Многоканальный регулятор

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержап(ий канальные измерительные преобразователи, выходы которых соединены с входами первого коммутатора , подключенного своим выходом к одному из входов первого сумматора, к другому входу которого подсоединен выход второго коммутатора, связанного своими входами с выходами канальных задатчиков, выход первого сумматора подключегт к основному входу интегратора и к первому входу второго сумматора, выход которого связан с инвертирующим входом трехпозиционного релейного элемента и с входом третьего коммутатора, связанного своими выходами через канальные аналоговые запоминающие элементы с входами соответствую111их канальных исполнительных механиз тв и с входами чет вертого коммутатора, выход которого подключен к неинвертирующему входу трехпозиционного релейного элемента, связанного своим выходом через пятый коммутатор с дополнительным входом интегратора, связанного своим выходом с вторым входом второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем сокращения времени обегаВИЯ каналов и повьпчения надежности регулятора за счет обеспечения контроля работы каналов регулирования, регулятор дополнительно содержит последовательно соединенные блок выделения модуля, пороговьш элемент, элемент ИЛИ, элемент задержки, тестой ;о коммутатор и блок сигнализации, прию чем вход блока выделения модуля сое4 динен с выходом первого сумматора выход элемента задержки подключен к Ю второму входу элемента ИЛИ, выход ко торого связан с управляющими входами коммутаторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зев !1 05 0 23 19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3538974/18 — 24 (22) 11.01.83 (46) !5.05.84. Бюл. Р 18 (72) И,! 1. Ковеля, R.В, Забульский и В.С. 1!1уминский (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Львовского производственного обьединения "10велирпром" и Львовский ордена Ленина политехнический институт им, Ленинского комсомола (53) 621.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 330431, кл. G 05 8 15/02, 1970, 2. Ялышев А.У., Раэоренов О.И, !!ногоАункциональные аналоговые регулирующие устройства «нтоматики. М,, "Машиностроение", 1981, с. 30, рис. 10 (прототип). (54)(57) ИИОГОКАИА. !Ы11!Й РЕГУЛЯТОР, содержащий канальные измерительные преобразователи, выходы которьм соединены с входами первого коммутатора, подключенного своим выходом к одному из входов первого сумматора, к другому входу которого подсоединен выход второго ко 1мутатора, связанного своими входами с выходами канальных задатчиков, выход первого сумматора подключен к основному входу интегратора и к первому входу второ„„SU„„1092472 A го сумматора, выход которого связан с инвертирующим входом трехпозиционного релейного элемента и с входом третьего коммутатора, связанного своими выходами через канальные аналоговые запоминающие элементы с входами соответствующих канальных испол. .нительных механизмов и с входами чет вертого коммутатора, виход которого подключен к неинвертирующему входу трехпозиционного релейного элемента, связанного своим выходом через пятый коммутатор с дополнительным входом интегратора, связанного своим выходом с вторым входом второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем сокращения времени обега. ния каналов и повышения надежности регулятора за счет обеспечения контроля работи каналов регулирования, регулятор дополнительно содержит последовательно соединенные блок вьщелениг модуля, пороговый элемент, элемент ИЛИ, элемент задержки, шестой коммутатор и блок сигнализации, причем вход блока выделения модуля сое. динен с выходом первого сумматора выход элемента задержки подключен к второму входу элемента ИЛИ, вьмод ко торого связан с управляющими входами коммутаторов. е092

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может бьггь использовано при автоматизации группы однотипньгх технологических объектов, в частности в системах стабилизации и программного регулирования температуры на объектах с многозонным нагревом.

Известен многоканальный регулятор содержащий в каждом канале исполни- IO тельный механизм и последовательно соединенные измеритель рассогласования и блок выделения модуля, коммутаторы, блок анализа рассогласования, блок формирования сигнала управления () 3, Йедостатком этого регулятора является низкая точность и малая надежность, обусловленные тем, что когда регулятор по какой-то причине 2Î .не справляется с задачей регулирования в одном из каналов и модуль Ошибки этого канала остается максимальФ ньм, данный канал остается длительное время включенным, а остальные 25 каналы остаются без регулируищего воздействия, кроме того, регулятор не обеспечивает контроля работы каНЯЛОБ, Наиболее близким к предлагаемому го технической сущности является многоканальный регулятор, содержащий регулирующее устройство, входы пер"

ВОГО е"уММатОра КОтсрОГО ЧЕРЕЗ ПЕрВЫй и второй коммутаторы связаны с кяналеьньгми измерительньюи преобразовяте пями и канальными з ядатчих ями Вы

ХОд второго суммятОра регулирующего у тоойства через третий коммутатор соединен с канальными аналоговыми за- 4О поминающими устройствами, выходы которых подключены к канальным испйл - нительнь>м механизмам и через .етвер:.Ягй коммутатор к неипвертирующим вхо дам трехпозиционного релейного элемента, инвертирующий вход которого связан с выходом регулирук>щего устройства, а выход через пятый коммутатор связан с дополпительным вхоцом интегратора регулирующего „.стройства f7. g, Недостатком этого регулятора является то, что коммутаторы работают по жесткой программе, вследствие че-. го регулирующее устройство подключается к каждому каналу по очереди.на

