Пневматическое управляющее устройство

 

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕУСТРОЙСТВО , содержащее пневмоцилиндр , с датчиком перемещения и подключен- J ным к его полостям воздухораспреде-; лителем, управляющие входы которого соединены с релейными усилителями, включенными соответственно по схеме повторения и отрицания, пороговый элемент, один вход которого соединей с каналом параметра, другой вход -. с задатчиком опорного сигнала, а выход - с входом включения элемента памяти, вход выключения которого Со единен с выходом кнопки управления, Четырехвходовый элемент сравнения, ;первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены соответственно с каналом параметра и выходным каналом датчика перемещения, выход четырехвходового элемента сравнения соединен с управляющими входами релейных усилителей и через первый дроссель - с управляющей камерой нормально-открытого реле, сопло питания которого соединено с выходом задатчи-. ка, а выход Нормально-открытого реле соединен через второй дроссель с второй минусовой камерой элемента сравнения, отличающееся , тем, что, с целью улучшения динами- i ческих характеристик устройства, в (Л него введен задающий блок и подключенный к нему одним из входов коммутатор , второй вход которого соединен с выходом элемента памяти, первый управляющий вход - с выходом кнопки управления, второй управляющий вход с выходом порогового элемента, а выход - с второй плюсовой камерой четыре хв ходового элемента сравнения. 4 ОЭ сд 00 СХ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) ((!)

3(5!) G 05 В 11/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3387160/18-24 (22) 29.01 ° 82 (46) 23.09.83. Бюл. Ю 35 (72) P. И. Янбулатов, Г. В. Крейнин, Ю. Л. Полунов, А. С. Зайцев, Б. B. Новиков, В. Н. Болычков .и P. Ш. Нуруллин (53) 621-525(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 268768, кл. G 05 В 11/44, 1969;

2. Авторское свидетельство СССР .Р 684509, кл. G 05 S 11/52, 1973. (прототип). ! (54)(57) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее пневмоцилиндр, с датчиком перемещения и подключен-:: ным к его полостям воздухораспреде- лителем, управляющие входы которого соединены с релейными усилителями, :. включенными соответственно по схеме:. повторения и отрицания, пороговый . элемент, один вход которого соединен с каналом параметра, другой вход - . с задатчиком опорного сигнала, а выход — с, входом включения элемента памяти, вход выключения которого со:. единен с выходом кнопки управления, четырехвходовый элемент сравнения, ;первая плюсовая н минусовая камеры которого соединены соответственно с каналом параметра и выходным кана.лом датчика перемещения, выход четырехвходового элемента сравнения соединен с управляющими входами релейных усилителей н через первый дроссель — с управляющей камерой нормально-открытого реле, сопло питания которого соединено с выходом задатчика, а выход нормально-открытого реле соединен через второй дроссель с второй минусовой камерой элемента сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динами- 3 ческих характеристик устройства, в него введен задающий блок и подключенный к нему одним из входов коммутатор, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти, первый управляющий вход — с выходом кнопки Я управления, второй управляющий .вход с выходом порогового элемента, а выход — с второй плюсовой камерой четырехвходового элемента сравнения.

Изобретение относится к пневматическим. средствам автоматического управления:и, в частности, .может быть использовано при создании си- стем автоматического весового.пор- . ционного дозирования.. ° . 5

Известно пневматическое управля.ющее устройство с импульсным управляющим воздействием, содержащее элемент сравнения, два четырехвходовых сум-. матора, регулируемые дроссели, нес-, .10 колько динамических и апериодических звенвев и выходной усилитель с системой,многоконтурной обратной связи, охватывающей устройство в целом и его отдельные блоки (11. 15

Недостатком устройства является, во -первых, зависимОсть;амплитуды упр(вляющего воздействия и закона его модулирования,по длительности импульсов от настройки регулятора, а не от действйтельного состояция объекта управления и его свойств.

