Устройство для регулирования технологического процесса

 

Изобретение касается автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования повьгаенной надежности. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит релейный регулирующий блок 1 с выходами Бсшьше и Меньше и схему контроля, включающую дифференцирующий элемент 2, алгебраический сумматор 3, два пороговых элемента НЕ 8, 9, два элемента ИЛИ 10, 11, два элемента И 12, 13. Выходы Больше или Меньше устройства могут отключаться по отдельности двумя ключами 17 или 18, управляемыми от схемы контроля (с выходов элементов И 12 и 13). Схема контроля обнаруживает ложную выдачу устройством одного из сигналов регулирования Больше или Меньше (в результате отказов.релейного регулирующего блока ) и отключает его. При этом другой выход остается подключенным и обеспечивает регулирование с худшим качеством . 1 ил. ifi ifr№ с о ел X 4;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 05 В 23/02

«. «

«. «.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3963923/24-24 (22) 09. 10.85 (46) 23.04.87. Бюл. N- 15 (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики (72) А.M.Ïðîêîëüåâ, Ю.В.Захаров, А.Ф.Защелкин и В.Д.Миронов (53) 621.0(088.8) (56) Авторское свицетельство СССР

1(- 744476, кл. G 05 В 23/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1239687, кл. G 05 В 23/02, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение касается автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования повышенной надежности. Цель изобретения — упрощение устройства.

Устройство содержит релейный регулирующий блок 1 с выходами "Бсжьше" и

"Меньше" и схему контроля, включающую дифференцирующий элемент 2 алгебраический сумматор 3, два пороговых элемента НЕ 8, 9, два элемента

ИЛИ 10, 11, два элемента И 12, 13.

Выходы "Больше" или "Меньше" устройства могут отключаться по отдельности двумя ключами 17 или 18, управляемыми от схемы контроля (с выходов элементов И 12 и 13). Схема контроля обнаруживает ложную выдачу устройством одного из сигналов регулирования

"Больше" или "Меньше" (в результате отказов релейного регулирующего блока) и отключает его. При этом другой выход остается подключенным и обеспечивает регулирование с худшим качеством. 1 ил.

1 130564

Изобретение касается автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования повышенной надежности. 5

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит релейный регу- !О лирующий блок 1, дифференцирующий элемент 2, алгебраический сумматор 3, первый и второй пороговые элементы

4 и 5, первый и второй масштабирующие элементы 6 и„ 7, первый и<.второй f5 элементы НЕ 8 и 9, первый и второй элементы ИЛИ 10 и 11, первый и второй элементы И 12 и 13, сумматоры 14< и !

4, релейный элемент 15, элемент 16 обратной связи, первый и второй клю- 20 чи 17 и 18 и блок 19 переключателей.

Релейный регулирующий блок 1 представляет собой типовой регулирующий прибор с импульсным выходным сигналом, например типа РП-4. Дифференци- 25 рующий элемент 2 может выполнятся любым известным способом, например, в виде RC-цепочки. Пороговые элементы

4 и 5 формируют на своих выходах сигнал логической единицы при поступле- ЗО нии на их входы положительного входного сигнала и могут быть выполнены любым известным способом, например, на операционном усилителе, в цепь обратной связи которого включен стабилитрон.

Элементы НЕ 8 и 9, ИЛИ 10 и 11, И 12 и 13 представляют собой элементы цифровой логики, выполненные например, на микросхемах. В качестве 40 ключей 1 7 и 18,,из которых состоит блок 19 переключателей, могут использоваться (неполяризованные) реле. Алгебраический сумматор 3 имеет три входа, причем первый и второй входы 45 суммирующие, а третий вход вычитающий. Сумматор 3 может выполняться на операционном усилителе с использованием инвертирующих и неинвертирующих входов или, если первый пороговый у0 элемент 4 выполнен на операционном усилителе, сумматор может быть реализован на этом же операционном усилителе, с совмещением функций порогового элемента и сумматора (сумматор с 55 нелинейной обратной связью) °

Масштабирующие элементы 6 и 7 представляют собой потенциометрические делители напряжения.

1 2

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства при исправном релейном регулирующем блоке 1 °

С промежуточного выхода релейного регулирующего блока i на вход дифференцирующего элемента 2 поступает сигнал рассогласования, пропорциональный отклонению регулируемого параметра от уставки и поступающий также через сумматор 3 на вход первого порогового элемента 4, который анализирует знак сигнала рассогласования и, если он положителен, на выходе данного порогового элемента 4 формируется сигнал логической единицы.

Если знак рассогласования отрицателен или равен О, формируется сигнал логического нуля. На втором пороговом элементе 5 анализируется тенденция изменения сигнала рассогласования, Если величина рассогласования растет, на выходе второго порогового элемента 5 появляется сигнал логичес" кой единицы (или сигнал логического нуля в противном случае). Релейный регулирующий блок 1 работает. таким образом, что сигнал появляется на том из его выходов, который, воздействуя на объект, приводит к уменьшению сигнала рассогласования или скорости его изменения. При исправной работе релейного регулирующего блока совпадения сигналов на входах первого 12 и второго 13 элементов И не происходит, и выходы регулирующего блока не отключаются блоком 19 от выхоца устройства (ключи 17 и 18 нормально замкнуты). Сигнал на первом (верхнем) выходе релейного регулирующего блока 1 привоцит к увеличению регулируемого параметра, а на втором (нижнем) — к его уменьшению. Эти выходы через ключи !7 и 18 связаны соответственно с выходами "Б" (" Больше") и "N" (Меньше ) устройства.

