14
ния, а так же в металлургии и в химической промышленности для управле-
ния процессами термической обработки металлов и аппаратов периодическо-
го действия.
3. Наиболее совершенным и сложным управлением является о п т и -
ма л ь н о е у п р а в л е н и е . Задачу оптимального управления можно объяс-
нить на примере процесса горения в топке котла или технологической печи.
Известно, что для полного сгорания фиксированного объема топлива требу-
ется строго фиксированный объем воздуха. При недостатке воздуха часть то-
плива не сгорает. При излишках воздуха полезная теплота расходуется на их
нагрев, что увеличивает потери с уходящими газами.
Задачей оптимального управления является поиск и поддержание для
каждого расхода топлива такого расхода воздуха, при котором температура в
топке была бы максимальной.
Для реализации изложенных задач управления существуют множество
регулирующих устройств различного исполнения и сложности. Есть про-
стейшие, максимально встроенные в технологический агрегат устройства.
Есть специальные устройства управления, предназначенные для управления
конкретными процессами и аппаратами. Наконец, существуют сложные про-
граммно-технические комплексы, специально разрабатываемые для управле-
ния сложными технологическими агрегатами и участками.
Существует большое число аппаратов и процессов, для которых про-
мышленностью выпускаются универсальные технические средства агрегат-
ного исполнения в виде отдельных приборов, устройств или блоков. На базе
этих элементов создают системы управления, требующие внешних энергети-
ческих затрат для своей работы.
На рис. 2.4 показана укрупненная схема внешних соединений такой
системы регулирования, реализованной из термопары, регулирующего при-
бора, задающего устройства, блока управления, пускового устройства, испол-
нительного механизма и регулирующего органа. Схема предназначена для ре-
гулирования температуры нагреваемой воды в водогрейном котле с воздейст-
вием на расход газа.
В регулирующем приборе преобразованная в электрическое напряже-
ние э.д.с. термопары сравнивается с напряжением от задающего устройства.
Задающее устройство предназначено для установки требуемой температуры
горячей воды на выходе котла. В случае отклонения текущего значения тем-
пературы от заданного регулирующий прибор замыкает контакты пускового
устройства, соединяющие обмотку электродвигателя исполнительного меха-
низма с сетью 220 В, выходной вал которого начинает вращаться. Выходной
вал исполнительного механизма жестко соединен со штоком заслонки регу-
лирующего органа, от положения которой зависит проходное сечение и рас-
ход газа в топку котла. Целью изменения положения заслонки является уста-
новка такого значения расхода газа, при котором температура горячей воды
будет равной заданному значению.