Поэтому при изменении параметров объекта приходится менять и настрой.ку регулятора для предотвращения ухудшения качества процесса.регули-. .рования. Во-вторых, конструкция регулятора достаточно сложна и,- в

;частности, для суммирования.сигналов в нем предусмотрены отдельные. блоки, выдающие промежуточную инфор- мацию для элемента сравнения. Кроме того, устройство включает большое число последовательно срабатывающих блоков., в результате чего вся систе.— ма оказывается относительно инерцион-З5 ной, что снижает быстродействие ре-, гулятора.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является пневматическое управляющее устройство 40, (весовым порционным дозатором), ко-. .торое содержит пневмоцилиндр с.дат-чиком перемещения и подключенным к его полостям воздухораспределителею, управляющие входы котоРого со- 45 единены с релейными усилителями, включенными соответственно по схеме повторения и.отрицания, пороговый элемент, один вход которого соединен с каналом параметра, другой вход с задатчиком опорного сигнала, а выход - с входом включения элемента . памяти, вход выключейия которого соединен с выходом кнопки управления, четырехвходовой элемент сравнения, первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены соответственно с каналом параметра и выходным каналом датчика перемещения, выход четырехвходового.элемента сравнения соединен с управляющими входами ре- $0 лейных усилителей и через первый дроссель c управляющей камерой нормально открытого реле, сопло питания которого соединено с выходом эа. датМика, а выход нормально открытого реле соединен через второй дроссель с второй минусовой камерой элемента сравнения ? ).

Однако динамические характеристики известного устройства при большой инерционности объекта управления не отвечают современным требованиям йо точности и быстродействию рабо ты системы., Целью изобретения является .улучшение динамических характеристик.

Поставленная .цель Достигается

"тем, что в устройство дополнительно вводят задающий блок и подключенный ,к нему одним из входов. коммутатор, второй вход которого соединен с выходом -элемен-а памяти, первый управляющий вход - с выходом кнопки управления,. второй уПравляющий вход;с выходом порогового элемента, а выход - с второй плюсовой камерой че.тырехвходового элемента сравнения..

На чертеже изображена принципиальная схема пневматического управля ющего устройства.

Сущность изобретения заключается в нейтрализации большой инерционности объекта управления за счет задания управляющим устройством желаемого закона изменения, рассогласования.

Для этого вторую положительную каме-.. ру элемента сравнения соединяют с выходом задающего блока, т.е;, наряду действительным регулируемым па.Раметром, который подается в первую положительную камеру элемента сравнения, вводится ложный регулируемый параметр,; закон изменения которого задается. В простейшем случае в качестве задающего блока .ложного регулируемого параметра используется емкость второй положительной камеры элемента сравнения, из которой че.Рез дроссель опоражнивается воздух, при этом характер. изменения давления в емкости нри опоражнивании близок к требуемому закону изменения рассогласования при,точном порционном дозировании.

Устройство . содержит пневмоцилиндр

1 с датчиком. перемещения 2 и подключенным к его полостям воздухораспределителем 3, управляющие входы кото- рого соединены с релейными усилителями .4 и 5, включенными соответственно по схеме повторения и отрица-, ния, пороговый элемент б, один вход которого соединен с каналом параметра (сигнал Х), т.е. с выходом датчика веса 7, другой вход — с задатчиком опорного сигнала 8 (сигнал Х()", а выход — с входом включения элемента памяти 9, вход выключения которого соединен с выходом кнопкй управления 10, четырехвходовой элемент сравнения 11, первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены соответственно с каналом параметра (Х

1043588

Х.

40

Х; ) и выходным каналом датчика перемещения 2 (сигнал X ).

Выход четырехвходового элемента сравнения 11 (сигнал 2) соединен с управляющими входами репейных усилителей 4 и 5 и через первый дроссель

12 с управляющей камерой нормально открытого реле 13, сопло питания которого соединено с выходом задатчика

14, а выход нормально открытого реле (сигнал Х; ) соединен через втброй дроссель 15 со второй минусовой камерой элемента сравнения 11. Кроме того, в устройство введен задающий блок 16, состоящий, например, из за-. датчика 17.и регулируемого дросселя, 18, и подключенный к нему одним из входов коммутатор 19, второй вход которого соединен с.выходом элемента памяти 9., первый управляющий вход.с выходом кнопки -управления 10, вто. рой управляющий вход — с выходом - 20 порогового элемента 6, а выход (сиг,нал Х ) - co второй плюсоной .каме-.. ((.рой элемента сравнения 11.