55 одно и то же время, заданное блоком управления, даже в том случае, когда рассогласование в канале равно нулю или находится в допустимых пределах, в то время, как в других каналах могут существовать большие рассогласования. Это приводит к необоснованному увеличению общего времени обегания каналов, что снижает точность регулирования. При неблагоприятном совпадении возмущений в отдельных каналах может возникнуть ситуация, когда регулирующее устройство, не закончив процеесса регулирования в предыдущем канале, переключается на следующий канал, При .этом также ухудшается точность регулирования, Кроме того, регулятор не обеспечивает контроля работы каналов, что снижает его надежность, Цель изобретения — повышение точности регулирования путем сокращения времени обегания каналов и вовьш ения надежности регулятора Обеспечением контроля работы каналов регулирования, Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе, содержащем канальные

1 измерительные преобразователи, выходы которых соединены с входами первог0 коммутатора, подключенного своим выходом к одному иэ входов первого сумматора, к другому входу которого подсоединен выход второго коммутатора, связанного своими входами с выходами канальных задатчиков, выход перваго сумматора подключен к Основному гходу интегратора и к первому входу второгo сумматора, выход Koòoðoãо связан с инвертирующим входом трехпозиционного релеиного элемента и с входом третьего коммутатора, связанного своими выходами через канальные аналоговые запоминающие элементы с входами соответствующих канальных исполнительных механизмов и с входами четвертого коммутатора, выход которого подкличен к неинвертирующему входу трехпозиционного релейного элемента, свяэанногo своим вьгхоцом через пятый коммутатор с дополнительньгм входом интегратора, связанного своим выходом с вторым входом второго сумматора, дополнительно введены последовательно соединенные блок выделения модуля, пороговый элемент, элемент ИЛИ, элемент задержки, шестой коммутатор и блок сигнализации, причем вход блока выделения модуля соединен с выходом первого сумматора, выход элемента задержки подключен к второму входу элемента ИГПИ, выход

Э 10924 которого связан с управляющими входами коммутаторов.

На чертеже представлена блок-схема регулятора.

Регулятор содержит канальные измерительные преобразователи 1, ка5 нальные эадатчики 2, коммутаторы 3-Sp регулирующее устройство 9, канальные аналоговые запоминающие элементы 10, канальные исполнительные механизмы

ll, трехпозиционный релейный элемент

12, блок выделения модуля 13, пороговый элемент 14, элемент ИЛИ 15, элемент задержки 16, блок сигнализации 17. Регулирующее устройство 9 со- 15 держит сумматоры 18 и 19, дифференциатор 20 и интегратор 21. На чертеже обозначено:

Х „ и Хз — соответственно текущее и заданное значения регулируемого параметра, подаваемые на входной сумматор 18 регулирующего устройства 9 в момент связи последнего с

i-ым каналом управления; 1* — выходной сигнал регулирующего устройства 9;

Y - выходной сигнал 1-го канальE ного аналогового запоминающего устройства 10;

К1 К2 К Кп К и+1 ключи вхо дящие в состав коммутаторов;

n — порядковые номера ключей.

Порядковые номера ключей соответствуют очередности их замыкания. Ксли замкнут ключ К .„ то все остальные разомкнуты, в дальнейщем при замыка нии ключа К 2 ключ К1 размыкается и т.д.

Регулятор работает следующим образом.

Коммутаторы 3-5 в темпе, задаваемом частотой переключения элемента

ИЛИ 15 из нулевого состояния в единичное, замыкают своими ключами соответствующий канал регулирования, состоящий из регулируемого объекта (не показаны), измерительного преобразователя 1, задатчика 2, регулирую щего устройства 9, аналогового запоминающего элемента 10 и исполнительного механизма 11. При переключе- 5 нии регулирующего устройства 9 с непрерывным выходным сигналом на работу с другим каналом (объектом регулирования) запоминающий элемент предыдущего канала запоминает последнее значение регулирующего воздействия.

В результате пропорциональный исполнительный механизм 11 останется в по.

72 4 ложении, которое было до момента переключения выходной цепи регулирующего устройства 9 на работу с испол нительным механизмом 11 другого (последующего) канала.

При этом регулирующее устройство

9 работает в двух режимах — основном и подготовительном. В основном режиме осуществляется связь регулирующего устройства 9 с тем или иным объектом регулирования в зависимости от положения соответствующих ключей коммутаторов 3-5. Подготовительный режим необходим для обеспечения безударной коммутации канальных исполнительных механизмов 11 с регулирующим устрой" ством 9. В основном режиме замыкаются ключи с четными порядковыми номе" рами, а в подготовительном режиме— с нечетными. Перед началом каждого основного режима работы регулирующего устройства 9 осуществляется предварительная его работа в подготовительном режиме.

