Пневматическая система централизованного контроля и управления

 

Союз Советски н

Социапистическии республик (ti)1ОО1 О06 (61) Дополнительное к авт, спид-ву (22)Заявлено 29.12.80(21) 3224661/18-24 (5))M. Кл.

Q 05 В 11/58 с присоединением заявки №

Гаоударстесиный комитет (23) Приоритет о делам изобретений н открытий (5З) УИК 621-525

88.8) Опубликовано 28.02 83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 02.03.83 (72) Авторы изобретения

П.А.Барский, A.È.Бирман и Э.И.Склярб ий

/

/ -., /

Государственный всесоюзнь1й центральный орц@нЫ Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский инстйгуж, комп..ксной автоматизации (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО

КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к приборостро== ению, а именно к пневматическим систа мам централизованного контроля и управ== ления непрерывными технологическими процессами.

Известна пневматическая система пеь- 5 трализованного контроля и управления, содержащая триггеры, выходы которых соединены с регуляторами, а входы с кнопками задания режима контуров регулирования (Автомат" и "Ручное ) и блоки дистанционно-управляемых задатчиков номиналов, и ручного управления 1 j.

Недостатком известной системы является то, что. при ее использовании при вызове на индикапию любого из контуров

/ регулированття процесс автоматическоговыравнивания сигналов параметра и номи-, нала (в ручном режиме) или управляюших сигналов с выхода регулятора и за20 датчика ручного управления (в автоматическом режиме) начинается даже тогда, если оператор не собирается в дальнейшем изменять режим функционирования

Ь. контура регулирования. В результате про .;сходит быстрый износ приводов блоков групповых задатчиков и возрастают Нс==производительные затраты злектрознергци на их эксплуатацию, Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сушности и достигаемому результату является пневматическая система централизованного контроля и управления, содержаmая коммутатор, входы которого соединены с линиями параметров, выходами регуляторов и блоков групповых задатчгжов номиналов и ручного управления, управляюшие вхо:= ды - с кнопками вызова, а выходы с показывающим прибором, выходы кнопок вызова соединены с перв 1ми входами первых и вторых злементов И, кнопки управления групповыми задатчиками,, триггеры, входы которых связаны с выходами первых элементов И, а выходы - с вторыми входами вторых злемевтов И н уцравляюшими входами регуляторов, выходы вторых злементов И соединены через элемент ИЛИ с сигнализатором ручного режима, и инвертором, выход которого связан с аигнализатором автоматического; режима и управляющим входом кнопки ,автомат, первый, второй, третий и четвертый пневмоэлектропреобразоватепи, включенные в цепи питания блока групповых задатчиков номиналов и ручного управления, первый, второй, третий и четвертый элементы сравнения, выход треть-16 его элемента сравнения соединен с входом первого пневмоэлектропреобразователя, выход четвертого элемента сравнения - с входом второго пневмоэлектрьпреобразователя, первые входы третьего и четвертого элементов сравнения. соединены с первым и вторым задатчиками 2

Недостатком известной системы является то, что при ее использовании не обеспечивается требуемая точность вырак -26 нивания сигналов параметра и номиала при переключении контура регулирования в автоматический режим и управляющих i сигналов при переключении контура ре« гулирования в ручной режим. Это объяо- д няется тем, что в известной системе контролируется не момент выравнивания сравниваемых сигналов, а момент вхождения одного из них в коридор", настраиваемый повторителями со сдвигом относительно. другого выравниваемого сщ нала. Минимальная величина "коридора" (зона нечувствительности) определяется с одной стороны погрешностями элементов (суммарная погрешность последовательного соединения "повторитель со сдвигом — элемент сравнения" оценивается величиной порядка +1,0%), с другойтребованиями подавления автоколебаний неизбежно возникающих при малой зоне чувствительности в силу неидеальной остановки двигателя. По экспериментальным данным погрешность известной системы составляет + 2 3

Белью изобретения является повышение точности системы.

Указанная цель достигается тем, что в пневматической системе централизованного контроля и управления, содержащей коммутатор, входы которого соедиЫ иены с линиями параметров, выходами регуляторов и блоков групповых задатчиков номиналов и ручного управления, управляющие входы - с кнопками вызова, а выходы с показывающим прибором, вылlj ходы кнопок вызова соединены с первыми входами первых и вторых элементов И,кнопки управления групповыми задатчиками, триггеры, входы которых связаны с выхода3 1001006 4 ми первых элементов И,а выходы - с вто рыми входами вторых элементов И и управляющими входами регуляторов, выходы вторых элементов И соединены через элемент ИЛИ с сигнализатором ручного режима и инвертором, выход которого связан с сигнализатором автоматического режима и управляющим входом кнопки