В рассматриваемой системе ее ре-, гулируемый параметр X по отношению 25 е . к следящему приводу 1 является основной составляющей Х . задающего сигнала Х, I

Х . X ° + X + Х

30 х;, х;ах

x (t; x".(е)

Ж urn

Ф

«Х!х . Хы„ 35 х„ х 1(t, z); х = x(t)

1min

Х.

ref n где X. — основная составляющая

1 задающего сигйала, И . Х„ - ложная. составляющая зддающего сигнала

Х; - пульсирующая составля-. ющая задающего сигнала, "{О ("1((): 45 и Х;(t) — соответственно начальное, конечное и текущее зна- . чения основной составля-.. ющей Х,. задающего сигиа( и ла Х;, 50

Х;„1, — соответственно максимайьХ(„-. ное., минимальное и текуИ и 7 .(й) щее значения ложной сох(Э ставляющей Х" .задающего:, .

1 сигнала Х;, 7x;®, — соответственно максималь- 55

7;„;„ - ное, минимальное и текуи Х;.(t, Z) щее значения пульсирующей составляющей Х задающего сигнала Х ;

Z — выходной сигнал с элемеи- 60 та сравнения 11) Z = 1 . если Х; 1 Х, в противном. случае Z = О, Устройство работает следующим. образом..

В исходном состоянии системы

Х = Х,„,„„(х(„ „((соответствует закрытому положению заслонки 21 бункера 22), Хf= Х (о (поскольку тара 20 пустая), X ;-- X,.,„„(память 9 включена и коммутатор F9 соединяет вторую положитель-. ную камеру элемента сравнения 11 с выходом элемента памяти 9) Х = Х °

1 1 TYIOIQ (поскольку Z = (). Таким образом (ХФпсмх> Х i Х1(тес(< X10+ Х 1 (11((х

Х; „„причем Х; „) Х,„ „й поэтому присутстнует команда Т = на закрытие заслонки 21.

Предлагаемое управляющее устройство реализует условно"двухрежимный алгоритм работы дозатора.

Цикл набора дозы начинается с нажатия оператором кнопки 8, при этом выключается элемент памяти 9, переключается коммутатор 19 и сигнал

Х,.= Х;(с) начинает убывать во времеИ II ни, так как вторая положительная камера элемента сравнения 11 .через дроссель 18 соединена с задатчиком

17, на выходе которого более низкое давление, соответствующее сигналу

И И г

Xf = X.; „„. Как только Х; станет мень-. ше Х, .йрйнод .1 открывает (перемеща-. ет влево ) заслонку 21, отслеживая при этом сигнал Х;. Скорость .откры.вания заслонки 1 зависит от скорости .убывания сигнала Х". С .этого мо(f мента в тару 20 из бункера.22 поступает мощный поток продукта, при этом параметр Х, а значит и сигнал Х,, ( быстро возрастает, что вызывает также быстрое возрастание задающего сиг.нала Х Х + Х(!- Х ° .(не смотря на то

t что X„-йродолжает убывать) до значения,, соответствующего. закрытому по-. ложению заслонки (Х „ Х „) . Заслонка 21 закрывается и нарастание задающего сигнала Х; прекращается(. при этом выбирается примерно 85-.95% не-. са.дозы.и условно грубый режим дози.рования заканчивается.

" Далее начинается условно тонкий режим дозиронания. Задающий сигнал .

Х; начинает снова убывать, соответственно заслонка 21 начинает снова от 1рываться, но уже с меньшей ско-, ростью, поскольку скорость убывания .. И сигнала Х; к данному моменту времени.становится существенно меньшей своей первоначальной величины. В тару 20 снова начинает поступать продукт. Далее заслонка 21 .закрывается и описанный процесс неоднократно повторяется с той лишь разницей, что каждая последующая порция продукта, поступающая в тару 20, меньше предыдущей. После того,, как Х станет больше или равной Х,, на выходе порогового элемента 6 появляется сигнал, нключающий память 9 и переключающий коммутатор 19 на соединение выхода памяти 9 со второй положительной камерой элемента сравнения 11, и на

1043588 ния в процессе отработки системы задания, что повышает точность отработки и является эффективным особенно для систем с инерционным объектом управления, какими, например, являются порционные дозаторы.

Составитель Р. Шайхелгалимова

Редактор Н. Джуган Техред С.Мигунова.

Заказ 7335/49 Тираж 874

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 этом процесс дозирования заканчиваетСЯ., Изобретение позволяет без существенного его усложнения задавать желаемый закон изменения рассогласовае.

Корректор А. Зимокосов

° Ф

Подписное