Устройство для регулирования давления в автоклаве

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В АВТОКЛАВЕ, содержа- , щее датчик давлеиия, подключенный выходов. к первому входу первого регулятора давле/Ьз СЕСОЮ311АЯ 1J RATEBTfSO1 : 1 г хкячтнА « ИБЛЙОТЕ Л ния, последовательно соединенные блок задания и первый сумматор, а также второй сумматор и исполнительные органы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит блок ограничения и второй регулятор давления , причем выход блока задания подключен к первому входу второго сумматора и к входу бяока ограничения, выход датчика давления связан с первым входом второго регулятора давления, выход блока ограничения подключен к вторым входам первого и второго сумматоров, выходы регуляторов давления соединены с входами соответствующих исполнительных органов, а вторые I входы с выходами соответствующих сумматоров . СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 4(51) 6 05 О 16 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О П.(РЫТИЙ (21) 3537523/24-24 (22) 11.01,83 (46) 15.01.85. Бюл. Н 2 (72) П. А. Озолин, M. А. Гуревич, Д. А. Бережненко и А. М. Абрамов (53) 62 — 50 (088.8) (56) 1. Чермак И., Петерка В. и др. Динамика регулируемых систем в теплоэнергетике и химии. М., "Мир", 1972, с. 146, фиг. 5.2., 5.3.

2. Авторское свидетельство СССР й0 396671, кл. G 05 О 21/00, 1971 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА—

НИЯ ДАВЛЕНИЯ В АВТОКЛАВЕ, содержащее датчик давления, подключенный выходом к первому входу первого регулятора давления, последовательно соединенные блок задания и первый сумматор, а также второй сумматор и исполнительные органы, о т л ич аю щеес я тем,что,с цельюповыщения надежности устройства, оно содержит блок ограничения и второй регулятор давления, причем выход блока задания подключен к первому входу второго сумматора и к входу блока ограничения, выход датчика давления связан с первым входом второго регулятора давления, выход блока ограничения подключен к вторым входам первого и второго сумматоров, выходы регуляторов давления соединены с входами соответствующих исполнительных органов, а вторые входы с выходами соответствующих сумматоров, 30

1 11349

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию химико-технологических параметров, которые необходимо стабилизировать или регулировать по заданной программе при помощи изменения пото ков вещества или энергии, противоположно действующих относительно регулируемого параметра, Известно устройство для регулирования давления газа в аппарате, состоящее из дат- 10 чика давления, регулятора и регулирующего клапана, установленного на линии притока газа в аппарат или на линии стока газа из аппарата 111, Это устройство работает при одновременном притоке и стоке газа из аппарата. Зля автоклавов подобные устройства неэкономичны, так как безвозвратно теряется большое количество газа .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для стабилизации параметра, регулируемого двумя противоположно действующими потоками вещества, содержащее датчик параметра, регулятор, задатчик параметра, сумматоры и регулирующие ор- 25 ганы. В этом устройстве регулятор управляет через сумматоры каждым клапаном в отдельности и последовательно, Входной сигнал первого сумматора изменяется от О до 1,0 (в относительных единицах) при изменении выходного сигнала регулятора от 0 до 0,5. Выходной сигнал второго сумматора изменяется от 0 до 1,0 при изменении выходного сигнала регулятора 0,5 до

1,0. При выходном сигнале регулятора равном 05 оба клапана закрыты. При выход35 ном сигнале регулятора меньшем или большем 0,5 один из клапанов находится в открытом состоянии (2) .

Недостатком этого устройства с точки зре40 ния качества регулирования параметра является то, что на одном регуляторе невозможно реализовать настройки, оптимальные для нескольких каналов регулирования, имеющих различные характеристики, Кроме того, в выходном сигнале регулятора отсутствует зона, где клапаны одновре- . менно закрыты. Это может привести к пере регулированию и автоколебаниям параметра.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик давления, подключенный выходом к первому входу первого регулятора давления последователыго сое55 диненные блок задания и первый сумматор, а также второй сумматор и исполнительные органы, снабжено блоком ограничения и вторым регулятором давлении, причем выход блока задания подключен к первому входу второго сумматора и к входу блока ограничения, выход датчика давления связан с первый входом второго регулятора давления, выход блока ограничения подключен к вторым входам первого и второго сумматоров, выходы. регуляторов давления соединены с входами соответствующих исполнительных органов, а вторые входы — с выходами соответствующих сумматоров.

В предлагаемом устройстве в каждом канале регулирования имеется свой регулятор, что позволяет осуществить оптимальные настройки по этим каналам. Блок ограничения совместно с сумматорами формирует для каждого регулятора такие задания, которые позволяют получить по обе стороны от общего сигнала задания настраиваемые по ширине зоны, где клапаны на притоке и стоке вещества будут закрыты одновременно при попадании параметра в эти зоны.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство представляет собой систему для управления и регулирования давления в автоклаве. В автоклаве 1 давление измеряется датчиком 2 давления. Задание формируется блоком задания 3: Выходной сигнал датчика 2 поступает на первые входы регуляторов 4 и 5 давления, вторые входы этих регуляторов соединены с выходами соответствующих сумматоров б и 7, вторые входы которых связаны с блоком ограничения 8, выходы регуляторов 4 н 5 соединены с соответствующими лсполнителыгыми органамн (клапацамн) 9 и 10, выход программного блока задания 3 соединен с первыми входами сумматоров 6 и 7 и входом блока ограничения 8.