"Автомат", первый пневмоэлектропреобразователь, второй пневмоэлектропреобразователь, третий пневмоэлектропреобразователь и четвертый пневмоэлектропреобразователь, включенные в цепи питания блока групповых задатчиков но= миналов и ручного управления, первыйэлемент сравнения, второй элемент сравнения, третий элемент сравнения и четвертый элемент сравнения, выход третьегD элемента сравнения соединен с входом первого пневмоэлектропреобразователя „ выход четвертого элемента сравнения с входом второго пневмоэлектропреобразователя, а первые входы третьего и четвертого элементов сравнения соединены с первым и вторым задатчиками, установ лены дроссель, первое реле, второе реле, третье реле„ четвертое реле, пятое реле и шестое реле, при этом первый выход коммутатора соединен с плюсовой камерой первого элемента сравнения, выход которого соединен с минусовой камерой данного элемента и с плюсовой камерой второго элемента сравнения, второй выход коммутатора связан с минусовой камерой второго элемента сравнения и вто= рыми входами третьего и четвертого элементов сравнения, выход второго элеменга сравнения связан через дроссель с минусовой камерой второго реле, плюсовой камерой третьего реле и непосредственно с плюсовой камерой первого реле, второго реле и минусовыми камерами третьего реле и четвертого реле, выход кнопки "автомат соединен с питающими соплами одних проточных камер первого реле, второго реле, третьего реле s четвертого реле, выход первого реле связан с плюсовым входом пятого реле, выход четвертого реле — с плюсовой камерой шестого реле, выход второго реле с другой проточной камерой третьего реле,вы= ход третьего реле — с вторыми входами первых элементов И и с минусовыми камерами пятого реле и шестого реле, выходы пятого и шестого реле соединены с входами третьего и четвертого пневмоэлектропреобразователей соответственно, а выходы первого и второго задатчикав соединены с питающими соплами первого

ibhih06 элемента сравнения, причем другие проточные камеры первого, второго и четвертого реле. подключены к атмосфере, а пятого и шестого реле — к выходам кнопок управления групповыми задатчи- з ками.

На чертеже показана блок-схема пневматической,системы централизованного контроля. и управления.

Система содержит кнопки 1 вызова, показывающий прибор 2, коммутатор 3, блок 4 групповых задатчиков номиналов и ручного управления, первый элемент 5 сравнения, второй элемент 6 сравнения, первое реле 7, второе реле 8, третье ре- 15 ле 9, четвертое реле 10, пятое реле 11, шестое реле 12, первые элементы И 13, вторые элементы И 14, триггеры 15, регуляторы 16, элемент ИЛИ 17, сигнализатор 18 ручного режима, кнопки управ- . 20 ления групповыми задатчиками Больше"

19, "Меньше 20, дроссель 21, третий элемент 22сравнения, четвертый элемент

23 сравнения, первый пневмоэлектропреобразователь 24, второй пневмоэлектропреобразователь 25„третий пневмоэлектропреобразователь 26, четвертый пневмоэлектроцреобразователь 27 „инвертор 28, сигнализатор 29 автоматического режима и кнопка 30 "Автомат", пер- ЗО вый задатчик 31 давления 1,0 кгс/см и второй задатчик 32 давления 0,2кгс/см, каналы параметров 33, номинала 34 и управляющих сигналов 35.

Система работает следующим образом,, Для вызова того или иного контура на показывающий прибор 2 оператор нажимает на соответствующую кнопку 1 вызова, выходной сигнал которой поступает на коммутатор 3. Последний срабатывает о и обеспечивает коммутацию сигналов параметров от датчика (не показан) и номинала от блока 4 групповых задатчиков контролируемого контура на показывающий прибор 2. Если контролируемый в данный момент контур окажется в ручном режиме (сигнализатор 18 ручного режима включен), а оператор сочтет необходимым переключить его в автоматический режим, то он нажимает на. кнопку 30 Автомат, запоминающую выходной сигнал. Сигналы параметра и номинала с выхода коммутатора 3 поступают на вхо, ды второго элемента 6 сравнения.При этом сигнал параметра предварительно

55 проходит первый элемент 5 сравнения, обеспечивающий нахождение его значений

;в стандартном диапазоне; для этого верхнее сопло первого элемента 5 сравйенни запитано от первого задатчика 31 давления 1 0 кгс/см, a нижнее от втоУ

2 рого задатчика 32 давления 0,2 кгс/см.