Для организации работы регулирующего устройства 9 в подготовительном режиме многоканальный регулятор содержит коммутаторы 6 и 7, а также трехпозиционный релейный элемент 12, В этом режиме все ключи коммутатора

5 разомкнуты, а в коммутаторах 3 и 4 замкнуты только те ключи, у которых совпадают порядковые номера с номерами замкнутых ключей, входящих в коммутаторы 6 и 7, Прецположим, что в коммутаторах

3, 4, 6 и 7 замкнуты ключи К . Это значит, что на инвертирующий вход трехпозиционного релейного элемента

12 подается непосредственно выходной сигнал регулирующего устройства 9, а на неинвертирующий вход — выходной сигнал запоминающего элемента 10 пер вого канала через замкнутый ключ К коммутатора 6, При этом выход трехпозиционного релейного элемента 1,2 через замкнутый юпоч К„ коьмутатора

7 связан с дополнительным ("скоростньм") входом интегратора 21, Совокупность технических средств, содержащая запоминающий элемент 10 первого капала, ключи К из коммутаторов 6 и 7, трехпозиционньп релейный элемент 12, интегратор 21 и сумматор 19, образуют следящую систему, в которой входным (задающим) сигналом является выходной сигнал 11 эапо. минающего элемента 10 первого канала, а выходным сигналом — сигнал

1092472 снимаемый с выхода регулирующего уст ройства 9.

В подготовительном режиме на выхо. де сумматора 18 формируется сигнал, пропорциональный ошибке регулирования и равный по величине разности выходных сигналов задатчика 2 и измерительного преобразователя 1 первого канала, Этот сигнал разности подается на основной вход интегратора 21,„ дифференциатор 20 и сумматор 19. Если принять, что постоянная времени интегрирования по "скорбстному" -входу интегратора 21 по величине намного меньше постоянной времени интегрирования по основному его входу, а сумматор 19 работает в линейном режиме (без насьпцения), то выходной сигнал

Y регулирующего устройства 9 практически мгновенно примет значение, рав ное по величине сигналу Y снимаемому с выхода запоминающего элемента 10 первого канала. Поэтому после переключения регулирующего устройства 9 на основной режим работы на исполнительньФ механизм ll первого канала в первый момент времени поступит такое регулирующее воздействие, которое по величине равно вьгходному сигналу запоминающего элемента 10 первого канала, сформированному на выходе последнего еще до подготови" тельного режима. Таким. образом, обес печивается безударная коммутация канальных исполнительных механизмов

l1 е регулирующим устройством 9 независимо от величины сигнала ошибки регулирования.

Время нахождения регулирующего устройства 9 в подготовительном режиме определяется элементом задержки 16, которое по истечении установленного промежутка времени через элемент ИЛИ 15 устанавливает коммутаторы в следующее положение, обеспечивая основной режим работы для этого канала, Время нахождения регулирующего устройства 9 в основном режиме определяется элементом задержки 16 или моментом срабатывания порогового эле

1Î

2О

36

50 мента 14, которые через элемент ИЛИ

15 устанавливают коммутаторы в следующее положение, обеспечивая подготовительный режим работы для следующего канала, Пороговый элемент 14 срабатывает при наличии на его входе нулевого или допустимого, наперед выбранного, значения модуля ошибки, снимаемого с выхода блока выделения модуля 13, Кроме управляющих входов коммутаторов, сигнал с выхода элемента ИЛИ

15 поступает на элемент задержки 16, устанавливая его в нулевое состояние, и от этого момента начинается отсчет времени подготовительного или основного режима работы регулирующего устройства 9.

Таким образом, регулирующее устройство 9 не задерживается подключенным к каналам с ошибкой регулирования равной или близкой к нулю, а к каналам, нуждающимся в регулирующем

) воздействии, оно подключено до тех пор, пока ошибка не сводится к нулю, но не более чем на время, необходимое для регулирования наиболее инерционного объекта, задаваемого с помощью элемента задержки 16, Следовательно, зависимость времеHH основного режима от времени существования недопустимой ошибки в канале позволяет сократить время обегания каналов, что увеличивает точность регулирования или позволяет обслуживать большее количество каналов.

В основном режиме замыкается соответствующий ключ коммутатора 8 и в случае, если в этом режиме срабатывает элемент задержки 16, что говорит о том, что регулирующее устройство 9 по какой-то причине не справилось с задачей регулирования в данном канале,в блоке сигнализации 17 срабатывает предупредительная сигнализация этого, канала, Наличие сигнализации позволяет своевременно принять необходимые меры по выяснению и устранению причин нарушения нормальной работы каналов, что повышает надежность регулятора.

1092472

Составитель В. П!уминский

Редактор 0, Колесникова Техред Т.Фанта Корректор А. Зимокосов

Заказ 3254/31 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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