Устройство для автоматического регулирования технологического параметра

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГШ СКОГО ПАРАМЕТРА, преимущественно влажности :0умажного полотна, coiiepmatttee датчик :и з шатчик регулируемого параметра, {соединенные через сумматор с регуля тором технологического параметра. содержаищм уснлительно-преобразов ательный блок, соединенный с первым входом блока настроек, выход которого подключен к исполнительному механизму , воздействупцему на регулируемый п-аргметр, датчик регулируемого параметра, соединенный через блок дифференцирования, диод и первый .вход блах.а переключения параметров настроек с вторым входом блока настроек регулятора,- отличаюцеее я. тем, что, с целью повыыения качества регулирования, оно имеет квадра1тор и оптимизатор, выход последнего соединен с вторым входом блока переключения параметров, а вход 4eipe3 квадратор соединен с выходом сумматснра. . .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYS JNK

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ HSOEiPETEHHA И ОЧНРЫТИЙ (21 ) 3371607/28-12 (22) 25.12.81 (463 07.11.83. Бюл. В 41 (72) В.В.Вознесенский и В.Н.Суриков (71): Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной. провеааленности .(53)-.:676.012(088.8) (56) .1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3271027/28-12,кл.О 21 t 5/00, 23.02.82. .(.54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС- ., КОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПАРАМЕТРА, прЕимущественно влажности бумажного полотна, содержащее датчик и задатчык регулируемого параметра, соединенные через сумматор с регулятором технологического параметра, „„SU„„1052600 А

ЗСЮ D 21 F 5/OOJ G 05 D 2 02 содержащим усилительно-преобразов ательный блок, соединенный с первым входом блока настроек, выход которого подключен к исполнительному механизму, воздействукщему на регулируемай параметр, датчик регулируемого параметра, соединенный через блок дифференцирования, диод -н первый вход блока переключения параметров настроек с вторьвн входом блока настроек регулятора,. о т л и ч а ю щ ее с я. тем, что, с целью повиаення качества регулирования, оио имеет квадратор и оптимизатор, выход пос« леднего соединен с вторым входом блока переключения параметров, а вход через квадратор соединен с . Я выходом сумматора.

1052600

К„„< +К „ сИ+ С

О

K 2 х + K < 2 х сИ. + С п2 при aL< =0 при а Р0 бО

Изобретение.относится к устройст. вам, осуществляющим автоматическое регулирование. различными технологическими процессами, и может быть использовано в целлюлозно-бумажной проьышленности при автоматическом регулировании влажности бумажного полотна, вырабатываемого на бумагоделательных машинах.

Известно устройство автоматического регулирования технологического параметра, преимущественно влажнос- .. ти бумажного полотна, содержащее датчик и задатчик регулируемого параметра, соединенные через сумматор с регулятором технологического параметра, содержащим усилительнопреобраэовательный блок, соединен-. ный с первым. входом блока настроек, выход которого подключен к исполнительному механизму, воздействующему на регулируемый параметр, при этом датчик регулируемого параметра соединен также через блок дифференцирования, диод и первый вход блока переключения параметров настроек с вторым входом блока настроек регулятора 51 3.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает оптимального изменения параметров настроек регулятора, поскольку не в полной мере учитывает распределение спектральной плотности сигнала, поступающего с датчика технологического параметра. Так, например, при наличии высокочастотного сигнала в спектре, поступающего с датчика, вызывакщего резонанс в системе и изменение параметров настройки регулятора,.изменение параметров не зависит от величины амплитуд сигнала в низкочастотной части спектра,.что снижает качество регулирования, поскольку не в полной мере учитывает текущее распределение амплитуд и частот в сигнале технологического параметра.

Цель изобретения — повышение ка чества регулирования.

Цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования технологического параметра, преимущественно бумажного. полотна, содержащее датчик и задатчик регулируемого параметра, соединенные через сумматор с регулятором технологического Иараметра, содержащим усилитель. но-преобразовательный блок, соединенный с первым входом блока настроек, выход которого подключен к исполнительному механизму регулируемого параметра, датчик регулируемого параметра соединен через блок дифференцирования, диод и первый вход блока переключения параметров настроек с вторым входом блока настроек регуля. тора, имеет квадратор и оптимизатор, 1 выход последнего соединен с вторым входом блока переключения параметров, а вход через квадратор соединен с выходом сумматора.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фнг. 2амплитудно-фазовая характеристика блока дифференцирования.

Блок-схема включает объект регулирования « сушильную часть 1 бумаго1О делательной машины, состоящую из сушильных цилиндров 2, по которым проходит бумажное полотно 3, накат 4 и устройство автоматического регулирования, состоящее из датчи)5 ка 5 влажности, эадатчика 6, сумматора 7, регулятора 8, содержащего последовательно соединенный усилительно-преобразовательный блок 9 и блок 10 настроек, исполнительного механизма 11 на линии подачи пара в сушильные цилиндры блока 12 дифференцирования, диода 13, блока 14 переключения параметров настроек, квадратора 15 и оптимизатора 16.