Если значение параметра окажется большим значения номинала, то на выхо де второго элемента 6 сравнения появится сигнал условной 1", который, пройдя через первое реле 7 и пятое реле 11, поступит на четвертый пнввмсэлектропреобуазователь 27, последний замкнет цепь электропитания блока 4 групповых задатчиков таким образом, что его реверсивный двигатель начнет вращать шток задатчика номинала соответствующего контура регулирования по часовой стрелке, обеопечивая увеличение значения номинала; вращение штока требуемого задатчика происходит из-за того, что на управлянзший пневматический вход блока 4 групповых задатчиков поступил выходной си нал or соответствующей кнопки 1 вызова.

В ммооммееннтт, когда значение номинала сравняется со значением параметра, второй элемент 6 сравнения сработает таким образом, что на его выходе появится сигнал условного 0, в результате четвертый пневмоэлектро 27 вернется в исходное разомкнутое состояние, реверсивный двигатель и шток задатчика номинала блока 4 групповых задатчиков прекращает вращение и новое установившееся значение номинала будет равно значению параметра. Б этот же мо= мент мембранный блок второго реле 8 займет верхнее положение (в плюсовой камере установится нулевое давление, в минусовой временно сохранится сигнал условной "1", время сохранения сигнала обуславливается настройкой дросселя 21 ), мембранный блок третьего реле 9 займет нижнее положение (в плюсовой камере временно сохранится сигнал условной "1", в минусовой установится нулевое давление) и выходной сигнал кнопки 30 Автомат" через верхнее сопло третьего реле 9 и соответствующий первый элемент

И 1 3 (второй сигнал на вход первого элемента И 13 поступает от соответ ствующей кнопки 1 вызова) пройдет на соответствующий триггер 3 5 и сбросит его. Б результате соответствующий регулятор 16 включится и его выходной скгнал по каналу 35 поступит в линию ис»полнительного механизма. Так как выход ной сигнал триггера 15 равен при этом условному "0", то выходные сигналы со ответствующего второго элемента И 14 и элемента ИЛИ 17 также окажутся равными условному О, в результате на выходе инвертора 28 появится сигнал условной 1, сработает сигнализатор 29 автоматического режима, а кнопка 30 Автомат" вернется в исходное (не чажатое) состояние. Таким образом, пере- s киючение контура с ручного в автоматический режим происходит в момент достижения равенства сигналов параметра и номинала, т.е. переключения осуществляются безударным образом, а выравнивание сигналов осуществляется автоматически и с высокой точностью (до 0,5% по экспериментальным данным).

С целью ускорения отключения электродвигателя блока 4 групповых задатчиков в момент выравнивания сигналов параметра и оминала контролируемого кон= тура пятое реле 11 и шестое реле 12 блокируются выходным сигналом третьего реле 9, 2О

Если значение параметра в момент прреключения контура регулирования с ручного в автоматический режим окажется меньшлм значения номинала, то выходной сигнал второго элемента 6 срав- П нения будет равным условному «О". Б этом случае при нажатии оператором кноп; ки 30 "Автомат ее выходной сигнал пройда«етвертое реле 10, ц.естое реле

1 2 и включит третий пневм Оэлек тропре- щ образователь 26., который замкнет цепь э,. ектропитания блока 4 групповых задатчиков таким образом, что его резерв=-= ный двигатель начнет вращать шток задатчика номинала соответству..ощего кон-" тура регулирования против часовой стрел=ки до того момента, пока значение =оминала не станет равным значению пара: метре (выходной сигнал второго ""-лемента 6 сравнения примет значение услов--36 ной "1 „сработают второе реле 8 и третье реле 9, выходной сигнал последнего заблокирует выход шестого реле 1 2; третий пневмоэлектропреобразователь 26 вернется ь исходное разомкнутое состоягД ние) .

Аналогичным образом осуществляется переключение контролируемого контура регулирования с автоматического режшла в ручной, Н этом случае на входы комму= „ .(! татора 3 подаются выходныс сигналы ре.я уляторов 16 и блока групповых задатчи=ков дистанционного (ручного) управления (не показан). Работа элементов сравнения и реле осуществляется по тому же алгоритму, что и в описанном выше слу55 чае. Н момснт выравнивания выходных сигналов регулятора 16 и блока 4 групповых задатчи ов дистанционного (ручно го) управления реле, аналогичное третье му реле 9, выдает сигнал условной "1 который обеспечит взведенна соответству юшего триггера 15, последний выдает сигнал условной 1 ", который отключит регулятор 16, соберется по схеме И с соответствующим выходным сигналом кнопки 1 вызова на соответствующем втс ром элемента И 14, выходной сигнал ко= торого, пройдя элемент ИЛИ 17, включит сигнализатор 18 ручного режима и возвратит в исходное ненажатое состояние, кнопку "Ручное" (не показана).

