Пневматическое устройство управления

 

1. ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, например, установкой с группами параллельно соединенных нефтяных скважин, содержащее входные и выходные каналы, элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ и ПАМЯТЬ и коммутатор, о т л ич а юще ее я тем, что, с целью расширения области его применения, в него введены блок задержки, селектор и счетчик импульсов, причем входные какс1лы соединены через блок задержки с входами коммутатора и через последовательно включенные три группы элементов ЗАПРЕТ с входами селектора, ; выходы которого связаны через элементы ПАМЯТЬ первой группы с управляю- : щнми входами элементов ЗАПРЕТ.третьей . группы и через элементы ПАМЯТЬ второй группы с управляющими входами коммутатора и с входами многовходового элемента ИЖ, соединенного выходом через блокирующий элемент ПАМЯТЬ с управляющими входами элементов ЗАПРЕТ второй группы, выходы первой секции коммутатора подключены к выходным каналам управления исполнительными механизмами слива продукта и к управляющим входам элементов ЗАПРЕТ первой группы, выходы второй секции коммутатора соединены с выходными каналами управления исполнительными механизмами узла измерения расхода продукта и с входами счетчика импульсов, связанного первым выходом с управляющими входами элементов ПАМЯТЬ второй группы и блокирующего элемента ПАМЯТЬ, а вторым выходом (Л с управляющими входами элементов ПАМЯТЬ первой ГРУППЫ. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что селектор содержит ячейки по числу выходов, каждая из которых состоит из элементов ЗАПРЕТ, ИЛИ и импульсатора, причем каждый вход селектора соединен через элемент ЗАПРЕТ с первым входом элемента ИЛИ следующей ячейки и через импульсатор данной ячейки с соответствующим выходом селектора, выход элемента Ш1И связан с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ и с вторым входом элемента ИЛИ следующей ячейки, причем вход первой ячейки соединен непосредственно с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ второй ячейки и с входом импульсатора первой ячейки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИН

З 51) G 05 В 19/44

1 з.т 4, i ) " (/

1 . 4фд7. э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3633219/24-24 (22) 05.08.83 (46) О?.12.84,Вюл. ¹ 45 (72) Э.П.Степанян, Л.P.Çàëåâñêèé, И.А.Пресс,. А.В.Холоденина и А.И.Обрезков (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (53) 621-525 (088.8) (56) 1. Механизация и автоматизация производства.- М., "Машиностроение", 1975, № 11, с. 19.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 607189, кл. G 05 B 19/44, 1978 (прототип) . (54) (57) 1. ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ, например, установкой с группами параллельно соединенных нефтяных скважин, содержащее входные и выходные каналы, элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ и ПАМЯТЬ и коммутатор, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области его применения, в него введены блок задержки, селектор и счетчик импульсов, причем входные кан лы соединены через блок задержки с входами коммутатсра и через последовательно включенные три группы элементов ЗАПРЕТ с входами селектора, выходы которого связаны через элементы ПАМЯТЬ первой группы с управляющими входами элементов ЗАПРЕТ .третьей группы и через элементы ПАМЯТЬ второй группы с управляющими входами коммутатора и с вхопами многовходового

„.Я0„„1128223 A элемента ИЛИ, соединенного выходом через блокирующий элемент ПАМЯТЬ с управляющими входами элементов ЗАПРЕТ второй группы, выходы первой секции коммутатора подключены к выходным каналам управления исполнительными механизмами слива продукта и к управляющим входам элементов

ЗАПРЕТ первой группы, выходы второй секции коммутатора соединены с выходными каналами управления исполнительными механизмами узла измерения расхода продукта и с входами счетчика импульсов, связанного первым выходом с управляющими входами элементов ПАМЯТЬ второй группы и блокирующего элемента ПАМЯТЬ, а вторым выходомс управляющими входами элементов ПАМЯТЬ первой группы.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что селектор содержит ячейки по числу выходов, каждая из которых состоит из элементов ЗАПРЕТ, ИЛИ и импульсатора, причем каждый вход селектора соединен через элемент ЗАПРЕТ с первым входом элемента ИЛИ следующей ячейки и через импульсатор данной ячейки с сои ответствующим выходом селектора, выход элемента ИЛИ связан с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ и с вторым входом элемента ИЛИ следующей ячейки, причем вход первой ячейки соединсн непосредственно с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ второй ячейки и с входом импульсатора первой ячейки.

