопротивления активной нагрузки выхода Z₁ – 100 Ом, а выхода Z₂ – 10 кОм

Питание регулирующего модуля осуществляется от источника питания ИПС стабилизированным напряжением ±15 В и выпрямленным двухполупериодным напряжением – 24 В.

5.2.3. Источник стабилизированного питания ИПС01.1

Источник стабилизированного напряжения организует питание измерительного и регулирующего модуля стабилизированным напряжением ±15 В, а также вырабатывает дополнительное двухполупериодное пульсирующее напряжение 27В для запитки выходных ключей блока.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: