Система регулирования

 

1. СИСТЕ11А РЕГУЖРОВАНИЯ по авт. св. № 924668, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в ней дополнительно установлены датчик расхода, второй блок сравнений и задатчик расхода , выходом подключенный к первому входу второго блока сравнения, втооым входом через датчик расхода подключенного к выходу объекта регулирования , а выходом подключенного к управляющему входу блока временной задержки. фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 0 () 4(51) (05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

11:

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !-, ;::,." !3

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. У (61) 924668 (21) 3652358/24-24 (22) 18..10.83

{46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) В.Т.Ефимов, К.И.Назарян, С.N.Åñàóëîâ и Л,И.Магидова (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 924668, кл. С 05 В 13/02, 1977

{прототип), (54) (57) 1. СИСТЕИА РЕГУЛИРОВАНИЯ по авт. св. Ф 924668, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, в ней дополнительно установлены датчик расхода, второй блок сравнений и задатчик расхода, выходом подключенный к первому входу второго блока сравнения, втооым входом через датчик расхода подключенного к выходу объекта регулирования, а выходом подключенного к управляющему входу блока временной .задержки.

1141377

2. Система по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем,что блок временной задержки содержит первый ключ, усилитель и последовательно соединенные источник постоянного напряжения, вто. рой ключ, сумматор и апериодическое звено, выходом соединенное с управИзобретение относится к системам . автоматического регулирования выходного параметра объекта путем изменения расхода твердых, жидких или газообразных материальных потоков при 5 управлении объектами с переменным и транспортным запаздыванием и коэффициентом усиления, в частности для регулирования величины РН загрязненных жидкостей при их подкислении или подщелачивании перед обработкой на очистных установках или при злектрокоагуляцни, злектрофлотации и т.п. на установках водоочистки, может найти применение в машиностроительной химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

По основному авт. св. И 924668 известна система, содержащая последо- 20 вательно соединенные задатчик регулируемого параметра, блок сравнения, регулятор, первый коммутатор, первый исполнительный механизм, первый регулирующий орган, датчик положения, 25 второй коммутатор и блок временной задержки, выходом соединенный с управляющим входом первого коммутатора, вторым выходом через последовательно соединенные второй исполнительный механизм, второй регулирующий орган и датчик положения подключен к второму выходу второго коммутатора, выходы первого и второго регулирующих органов соединены соответственно с первым и вторым входами объекта регулирования,- вход которого через датчик регулирования параметра соединен с вторым входом элемента сравнения (1).

Недостатком известной системы является ее низкая точность при откло— нении запаздывания объекта регулирования от расчетной величины. ляющим входом первого ключа, выходом подключенного к выходу временной задержки, первым входом соединенного с управляющим входом второго ключа и с сигнальным входом первого ключа, а вторым входом через усилитель подключенного к второму входу сумматора.

Целью изобретения является повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе дополнительно установлены датчик расхода, второй блок сравнения и задатчик расхода, выходом

nîäêët0÷åííûé к первому входу второго блока сравнения, вторым входом через датчик расхода подключенного к выходу объекта регулирования, а выходом подключенного к управляющему входу блока временной задержки, который содержит первый ключ, усилитель и последовательно соединенные источник постоянного напряжения, второй ключ,, сумматор и апериодическое звено, выходом соединенное с управляющим входом первого ключа, выходом подключенного к выходу временной задержки, первыч входом соединенного с управляющим входом второго ключа и с сигнальным входом первого ключа, а вторым входом через усилитель подключенного к второму входу сумматора.

На фиг.1 приведена структурная схема системы; на фиг. 2-схема блока временной задержки; на фиг. 3-временные диаграммы, иллюстрирующие работу системы, Система регулирования содержит объект 1 регулирования, датчик 2 расхода, датчик 3 регулируемого параметра, задатчик 4 регулируемого параметра, первый блок 5 сравнения, регулятор 6, первый коммутатор 7, первый и второй исполнительные механизмы 8 и 9, первый и второй регулирующие органы 10 и 11, первый 12 и второй 13 датчики положения, второй коммутатор 14, блок 15 временной задержки, первый и второй ключи 16 и 17 инерционный блок 18, второй блок 19 сравнения, задатчик 20 расхода, источник 2 1 постоянного напряжения, усили11413

Непрерывный унифицированный сигнал U>, с датчика 12 положения регулирующего органа 10 малого потока, характеризующий управляющее воздействие на объект 1 регулирования через сигнальный вход второго коммутатора

14, поступает на встроенный элемент, где сравнивается с некоторым пороговым сигналом U>, определяющим диапазон его изменения. IIpvU«>Un коэффициент воздействия К„больше, чем коэффициент воздействия К„, соответствующий величине входного сигнала датчика 12 положения U« Uд . Возникающие на выходе элементы сравнения второго коммутатора 14 импульсы

U„q, длительность которых соответствует времени, в течение которого выходной сигнал датчика положения

11 >О„, управляют работой второго ключа 17 через повторитель (не показан), согласующий его входное сопротивление с выходным сопротивлением элемента сравнения второго коммутато— ра 14. Через второй ключ 17 выходной сигнал источника 21 постоянного напряжения подключается к первому входу инерционного блока 18, к выходу которого подключен управляющий вход первого ключа 16, Так как выходной сигнал U«HHe UHGHHG o b oK 18 изменяется по экспоненциальному закону, то он достигает величины порога срабатывания U первого ключа 17 через время а5qz, соответствующее времени запаздывания объекта 1 регулирования, определяемое параметрами апериодического звена 24 и величиной сигнала 0„, поступающего на усилитель 22 с выхода второго блока 19 сравнения, входы которогG подключены к выходу задатчика 20 расхода и к вы. ходу датчика 2 расхода. Следовательно, первый ключ 16 сработает через время а после поступления сигнала

V íà вход инерционного блока 18 °

При срабатывании первого ключа 16 сиг-. йал 0„ с его выхода поступает на управляющий вход первого коммутатора

7 ° В этом случае к выходу регулятора 6 дополнительно подключается исполнительный механизм 9, связанный

Текущее значение регулируемого па- 5О раметра контролируеся датчиком 3 ре- гулируемого параметра, подключенным к функциональному выходу объекта 1, сигнал с которого сравнивается с заданным значением в первом блоке 5 сравнения и преобразуется регулято.ром 6 в непрерывный управляющий сигнал, поступающий на сигнальный

3 тель 22, сумматор 23, апериодическое звено 24. На фиг. 3 приняты следующие обозначения: U „ — выходной сигнал < -го функционального блока, с — порог срабатывания первого ключа, ъ 1- время запаздывания объекта

1 регулирования.

В состав блока временной задержки .входят первый и второй ключи 16 и

17, инерционный блок 18 и источник 10

2 1 посгоянного напряжения. В состав инерционного блока входят усилитель

22, сумматор 23 и апериодическое звено 24.

Регулирующий орган 10 регулирует 15 величину малого потока, а регулирующий .орган 11 — большого потока. Положение регулирующих органов 10 и

11 контролируется датчиками 12 и

13 положения соответственно. 20

Второй коммутатор 14 содержит. элемент сравнения и имеет второй выход сигнализации предельного коэффициента регулирующего воздействия на объект. 25

Для получения качественного процесса регулирования при изменении коэффициента усиления обьекта 1 в контуре регулирования необходимо изменять коэффициент усиления так, что-3О бы коэффициент усиления всей замкнутой системы изменялся в допустимых пределах. Реализация условия возможна при дискретном изменении коэффициента усиления в исполнительном уст35 ройстве.

При малоМ изменении коэффициента усиления объекта 1 за время переходного процесса в системе величина регулирующего воздействия на объект 1 4> характеризует коэффициент усиления объекта. Величина регулирующего воздействия, при котором необходимо изменять коэффициент усиления объекта, зависит от текущего значения регули- 45 руемого параметра, формы статической характеристики объекта 1 и допустимого диапазона изменения его коэффициента усиления. вход первого коммутатора 7 и на ис" полнительный механизм 8, подключенный к его первому выходу, который кинематически связан с регулирующим органом 10, воздействующим на объект

1 регулирования малым потоком.

1141377 кинематически с регулирующим органом .

11 большого потока, реализующий дискретное регулирующее воздействие на объект 1 регулирования с коэффициентами К >К К,.

4 4

При значительном изменении регулируемого параметра, при котором предельное регулирующее воздействие на объект 1 регулирования достигнет коэффициента К = К„, унифицированный сигнал U с датчика 13 положения большого потока,.подключенного к управляющему входу второго коммутатора

14 также достигнет своего предельного значения и на втором выходе второ- 15 го коммутатора 14 появится сигнал, используемый для воздействия на объект 1 регулирования по другим кана-. -: .лам, не предусмотренным данной систе.мой или для сигнализации о предельном 20 коэффициенте регулирующего воздействия на объект 1 регулирования о необходимости выключения системы регулирования.

Система работает следующим об- 25 разом.

Непрерывный сигнал рассогласования между выходными сигналами датчика 2 расхода и задатчика 20 расхода с выхода второго блока 19 сравнения поступает на второй вход инерционного блока 18. Выходной сигнал датчика регулируемого параметра

3, характеризующий возмущение в объекте 1 регулирования, поступает сов- З5 местно с выходным сигналом задатчика

4 иа входы первого блока 5 сравнения, выходной сигнал которого преобразуется регулятором 6 в управляющий сигнал, поступающий через сигнальный

40 вход коммутатора 7 на его первый выход и на первый исполнительный механизм 8, связанный кинематически с первым регулирующим органом 10,воздействующим на объект 1 регулирова45 ния малым потоком. Первый датчик 12 положения, связанный с первичным преобразователем положения первого регулирующего органа 10, установленного на первом исполнительном механизме 8,50 формирует на своем выходе непрерывный унифицированный сигнал, который через сигнальный вход второго коммутатора 14 поступает на BcTpoeHHbIA элемент сравнения, где сравнивается с внутренним пороговым сигналом. При сигнале с выхода датчика 12 положения, превышающем внутренний пороговый сигнал второго коммутатора, на его выходе формируется сигнал, который при водит к срабатыванию второго ключа, управляющим входом подключенного к выходу второго коммутатора 14. Через второй ключ 17 источник постоянного напряжения подключается к первому входу инерционного блока 18, выходной сигнал которого в зависимости от параметров его усилителя 22 и апериодического звена 24 и величины сигнала, подаваемого на второй вход инерционного блока 18 с выхода второго блока 19 сравнения через время транспортного запаздывания объекта 1 регулирования достигает значения обеспечивающего срабатывания первого ключа 16, подключенного к выходу инерционного блока 18. Через первый ключ

16 сигнал с первого выхода второго коммутатора 14 подается на управляющий вход первого коммутатора 7, в результате чего к выходу регулятора 6 через первый коммутатор 7 дополнительно подключается второй исполнительный механизм 9,связанный кинематически с вторым регулирующим органом 11, воздействующим на объект 1 регулирования большим потоком. Иаксималъное значение унифицированного сигнала на выходе второго датчика 13 поло- жения, подключенного к сигнальному входу коммутатора 14, обеспечивает подачу на второй выход второго коммутатора 14 сигнал, характеризующий предельный коэффициент регулирующего воздействия на объект 1 регулирования используемый в других системах управления, сигнализации, блокировки и др.

Формирование выходного сигнала

0, инерционного блока 18 приведено на фиг. 2.

Преобразование непрерывного унифицированного сигнала на выходе встроенного элемента сравнения вто" рого коммутатора 14 в последовательность прямоугольных импульсов О„ на входе первого ключа 16 инерционного блока 18 приведено на фиг. 3.Временные задержки L 5р прямоугольных имнуль, поступающих íà yrrpasляющий вход коммутатора 7, приведены на Диг. 3.

Получение резкого фронта и среза формы сигнала U«, p e o первым коммутатором 7, достигается тем, что йри возникновении импульса сигнала 0„ первый ключ 16 включается

11413? 7

7 при истечении времени запаздывания

" Сум объекта 1 регулирования, соединяя первый выход второго коммутато ра 14 с управляющим вхрдом первого коммутатора 7, при установившемся значении 8q 4 .При исчезновении импуль«; са напряжения 0„ 4 первый коммутатор

7 также выключается, так как Ц О, ,хотя первый ключ 16 некоторое время, .:остается включенным за счет инерци:онных свойств инерционного блока, 18.

Отличительйые особенности предлагаемой стстемы регулирования позволяют примерно в 6 раз повысить ее точность.

Предлагаемая система позволяет значительно повысить качество регулирования объектов, обладающих .переменным коэффициентом усиления и транс

5 портным запаздыванием, изменяющихся в широких пределах, путем дискрет" ного изменения коэффициента усиления в контуре регулирования управляющими импульсами, формирующимися в зависимости от текущего времени за.паздывания. объекта регулирования, не вызывая колебания в системе при -возникновении переходного

I. процесса.

15

1141377 д Рср fg

Фие. У

Составитель Ю. Гладков

Редактор В.Иванова Техред С.Легеза Корректор Л.Пилипенко

Заказ 494/35 Тираж 863 Подписное

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