1 112822

Изобретение относится к.пневматическим управляющим устройствам дискретного типа и мажет быть использовано для управления объектами, характеризующимися дискретными технологическими операциями, например установками с группами параллельно соединенных нефтяных скважин.

Известен пневматический блох программнбго управления, в котором . программоносителем является стандартная перфолента. Блок содержит узел считывания, усилители и узеп управления f13. .Однако такой блок позволяет реали- 15 зовать одну фиксированную программу управления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является. устройство управления, содержащее входные и выходные каналы, элементы

ИЛИ, ЗАПРЕТ и ПАМЯТЬ и коммутатор (2).

Известное устройство имеет ограниченную область применения, так как не обеспечивает формирование управляющих воздействий, учитывающее последовательность подачи входных сигналов.

Цель изобретения — расширение области применения устройства.

Указанная цель достигается тем, что в пневматическом устройстве управления, содержащем входные и выходные каналы, элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ и

ПАМЯТЬ и коммутатор, введены блок задержки, селектор и счетчик импуль35 сов, причем входные каналы соединены через блок задержки с входами коммутатора и через последовательно включенные три группы элементов ЗАПРЕТ с входами сел ктора, выходы которого связаны через элементы ПАМЯТЬ первой группы с управляющими входами элементов ЗАПРЕТ третьей группы и через элементы ПАМЯТЬ второй группы с управляющими входами коммутатора и с

45 входами многовходового элемента ИЛИ, соединенного выходом через блокирующий элемент ПАМЯТЬ с управляющими входами элементов ЗАПРЕТ второй группы, выходы первой секции коммутато- 50 ра подключены к выходным каналам управления исполнительными механизмами слива продукта и к управляющим входам элементов ЗАПРЕТ первой группы, выходы второй секции коммутатора 55 соединены с выходными каналами управления исполнительными механизмами узла измерения расхода продукта и с

3 1 входами счетчика импульсов, связанного первым выходом с управляющими входами элементов .ПАМЯТЬ второй группы и блокирующего элемента ПАМЯТЬ, а вторым выходом — с управляющими входами элементов ПАМЯТЬ первой группы.

Селектор устройства содержит ячейки по числу .выходов, каждая из которых состоит из элементов ЗАПРЕТ, ИЛИ и импульсатора, причем каждый вход селектора соединен через элемент

ЗАПРЕТ с первым входом элемента ИЛИ следующей ячейки и через импульсатор данной ячейки с соответствующим выходом селектора, выход элемента ИЛИ связан с управляющим входом элемента

ЗАПРЕТ и е вторым входом элемента

ИЛИ следующей ячейки, причем вход первой ячейки соединен непосредственно с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ второй ячейки и с входом импульсатора первой ячейки.

На фиг. 1 представлена блочная схема устройства; на фиг. 2 †. схема селектора; на фиг. 3 — схема счетчика импульсов; на фиг. 4 — схема коммутатора; на фиг. 5 и 6 — схема технологического узла и цнклограмма его работы. !

Входные каналы 1 соединены (фиг. 1) через блок 2 задержки с входами коммутатора 3 и через последовательно включенные три группы элементов ЗАПРЕТ 4 — 6 с входами селектора 7, выходы которого связаны через элементы ПАМЯТЬ 8 первой группы с управляющими входами элементов ЗАПРЕТ б третьей группы и через элементы ПАМЯТЬ 9 второй группы с управляющими входами многовходового элемента ИЛИ 10, сообщенного своим выходом через блокирующий элемент ПАМЯТЬ 11 с управляющими входами элементов ЗАПРЕТ 5 вто— рой группы. Выходы первой секции 12 коммутатора 3 подключены к выходным каналам 13 управления исполнительными механизмами слива продукта и к управляющим входам элементов ЗАПРЕТ 4 первой группы. Выходы второй с екции 14 коммутатора 3 соединены с выходными каналами 15 управления исполнительными механизмами узла измерения расхода продукта и с входами счетчика 16 импульсов, "вязанного своим первым выходом с управляющими входамн элементов ПАМЯТЬ 9 второй группы и блокирующего элемента ПАМЯТЬ 16, а вторым выходом — с управ3 1128223 ляющими входами элементов ПАМЯТЬ 8 первой группы. ,Селектор (фиг. 2) содержит ячейки по числу выходов, каждая из которых состоит из элементов ЗАПРЕТ 17, 5

