Применение исполнительных устройств
Исполнительное устройство – это функциональная составляющая системы автоматического управления, воздействующая на объект управления посредством изменения потока материалов или энергии, которые поступают на объект.
Подавляющее большинство исполнительных устройств автоматической системы управления имеют электрический или механический выход.
В современной технике исполнительные устройства представляют собой преобразователи, которые превращают входной сигнал в выходной, воздействующий на объект. Второй вид исполнительных устройств - программные приборы, которые используют исполнительные устройства и датчики с целью взаимодействия с объектами реального мира.
Виды исполнительных устройств систем автоматики
Через определенные органы исполнительные устройства осуществляют воздействия на объект управления в случае поступления на его вход сигнала. Рабочими органами исполнительных устройств обеспечиваются соответствующие воздействия на среду, посредством изменения давления, температуры, состава, скорости расхода и т.п. во время технологического процесса. В качестве рабочих органов могут быть использованы шиберы, заслонки, клапаны, электрические нагреватели, направляющие устройства и т.п. Исполнительные устройства делятся на:
- Электрические, которые в свою очередь делятся на электромагнитные и электродвигательные.
- Гидравлические.
- Пневматические.
В первую очередь к электромагнитным исполнительным устройствам относятся соленоидные электрические приводы, которые предназначены для управления золотниками, регулирующими и запорными вентилями. Усилие, которое необходимо для перемещения рабочего органа, в них создается при помощи электромагнита, представляющего собой неотъемлемую часть данного исполнительного устройства. Схема данного устройства изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема устройства. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 - ярмо; 2 - электрическая катушка; 3 - якорь соленоида; 4 - зазор между ярмом и якорем; 5 - рабочий орган.
Между ярмом и якорем располагается зазор определенной величины. С якорем соединен рабочий орган, в качестве которых могут быть использованы рычаги, заслонки, клапаны и т. п. Когда на электромагнит подается питающее напряжение, из-за электромагнитного усилия якорь поднимается вверх на величину воздушного зазора. Электромагниты делятся на электромагниты переменного и постоянного тока, притягивающие и удерживающие, короткоходные и длинноходные, с поворотным якорем и поступательным движением.
В электродвигательных исполнительных устройствах используются электрические двигатели переменного и постоянного тока. Большинство данных устройств функционирует в режиме, когда скорость перемещения никак не зависит от величины отклонения регулируемого параметра от заданного значения. Представителями электродвигательных исполнительных устройств являются синхронные и асинхронные двигатели.
Работа гидравлических исполнительных устройств заключается в преобразовании энергии потока рабочей жидкости в энергию механического движения поршня или ротора. Данные устройства состоят из управляющего и исполнительного элемента. Поток жидкости создается специальным насосом, который приводится в действие электрическим или иным двигателем. В зависимости от вида управляющего элемента данные устройства делятся на устройства с объемным или золотниковым регулированием. Устройства с объемным регулированием управляются посредством изменения производительности насоса, золотниковые при помощи перекрываемых отверстий. Золотник управляется электромагнитным приводом. В общем случае исполнительное гидравлическое устройство состоит из поршня, цилиндра, штока, отверстий, полости цилиндра. скорость перемещения поршня зависит от его площади и расхода жидкости. В некоторых случаях вместо поршня может быть использована эластичная мембрана, которая закрепляется в центре цилиндра. У таких устройств небольшой ход штока, составляющий максимум несколько сантиметров.
Устройство пневматических исполнительных устройств аналогично устройству гидравлических. Данные устройства широко распространены благодаря своей высокой степени надежности, относительной простоте конструкции, наличию возможности получения больших усилий. В большинстве случаев используются мембранные и исполнительные механизмы, потому что они обладают простой конструкцией и высоким уровнем надежности. Усилия, которые развивает пневматический привод, относительно невелики, что связано с тем, что силовое давление воздуха составляет порядка 0,4-0,6 мегапаскалей.