25 Амплитудно-фаэовая характеристика блока 12 представлена на фиг. 2, где Т - постоянная времени дифференцирования блока 12, К„ - коэффициент

2 усиления блока 12, U„,Ч -вещественная и мнимая части характеристики, м - угловая частота входного сигнала 1/р, Ао, А„, А - амплитуда выходного сигйала dg »a частотах о, м и ы А - амплитуда срабатын вания блока 14 переключения.

Далее сигнал с блока дифференцирования поступает на диод 13, с кото- рого однополярный сигнал с .З подается на блок 14 переключения, имеющий зону нечувствительности,. определяемую

4О величиной Я„ . При амплитуде сигнала aL (А на вход блока 10 поступает

Э сигнал 064 0 ф а при К3 >i iЯн на выхОде блока 14 формируется сигйало, Ф0.

Сигнал с блока 14 поступает на

45 блок 10 настроек регулятора, который в случае ah Ф 0 устанавливает одни параметры настройки регулятора, а при Ы.< 0 изменяет их.

Таким образом, блок 14 в эависи5О мОсти От величины сигналОв и устанавливает на блоке 10 коэффициенКц или K„2 и К<2

При этом уйравляющий сигнал с регулятора 8 будет где К 1 И Кп2у Кп И К 2 - кОзфб5. фициейты усйления, устанавливаемые

1052600 блоком 14 переключения на блоке 10 настроек °

Длительность сигнала при d- ФО, а следовательно, н время работы усройства на параметрах К „2 и КО2 .будет зависеть от частоты изменения сигнала d. . Так, при постоянной входной амплитуде, подаваемой на блок 12 дифференцирования, с увели-. чением частоты м амплитуда выход, ного сигнала о(2 бЛока 12 увеличивается при частоте со„ составляет 4

1г 1 а при частоте ш2 увеличивается до Я2. Коэффициент передачи бло ка 12 стремится к значению К /Т .1 2 при cia — oo . С уменьшением частоты сигнала о „амплитуда выходного сигнала о 2 стремится к нулю.

При амплитуде сигнала oL Меньшей, чем Ан, длительность выходного сигнала оС4 равна нулю.

Таким,образом,- с увеличением амплитуды и частоты сигнала с . увели1 чивается амплитуда выходного сигна ла блока 12 и частота появления сигнала оС. 4 О, что приводит к увеличению времени работы регулятора на параметрах настройки Кн2 и 1 2. При отсутствии в спектре изменения технологического параметра высоких (-> ш, ) частот с амплитудами.. сигнала ф. (Х./Т (фиг. 2), регулятор 8 будет работать с параметрамИ настройки К« и К> которые соответствуют оптимальным параметрам, исходя, например, иэ квадратического интегрального критерия качества при оценкЕ качества работы системы регулирования на h -. óíêöèâ, т.е. на единичное скачкообразное входное возмущение.

В случае, когда спектр изменения технологического параметра состоит преимущественно из высоких частот с амплитудами сигнала о > А при м . ш (фиг. 2), параметры г н настройки регулятора 8 непрерывно будут меняться с К „и Ко на Кя2 и К02.

Величина сигнала А, определяющая зону нечувствительности бло.ка 14 переключения, устанавливается автоматически, исходя из характера текущего спектра изменения технологического параметра. 9ля этого íà сумматоре 7 определяется теку щее значение отклонения техноаогического параметра от заданного за датчиком б значения. Раэнастный . разнаполярный сигнал с сумматора 7 поступает на квадратор 15, определяющий величину D дисперсии, .т.е. . средний квадрат отклонения технологического параметра от своего среднего заданного задатчиком 6 значения.

Оптимизатор 16, получая сигнал D изменяет величину выходного сигнала A„, т.е. изменяет зону чувствительности блока 14 переключения параметров, минимизируя текущее значе ние D Рабата оптимизатора может быть построена по градиентному методу, например, по способу Гаусса- .

15 Зайделя. Величина D будет эависить от распределения амплитуд и частот в спектре отклонения технологического параметра.

Так, например, если присутствуют незначительные отклонения в низкочастотной области спектра (ао(со J р t а основная часть отклонения технологического параметра имеет "частоты и значительные амплитуды в высокочастотном спектре (и >иД, где и. возникает резонанс в системе, то основная частЬ величины дисперсии D будет приходиться на высокочастотную часть спектра и, наоборот, при незначительных амплитудах отклонения па„раметра и высокочастотной части спектра, основную долю в величине дисперсии будет составлять отклонение параметра в низкочастотной части

35 спектра. Изменение величины A вле»

Н чет изменение времени работы системы на параметрах К и К, что приводит к изменению велцчийй дисперсии н перераспределении в ней вклада от низкочастотной и высокочастотной части спектра, Так, увеличение Ан приводит .к снижению времени работы на Кя2 и К 2, что уменьшает в сигнале дисперсии, долю от низкочастотной составляющей и, наоборот, уменьшение Я ведет к увеличению работы системы на КН2и 1С>2, что снижает . В снгнале D долю от высокочастотной составляющей, естественно и сама ..величина дисперсии при этом. меняется. Оптимизатор 16 устанавливает такое значение величины. А<, которое обеспечивает минимальное значение величины дисперсии, соответствующее и минимуму отклонения технологичес55 кого параметра.

ВНИИПИ Заказ 8807/22 тираж 384 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4