ИЛИ 18 и импульсатора 19. Входы

Р -Р„ соединены соответственно через элемент ЗАПРЕТ 17 с первым входом элемента ИЛИ 18 следующей ячейки и через импульсачор 19 данной ячейки— с выходом селектора (P -Р„). Выход элемента ИЛИ 18 связан с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ 17 и с вторым входом элемента ИЛИ 18 следующей

1 . ячейки. Вход P первой ячейки соеди15 нен непосредственно с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ 17 второй ячейки и с входом импульсатора 19 первой ячейки, Счетчик импульсов (фиг. 3) состо20 ит из четырех узлов: многовходовых элементов ИЛИ 20 и 21, импульсатора

22 и обегающего устройства 23. Выходы секции 14 коммутатора 3 соедине.ны с входами многовходового ИЛИ 20, выход которого соединен с входом импульсатора 22, состоящего из реле

24 и 25 и переменного сопротивле-. ния 26. Выходной канал 27 импульсатора соединен с глухими камерами реле

28 обегающего устройства 23, число

30 каналов которого равно числу групп нефтяных скважин. Карый канал обегающего устройства состоит из трех реле 28 — 30.

Выходные каналы 31 обегающего уст-З5 ройства, кроме последнего 32, подключены к входам многовходового ИЛИ 21, а его выход — к элементам ПАМЯТЬ 9 и 11.

Последний канал 32 обегающего устройства подключен к элементам

ПАМЯТЬ 8.

На фиг. 4 изображен один канал коммутатора 3 и блока 2 -задержки.

В последнем установлены элементы 33 4> временной задержки. В секциях 12 и

14 коммутатора 3 установлены реле

34 и 35, соответствующие управляющие камеры которых подключены к выходам, элементов ПАИЯТЬ 9. 50

Для пояснения работы устройства рассмотрим схему технологического

1 узла (фиг, 5). Он содержит группы 36 параллельно соединенных скважин, коллекторы 37 которых подключены через исполнительные механизмы 38 и 39 к линии 40 лива и к узлу 4 1 измерения расхода продукта.

Особенностью технологического процесса добычи нефти шахтным способом является периодический характер работы групп скважин. Время функционирования (время слива) и время останова (время накопления) каждой группы скважин зависит от ряда факторов и может колебаться в широком диапазоне.

Изменение периодичности работы группы скважин может производиться

1-2 раза в сут.

Количество групп скважин колеблется от 5 до 20 и более.

Таким образом, создается ситуация, при которой необходимо формировать командные сигналы дискретного типа по 5-20 каналам, периодичность и порядок следования которых практически. невозможно прогнозировать на достаточно большой промежуток времени.

Кроме управления периодичностью работы групп скважин, необходимо осуществлять также замер расхода каждой группы скважин, работающих периодически. Узел измерения устанавливается один на несколько групп скважин и является устройством циклического типа. д

На фиг. 6 показан пример циклограммы подачи командных сигналов P

k которые поступают по каналам 1. Исполнительные механизмы 38 подключены к каналам 13, исполнительные механизмы 39 — к, каналам 15.

Пневматическое устройство управления работает следующим образом.

Командные сигналы Р„ с различной длительностью и периодичностью поступают на входы коммутатора 3 и через блок 2 задержки к селектору 7.

Селектор пропускает или первой по времени прихода сигнал Р, или один из нескольких, пришедших одновременно сигналов Р„. Сигнал, пропущенный селектором 7, взводит соответствующий элемент ПАМЯТЬ 8, выходной сигнал которого поступает на запрещающий вход соответствующего элемента ЗАПРЕТ 6 и запирает его. Сигнал от селектора 7 поступает также на. первый вход соответствующего элемента ПАМЯТЬ 9 и взводит его, выходной сигнал которого поступает на вход коммутатора 3 и на вход многовходового ИЛИ 10, выход которого взводит элемент ПАИЯТЬ 11.

