Цифроаналоговый электропневматический преобразователь

 

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для использования в системах управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия преобразования. В преобразователе дополнительно установлены второй пневматический блок развертки 15, второй пневмоэлектрический эл-т сравнения 13, второй пневматический элемент памяти 1, состоящий из клапана 3, емкости 5 и повторителя 7, пневматический переключатель 9, второй и третий триггеры 10 и 12, элемент ИЛИ 11, выход первого блока развертки 16 связан со входом клапана 3, выход повторителя 7 связан с информационным входом переключателя 9, другой информационный вход которого связан с каналом задания, а выход - со входом клапана 4 элемента памяти 2, выход элемента памяти 2 связан с преобразователем. Выход элемента ИЛИ 11 связан с управляющим входом клапана 4 элемента памяти 2 и его вход связан с выходами второго и третьего триггеров 14 и 17. Вход элемента сравнения 13 связан с выходом триггера 10, а его выход - с управляющим входом переключателя 9. Элемент сравнения 13 одним входом связан с блоком развертки 15, вход которого связан с выходом блока 16. Вторым входом элемент 13 связан с P и C каналами задания нижнего уровня, а выход соединен с первыми входами триггеров 17 и 10, вход триггера 10 связан с первым каналом переключения преобразователя, а вторые входы триггера 12 связаны с соответствующими группами кодовых входов преобразователя. Точность преобразования составляет 1,5% по сравнению с точностью прототипа 3,5%. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1571621

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 441649 7/24-24 (22) 26.О4.88 (46) 15. О6.9О. Бюл. Р 22 (72) IO.Ë.Àìîëü, М.Р.Тучинский, А.И.Бугаенко и В.И.Челнаков (53) 681.325.53-525(О88.8) (56) Тучинский И.P., Родных И.В.

Автоматизированные системы управления производством олефинов. И.: Химия, 1985, с . 233-234, рис. VIII-14, 15. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВ1 П1 ЭЛЕКТРОПНЕВИАТИЧЕСКИ11 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к приборо.— строению и предназначено для использования в системах управления технологическими процессами. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия преобразования. В преобразователе дополнительно установлены второй пневматический блок развертки 15, второй пневмоэлектрический эл-т срав(gI)g.. G 06 G 5/00 G Об D 7/00

2 нения 13, второй пневматический элемент памяти 1, состоящий из клапана 3, емкости 5 и повторителя 7, пневматический переключатель 9, второй и третий триггеры 1О и 12, элемент HJIH If выход первого блока развертки 16 связан с входом клапана 3, выход повторителя 7 связан с информационным входом переключателя 9, другой информационный вход которого связан с каналом задания, а выход — с входом клапана 4 элемента памяти 2, выход элемента памяти 2 связан с преобразователем.

Выход элемента ИЛИ 11 связан с управляющим входом клапана 4 элемента памяти 2 и его вход связан с выходами второ- го и третьего триггеров 14 и 17. Вход эле- Е мента сравнения 13 связан с выходом триггера I I, а его выход — с управляющим входом переключателя 9. Элемент сравнения 13 одним входом связан с блоком развертки 15, вход кото- Б

1571621 рого связан с выходом блока 16. Вторым входом элемент 13 связан с P- и С-каналами задания нижнего уровня, а выход соединен с первыми входами триг5 геров 17 и 10, вход триггера 1О связан с первым каналам переключения Изобретение относится к приборо,строению и предназначено для исполь:зования в системах управления техноло1 гическими процессами, реализуемыми . на базе управляюпщх вычислительных машин (УВИ) и средств пневмоавтоматики.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия. 20

На чертеже представлена структурная схема цифроаналогового электропневматического преобразователя.

Основой преобразователя является модуль преобразования.ИП. Иодулей ИП 25 может быть любое количество, На чер.теже приведена схема ИН1 и показаны линии, идущие на другие ИП. Иодуль ИП .содержит. дв "! пневматических элемента и 2 памяти, состоящие из клапанов 3 30 и 4, емкостей 5 и б, повторителей 7 и 8, причем повторитель 8 — мощный, так как его выходной сигнал является выходом преобразователя.

Иежду элементами 1 и 2 расположен пневматический переключатель 9, имеющий два положения А и, Б. В положении

А выход элемента 1 подается на вход .:элемента 2 . В положении Б на вход элемента 2 подается внешний аналоговый сигнал Р,„

Команду S1 на переключатель подает триггер 10 с раздельными входами Я. и S . Сигнал S поступает с кодового входа преобразователя, а сигнал Я вЂ” 45 внешний.

Клапаны ) и 4 управляются от .дискретного элемента ИЛИ 11. Команда Я» поступает с элемента И 11, на который поступает команда S, и, Я> с триггеров 10 и 12. Триггер 12 выполнен с раздельными входами, команда Я поступает с..элемента 13. сравнения.

В модуле ИП расположен пневмоэлект рический 14 элемент сравнения, на вход которого поступает сигнал Рв с выхода повторителя 8 и сигнал Р р,, поступающий с второго пневматического блока 1Р развертки, а выход Я„ элепреобразователя, а вторые входы триггера 12 связаны с соответствующими группами кодовых входов,преобразователя.. Точность преобразования составляет 1,5% по сравнению с точностью прототипа 3,5%. 1 ил. мента 14 является измерительным сигналом.

Вход развертки 15 соединен с выходным сигналом P первого пневматичеср кого блока 16 развертки. Кроме того,сигнал Рр поступает на вход элемен1 та 1. Выходной сигнал P Р блока 15

Р2 поступает на один из входов элементов 13 и 14, на другой вход элемента 13 подается внешний сигнал ограничения по низу Р„.

Управление блоком 16 осуществляется сигналом Я с выхода тригге1! ра 17, на вход которого поступают сигналы S с элемента 13 и Я1 с кодо1а вого входа преобразователя. Сигнал на переключатель 9 подается с триггера 1!).

На другие модули МП поступают сигИ 7 Р Р

1 2

Описанное. устройство реализовано в конкретном случае на следующих стандартных элементах: в качестве УВИ использована микроЭВИ "Электроника

60", каналы приема и выдачи информации которой выполнены на плате параллельного интерфейса И2.

Для пневматических узлов и элементов использованы элементы системы

"УС ЭППА". Для электрических элемен-, тов взяты микросхемы серии К155. В качестве элементов сравнения и управления использованы элементы ÝÑ-1 и

ЭУ-1 .

Указанная реализация является единственной. Указанные узлы и элементы могут быть реализованы на ЭВИ другого типа, микросхемах других типов или на транзисторных схемах, вместо элементов УС ЭЛЛА могут быть использованы пневмоэлементы Других ти-" пов. Выполняемые функции этих стандартных элементов должны соответствовать предлагаемому устройству.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналы Р Р

i Р1 и P Р равны максимальному значению, 45 с обьектом, исключения индивидуальных преобразователей, введения дополнительных режимов работы.

Формула изобретения первый пневмоэлектрический элемент ,сравнения связан одним из своих вхо5 1571621 причем Р рд=Р P,+d. Сигнал Р,р, немногобольше верхнего значения диапазона измене ния P IIÄ<, например, при изменении Pg„„ в диапазоне 0,2

1,О кгс/см значение Рр может быть

1 1 кгс/см, а 4 = ), I)5 кгс/см .

Значение Р несколько меньше нижн него значения диапазона изменения

РВых,. например при указанном диапазо- 10 не PÄ =l),15 кгс/см . При других диапа30 ах Реб(к зна ения Р р д, Рн будут

1 другие.

B исхОднОМ состоянии Б7 ф Б 19 ф гут быть получены после инвертирова— ния и преобразования сигналов Б и Б„ .

Клапаны 3 и 4 работают.в противофазе. Клапан 3 в исходном состоянии 20 открыт, клапан 4 закрыт, На выходе повторителя 7 давление P ð, которое

11 через переключатель 9, находящийся в положении А, поступает на вход элемента 2 (на вход клапана 4). В емкос- 25 ти 6 запоминается какое † давление

Pb „, полученное в предыдущем цикле

Вык работы ЦАП. К началу цикла известны уравнения, IIQ которым изменияются в цикле Pр и Рр 30

Цикл начинается подачей кратковременного импульса Б, =1 (в момент времени tb). По переднему фронту этого импульса срабатывает триггер 17 и запускает блок 16 развертки, выходной

35 сигнал которого P р начинает умень1 шаться (см. фиг. 2), Так же начинает изменяться и Р р . Так как давление

Рр через клапан 3 свободно проходит

1 в элемент 1 то а входе элемента 2 40 изменяется давление синхронно с P р .

Перед началом цикла по уравнению изменения Pð рассчитывается время с

Р1 начала цикла до момента, когда давление Р р, станет равным Р„дд, заданному для )(АП., В этот момент времени t, подается импульсом сигнал S =1, срабатывает триггер 12. Сигналы S > и S становятся равными 1, 81=0. Клапан 3 закрывается, отсекая в емкости 5 давление Р р, равное в этот момент РЦ4, 1 клапан 4 открывается и это давление проходит в емкость 6 и на выходе стас

ИОвится Pggl)(Рцдп -Р ьых °

Сигнал P блока 16 развертки проР1 должает изменяться, при этом изменяется и сигнал Р р, блока 15. Так как

Р отстает от P p на величину 3, то

6 элемент 14 сравнения срабатывает в момент времени t t при равенствб Р ц„ и P в этом же цикле, Б, становится

Гt равйым 1, и момент его появления tt зафиксирует ЭВИ с помощью канала 2.

При дальнейшем уменьшении сигналов

P p и Рр и в момент времени сиг2 нала Рр становится равным Р1, на выходе элемента 13 сигнал S становится равным 1. Срабатывают триггеры 17 и 12, сигналы Sb,,S,,S становятся опять равными 0. Блок 16 выключается и Рр, Рр становятся равными макси1 мальному значению, S становится равным 1, . клапан 4 закрывается, в емкости 6 запоминается сигнал Р, клапан 3 открывается и давление Рр

1 проходит в емкость 5.

Теперь по уравнению изменения Рр 1 и времени срабатывания элемента 14 рассчитывается замеренное давление

Р „„. На этом заканчивается цикл длительностью Т4, в котором произошло преобразование када в памяти ЭВИ, соответствующего задании P qAo в сигнал P „„, и измерение этого сигнала.

В этом же цикле срабатывают все модули ИП., если на них с YBH поступает

;ю команда управления S .

Если по какой-то причине необходимо на выход одного из ИП подать сигнал извне, то подается кратковременно сигнал S t, триггер 10 переходит в состояние $,=1, клапан 3 закрывается, клапан 4 открывается, переключатель 9 переходит в положение Ь и сигнал Р „д проходит на выход элемента 2.

Точность преобразования устройства составляет 1,5Х по сравнению с точностью прототипа 3,6Х.

Эффект достигается за счет сокращения количества устройств связи УВМ

Цифроаналоговый электропневматический преобразователь, содержащий первый пневматический элемент сравнения, первый блок пневматической развертки, первый пневматический элемент памяти, состоящий из последовательно соединенж1х клапана, емкости и повторителя, и первый триггер, причем

1571621

Составитель И.Яковенко

Редактор E.Êîï÷à Техред М.Дидык Корректор З.Лончакова

Заказ 1514, Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

) Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 дов с выходом преобразователя, а вы-. ходом — с выходом окончания цикла преобразования. преобразователя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыиения точности и быстродействия, преобразователь дополнительно содержит второй пневматический блок развертки, второй пневмоэлектрический элемент сравнения,, второй пневматический элемент памяти, идентичный первому пневматическому элементу памяти, пневматический переключатель, второй и третий триггеры и элемент ИЛИ, причем выход первого пневматического блока развертки связан с входом клапана второго пневматического элемента памяти, вьиод повторителя которого связан с первым информационным входом переключателя, .второй информационный 2< вход которого связан с аналогичным

I пневматическим каналом задания, а выход переключателя связан с входом клапана первого пневматического элемента памяти, выход повторителя кото- 35 рого связан с выходом преобразователя,. выхрд элемента ИЛИ связан с управляющим входом клапана второго пневматиI ческого элемента памяти, включенного в противофазе с клапаном первого пневматического элемента памяти, и его

° 1 входы связаны с вйходами второго и третьего триггеррв, выход третьего триггера связан с управляющим входом пневматического переключателя, при этом второй пневматический элемент сравнения одним входом связан с выходом второго пневматического блока разверткИ, вход которого связан с выходом первого пневматического блока развертки, вторым входом второй пневмозлектрический элемент сравнения связан с каналом задания нижнего уровня выходного сигнала и выход этого элемента соединен с первыми входами пер; вого и второго триггеров, первый вход третьего триггера связан с каналом переключения, преобразователя, а вторые входы всех указанных триггеров соединены с соответствующими группами входов преобразователя.