Использование третьего элемента 22 сравнения и четвертого элемента 23 сравнения позволяет Ограничить максимально и минимально допустимые значения сигнала номинала; при выходе этого сигнала за допустимые границы (О, кгс/см

И 1 кгс/см ) на выходе третьего элемента 22 сравнения (или четвертого эле= мента 23 сравнения) появится сигнал условной «1",. который воздействует на первый пневмоэлектропреобразователь 24 (или второй пневмопреобразователь 2 5) таким образо л, что цепь электропитания блока 4 групговых задатчиков окажется раз Омк ну r ой, так им образ Ом пред От в рашается возможное звклиниванне штока контролируемого в данный момент задатчика в одном из крайних положений.

Г1ри необходимости оператор к1еет возможность нажатием на кнопку 19 уп.-равления «Больц!е«(или кнопку 20 yrrpàüления «Меньше ) воздействовать через третий пневмоэлектропреобразователь 26 (или четвертый лневмоэлектропреобразо.ватель 27) на положение контролцруer«ro==

1 о,зада -чика Gлока 4 группощ,1х задатчи,КОЬ.

Пршленение предлагаемой системы позволит повысить точность выравнивания сравниваемых сигналов до 0,5% и тем самым обеспечить безударность пе= ревода контуров регулирования с режима на режим.

Формула изобретения

Пневматическ я система централизованного контроля и управления, одержащая коммутатор, входы которогс соедлнены с линиями параметров, выходами регуля=торов и блоков групповых задатчиков но= миналов и ручного управления, управля с=игВе входы - с кнопками вызова, а выхь= ды с показывающим rrðèáoðoì, выходы кнопок вызова ".оединеш>r с первыми вхо9 100ÈÜÉ

10 дами первых и вторых элементов И, кнопки управления групповйми задатчиками, триггеры, входы которых связаны с выходами первых. элементов И, а выходы с вторыми входами вторых элементов И и управляющими входами регуляторов, выходы вторых элементов И соединены через элемент ИЛИ с сигнализатором ручного режима и инвертором, выход которого связан с сигнализатором автоматического 10 режима и управляющим входом кнопки

Автомат, первый пневмоэлектропреобразователь, второй пневмоэлектропреобразователь, третий пневмоэлектропреобразователь и четвертый пневмоэлектро- 1$ преобразователь, включенные в пепи питания блока групповых задатчиков номиналов и ручного управления, первый элемент сравнения, второй элемент сравне ния, третий элемент сравнения и четвер- 2Î тый элемент сравнения, выход третьего элемента сравнения соединен с входом первого пневмоэлектропреобразователя, выход четвертого элемента сравнения— с входом второго пневмоэлектропреобра- 2s зователя, а первые входы третьего и четвертого элементов сравнения соединены с первым и вторым задатчиками, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с пелью повышения точности системы, в ней уста-з новлены дроссель, первое реле, второе реле, третье реле, четвертое реле, пятое реле и шестое репе, при этом первый выход коммутатора соединен с плюсовой камерой первого элемента сравнения, вы35 ход которого соединен с минусовой камерой данного элемента, плюсовой камерой второго элемента сравнения, второй выход коммутатора связан с минусовой камерой второго элемента. сравнения и вторыми входами третьего и четвертого элементов сравнения, выход второго элемента сравнения связан через дрос- сель с минусовой камерой второго реле, плюсовой камерой третьего реле и непо средственно с плюсовой камерой первого реле, второго реле и минусовыми камерами третьего реле и четвертого реле, выход кнопки Автомат соединен с питающими соплами;одних проточных камер первого реле, второго реле, третьего ре ле и четвертого реле, выход первого реле связан с плюсовым входом пятого реле, выход четвертого реле - с шпосовой камерой шестого реле, выход второго реле с другой проточной камерой третьего реле, выход третьего реле — с вто рыми входами первых элементов И и мим нусрвыми камерами пятого реле и шеотого реле, выходы пятого и шестого реле соединены с входами третьего и четвертого пневмоэлектропреобразователей соответственно, а выходы первого и второго задатчиков соединены с питающи ми соплами первого элемента сравнения, причем другие проточные камеры первого, второго и четвертого реле подключены к атмосфере, а пятого и шестого реле — к выходам кнопок управления групповыми задатчикам и.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 705419, кл. Gj 05 В 11/58, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ne 2996090/18-24, кл. 5 05 Н 11/58, 1980 (прототип).

10О1006

Составитель О. Гудкова

Редактор Е.- Папп Техред О.Челе Корректор М. Демчик

Заказ 1387/51 Тираж S72 Подписное

Н НИ И ПИ Государственного к ом итета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент" „г. Ужгород, ул. Проектная, 4