Сигнал с последнего элемента поступает на управляющие входы элементов ЗАПРЕТ 5, тем самым блокируя все

1128223

)каналы,идущие через элемент ЗАПРЕТ 5 с на селектор 7.

Командные сигналы Р, пришедшие от блока 2 с задержкой на некоторое время, достаточное для прохождения 5 б этих сигналов через селектор 7, по- о ступают. в коммутатор 3, где направ- т ляются через репе 34 на выходные канайы 13 исполнительных механизмов, .управляющих сливом скважин, кроме то-10

,го сигнала, который пришел по каналу соответствующему взведенному элеФ

:менту AANHTb 9. б

Сигнал от последнего элемента переключает реле 34 и 35 коммутатора

3 и направляет соответствующий командный сигнал в выходной канал 15 ,исполнительных механизмов, управляю-. щих замером расхода скважин. Таким рО образом, одна из групп скважин переключается на узел 41 измерения.

Все остальные группы скважин работают на слив в общий коллектор 40.

Выходной сигнал секции 14 посту- 2s пает также на вход счетчика 16 импульсов, Счетчик импульсов устроен таким образом что срабатывает и выдает выФ

30 ходной импульс но первому выходному каналу только от заднего фронта входного дискретного сигнала. Все командные сигналы, прошедшие на выход секции 12 коммутатора 3, поступают, кроме исполнительных механизмов 38, на

35 запрещающие входы соответствующих элементов ЗАПРЕТ 4, тем самым блокируя прохождение командных сивМалов сливающихся скважин на селектор 7.

Такое состояние устройства, когда командные сигналы направляются таким образом, что одна из групп скважин находится на замере, а жидкость из остальных сливается в общий коллек45 тор, сохраняется до тех пор, пока присутствует сигнал на входе в счетчик 16 импульсов. В момент окончания этого сигнала (что. соответствует концу замера) счетчик 16 импульсов сра- . батывает и выдает на первый свой вы50 ход импульсный сигнал, который стирает память элементов 9 и 11. Элементы ЗАПРЕТ 5 деблокируют каналы, идущие через элементы ЗАПРЕТ 6 на селектор 7, а канал входного командного

555 сигнала до этого элемента, соединенный с соответствующим выходным каналом секции 14 коммутатора, вновь оеднняется с соответствующим выход.

ым каналом секции 12.

Канал, соответствующий номеру замеренной группы скважин, остается локированным элементом ЗАПРЕТ 6 т сигнала соответствующего элемена ПАМЯТЬ 8, и, следовательно, в следующем цикле работы селектора этот канал(участия не принимает. Не принимают в нем участие и те каналы, которые соответствуют группам скважин, находящимся в этот момент времени на сливе. Последнее достигается путем блокирования этих каналов соответствующими элементамн ЗАПРЕТ 4 от управляющих сигналов секции 12 коммутатора 3.

Командные сигналы, которые продолжают поступать по входным каналам, проходят по свободным каналам через элементы ЗАПРЕТ 4-.6 на входы селек тора 7. Последний пропускает на один иэ выходов один из пришедших на его входы сигналов ч взводит соответствующие элементы ПАМЯТЬ 8 и 9.

Выходной сигнал взведенного элемента ПАМЯТЬ 8 поступает на запрещающий вход соответствующего элемента

ЗАПРЕТ 6 и запирает его.

Выходной сигнал взведенного элемента ПАМЯТЬ 9 поступает на вход многовходового ИЛИ 10, выход которого через элемент ПАМЯТЬ 11 блокирует все каналы, идущие через элементы ЗАПРЕТ

5 и 6 на селектор 7.

Выходной сигнал взведенного элемента ПАМЯТЬ 9 поступает также на вход коммутатора 3, переключает соответствующие реле 34 и 35, тем самым переключает соответствующий входной командный сигнал Р„ на выходной.канал секции 14 исполнительных механизмов. Таким образом, следующая группа скважин переключается на замер расхода.