В случае неисправности релейного регулирующего блока 1 логика его работы нарушается. Это нарушение может быть двух видов: бездействие и ложное действие, причем второе наиболее опасно.

Работа устройства для случая, когда один из выходных ключей элемента

15 релейного регулирующего блока 1 пробит и, например, на его первом выходе появляется ложный длинный импульс. Предположим, что сигнал рассогласования положителен и увеличивает3 13056

15

20 ния в сторону уменьшения регулируемо- 25

Формула из обретения

45 третьими входами позволяет организо- 50 вать запрет на несвоевременную выдачу элементами И 12 и 13 сигнала логического нуля. При этом включение отказавшего выхода релейного регулирую"

55 ся. В этом случае сигнал на первом выходе релейного регулирующего блока

1 приводит к нарастанию сигнала рассогласования, что приводит к нарушению технологического процесса. При этом на все три входа элемента И 12 поступают сигналы логической единицы. в результате на его выходе появляется сигнал, который вызывает размыкание ключа 17 в блоке 19 переключателей, т.е. неисправный выход релейного регулирующего блока 1 отключается от выхода устройства.

Второй выход релейного регулирующего блока не отключается от выхода устройства, и тем самым сохраняется возможность регулирования по этому исправному выходу с отработкой возмущения, вызванного действием неисправного выхода релейного регулирующего блока 1 до момента его отключения ключом 17. В этом случае система автоматического регулирования получается замкнутой только для регулироваго параметра и разомкнутой — для регулирования в сторону увеличения регулируемого параметра, Для того, чтобы не произошло включения неисправного выхода релейного регулирующего блока на выход устройства при уменьшении сигнала рассогласования, устройство обеспечивает блокировку такого включения путем введения обратной связи (для рассматриваемого случая) с выхода первого элемента

И 12 на его третий вход через первый элемент ИЛИ 10, а также формирует зону возврата первого порогового элемента 4 с помощью обратной связи выходов элементов И 12 и 13 с входом сумматора 3. При помощи масштабирующих элементов 6 и 7 эта зона регулируется. Такая же обратная связь введена с выхода элемента И 13 на его вход через элемент ИЛИ 11. Положительная обратная связь выходов элементов И 12 и 13 соответственно через элементы ИЛИ 10 и 11 со своими щего блока на выход устройства не произойдет, даже когда сигнал рассогласования начинает уменьшаться под действием управляющих импульсов, нос41 4 тупающих на выход устройства от исправного выхода релейного регулирующего блока (на выходе второго порогового элемента 5 при этом сигнал меняется на инверсный). На выходе элемента

И 12 сохраняется сигнал логической единицы до тех пор пока не изменится сигнал на выходе первого порогового элемента 4, т.е. пока не изменится знак сигнала рассогласования, и только когда знак сигнала рассогласования изменится и превысит величину, определяемую уровнем сигнала с масштабирующего элемента 6, сигнал на втором входе первого элемента И 12 станет равным логическому нулю, что вызывает смену сигнала на его выходе: появляется логический нуль, ключ 17 возвращается в исходное состояние и на первом выходе устройства появляется управляющий сигнал, который приводит к уменьшению сигнала рассогласования в другую сторону. При смене .его знака устройство вновь отключает неисправный выход.

Из изложенного следует, что устройство даже в случае отказавшего одного выхода релейного регулирующего блока 1 позволяет (с худшим качеством, так как закон регулирования станет по крайней мере для одного выхода позиционным) поддерживать регулируемый параметр на уров.е, близком к заданному.

Устройство для регулирования техно. логического процесса, содержащее релейный регулирующий блок, первый и второй элементы И, соединенные первыми входами соответственно с первым и вторым выходами сигналов регулирования релейного регулирующего блока, подключенными к информационным входам соответственно первого и второго ключей, выходы которых являются выходами устройства, первый и второй пороговые элементы, подключенные выходами к входам первого и второго элементов НЕ соответственно, выход отклонения регулируемого параметра от уставки релейного регулирующего блока соединен через дифференцирующий элемент с входом второго порогового элемента, выход первого порогового элемента подключен к второму входу первого элемента И, выход пер1305641

Составитель В.Иванов

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Редактор Н.Рогулич

Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1426/44

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вого элемента HE подсоединен к второму входу второго элемента И, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит алгебраический сумматор, первый и второй элементы ИЛИ и два масштабирующих элемента, входы которых подключены к выходам первого и второго элементов И соответственно, а выходы — соответственно к первому сумми- 1{3 рующему и вычитающему входам алгебраического сумматора, выход которого соединен с входом первого порогового элемента, выход второго порогового элемента подключен к первому входу 15 второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход — с третьим входом первого элемента И, выход второ-, го элемента HE подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход — с третьим входом второго элемента И, выходы элементов И подключены соответственно к управляющим входам ключей, а второй суммирующий вход алгебраического сумматора соединен с выходом отклонения регулируемогопараметра от уставки релейного регулирующего блока.