Клапан 9 установлен ца притоке газа в автоклав и открывается при увеличении выходного сигнала регулятора 4 (исполнеш;а клапана НЗ) . Клапан 10 установлен на стоке газа из автоклава и открывается при увеличении выходного сигнала регулятора 5 (исполнение клапана НЗ). Регулятор 4, осуществляющий регулирование по П илн ПИ закону регулирования, выбран "обратный" (с увеличением разности между заданием и параметром увеличивается выходной сигнал регулятора). Регулятор 5, осуществляющий регулирование по П закону регулирования, выбран

"прямым" (с увеличением разности между параметром и заданисм увели п вается выходной сигнал регулятора) . Блок ограничения 8 осуществляет одностороннее ограничение входного сигнала. Уставка блока ограничения 8 выбирается из требования точности и качестСоставитель Л. 11аллагова

Техрец С.Легеза Корректор Г. Решетник

Редактор Л. Авраменко

Заказ 10089/41 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1 ва регулирования давления в автоклаве. Выходной сигнал блока ограничения 8 повторяет входной сигнал, изменяющийся от нуля до величины уставки. При выходном сигнале, большем уставкн, выходной сигнал блока

8 равен величине уставки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда давление в автоклаве 1 равно нулю и задание, формируемое блоком 3 равно нулю, на входы регуляторов 4 и 5 с сумматоров 6 и 7 поступают сигналы равные нулю, выходные сигналы регуляторов 4 и 5 при этом равны нулю, клапаны 9 н 10 закрыты. При появлении сигнала задания из блока 3, изменяющегося от нуля до величины уставки блока ограничения 8, выходной сигнал сумматора 6 при этом равен нулю, так как из сигнала задания блока 3 вычитается сигнал из блока ограничения 8, а выходной сигнал сумматора 7. равен сумме сигналов из блока 3 и блока 8 т.е. равен удвоенной величине сигнала задания из блока 3. Регуляторы 4 и 5 при такой величине задания иэ блока 3 вырабатывают выходные сигналы, равные ну лю, клапаны 9 и 10 прн этом закрыты.

При увеличении сигнала задания из блока

3 до величины большей, чем уставка блока ограничения 8, на регулятор 4 с сумматора 6 поступает сигнал задания, меньший, чем сигнал задания из блока 3, на величину уставки блока ограничения 8; на регулятор 5 с сумматора 7 поступает сигнал задания, больший, чем сигнал задания иэ .блока 3, на величину уставки блока ограничения 8. При этом клапан 9 открывается, а клапан 10 закрыт, давление в автоклаве

1 увеличивается. При давлении в автоклаве, достигшем величины большей, чем задание регулятору 4, клапан 9 закроется, клапан

10 будет еше закрыт. При давлении в автоклаве, достигшем величины большей, чем задание регулятору 5, клапан 10 начнет открываться, клапан 9 закрыт. Таким образом, 134930 4 когда абсолютная разность между сигналом задания из блока 3 и сигналом датчика давления 2 станет меньше величины уставки блока ограничения 8, клапаны 9 и 10 закрыты, что препятствует возникновению автоколебательного процесса при достижении равенства между давлением в автоклаве и заданием, сформированным блоком 3. Ширина зоны, внутри которой находится сигнал задания иэ блока 3, равна удвоеннои величине уставки блока ограничения 8 и определяется точностью регулирования давления в автоклаве.

Например, давление в автоклаве изменяется по программе от нуля до 20 кгс/см, класс точности программного блока составляет 1,0; датчик давления 2 имеет верхний предел измерения 25 кгс/см и класс точности 1,0: регулятор 4 осуществляет регулирование с точностью 1% от верхнего предела измерения датчика давления. Относительная погреш« ность регулирования давления устройством составит 2% от верхнего предела измерения датчика давления. Абсолютная погрешность регулирования давления в автоклаве составляет + 0,5 кге/см . Эта числовая величина, переведенная в унифицированный сигнал, принимается за уставку блока ограничения 8.

Предлагаемое устройство может найти при30 менение в схемах автоматизации при регулировании температуры путем нагрева и охоаждения, при регулировании рН среды добавлением соответствующих реагентов и т.д.

Устройство может быть реализовано на отечественных приборах пневматической системы

"Старт" или на электронных приборах системы "Каскад". Например, устройство реализуется на приборах системы "Старт": датчик

2 давления — прибор МС вЂ” П, регулятор 4 прибор ПР3.31 или ПР2-8, регулятор 5— прибор ПР2:8, сумматоры 6 и 7 — приборы ПФ1.1, блок ограничения 8 — редук-. тор РД вЂ” Ф, программный блок задания 3— прибор П31,23А.