Выходной. сигнал секции 14 поступает, кроме исполнительного механизма, на вход счетчика 16 импульсов.

В момент прекращения сигнала в канале секции 14 .счетчик 16 импульсов выдает на первый выход импульсный сигнал, который стирает память у элементов ПАМЯТЬ 9 и 11, тем самым деблокируя каналы, перекрытые элементами ЗАПРЕТ 5 и переключая входной канал коммутатора на выходной канал секции 12.

1128223

Такой порядок работы сохраняется до тех пор, пока все группы скважин будут переключены по одному разу на узел измерения.

После этого счетчик 16 импульсов, имеющий число разрядов, равное числу групп скважин, сигналом последнего разряда по второму своему выходному каналу 32 сотрет память у всех, к этому моменту взведенных, элементов 10

ПАМЯТЬ 8, тем самым отпирая все эле- . менты ЗАПРЕТ 6.

Таким образом, заканчивается первый и начинается следующий цикл работы узла измерения расхода. 15

Селектор работает следующим образоме

Рассмотрим два случая в работе селектора (фиг. 2). На селектор подан один сигнал, например, по входному 20 каналу Р . Входной канал проходит через соответствующий элемент ЗАПРЕТ 17 и поступает на один вход элемента

ИЛИ 18 следующего канала и на вход соответствующего импульсатора 19. 25

Последний задерживает входной сигнал

I и через время задержки на выходе Р3 селектора появляется выходной сигнал.

Во втором случае на селектор поданы два сигнала, например, по входным каналам Р и Р>. Оба входных сигнала проходят через соответствующие элементы ЗАПРЕТ 17 и поступают на входы соответствующих импульсаторов 19, где задерживаются на заданное время.

Выходные сигналы элементов ЗАПРЕТ

17 поступают также на входы ИЛИ 18 .следующих каналов и через время,, не- 4О обходимое для прохождения сигнала через все элементы ИЛИ 18 следующих каналов, запирают элементы ЗАПРЕТ 17.

Следовательно, оказываются запертыми все каналы от РЗ и дальше. и на вы- 45 ход селектора проходит только один

I сигнал по выходному каналу Р

Счетчик импульсов работает следующим образом (фиг. 3). Выходной сигнал от секции 14 поступает на со. ответствующий вход многовходового

ИЛИ 20, выходной сигнал которого поступает на вход импульсатора 22.

Последний работает от заднего фронта входного дискретного сигнала, т.е. сигнал на выходе импульсатора появляется только тогда, когда сигнал на входе его исчезает. Выходной сигнал импульсатора поступает на вход обегающего устройства 23.

Если на вход обегающего устройст" ва поступает первый импульс, то он поступает в управляющие камеры реле 28. Выходной сигнал появляется лишь на выходе реле 28 первого канала. При этом взводится триггер первого канала (реле 29).

После того, как на входе обегающего устройства сигнал пропадает, срабатывает реле 30, блокируя своим выходным сигналом реле 28, и подает питание на триггер 29 и реле 28 второго канала.

При подаче второго импульса на вход обегающего устройства появляется сигнал на выходе реле .28 второго канала и взводится триггер 29 второ" го канала н т.д.

:Дри появлении последнего импульса на мходе обегающего устройства срабатыеает реле 28, появляется сигнал на ввд оде последнего канала 32 и срабатывает триггер 29 последнего канала.

При срабатывании реле 29 последнего канада происходит переброс триггера 29 nepsoro канала, и схема уста-. навливается в исходное состояние.

Выходной сигнал обегающего устройства поступает на вход многовходового

ИЛИ 21, à его выход поступает к элементам ПАМЯТЬ 9 и 11. Последний канал обегающего устройства подключен к элементам ПАМЯТЬ. 8.

t 128 223

Фиг. 1 12822з

1 1 28223

1128223

1128223 ф — 7акм слиЮа

tg - Tume накопжния

Составитель Н.Лавин

Редактор P. Цицика Техред JI, Коцюбянк Корректор С. Шекмар

Заказ 9029/35 Тираж 841 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130"5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

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