Пневматический регулятор

 

Изобретение относится к приборостроению , а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров давления температуры и т.д., и является усовершенствованием пневматического регулятора по авт. св. bfc 10404Г6. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности регулятора . В регуляторе установлен ло

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 05 В 11!50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ВТОРСИОЫЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (61 ) 1040466 : (21) 4654990/24 (22} 23.02,89 (46) 07.01.91. Бкл. И (71) Тульский политехнический институт (?2) В.И.Баженов, В;А.Войтушенко, А.А.Говоров и В.В.Подсевалов (53) 621-525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р -1040466, кл. G 05 В 11/50, 1982.

„„SU„„1619230 А 2

2 (54} ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РБГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к приборо— строению, а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров давления температу- ры и т.д., и является усовершенствованием пневматического регулятора по авт. св. Р 10404F6. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повмшение точности регулятора. R регуляторе установлен ло1619230 гический элемент ИЛИ 19, выход которого соединен с управляющей камерой первого реле 3 переключения, один вход — с выходом индикатора 10 зоны, другой вход — с первым корректирующим канэлом регулятора, а второй кор-. ректирующий канал подключен к одному

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пнегматическпм устройствам регулирования технологи- f 5 ческих параметров: давления, температуры, влажности и так далее, и является усовершенствон "нием пневматического регулятора по авт. св. Р 1040466.

Пель изобретения — раснирение 20 функциональных возможностей и повышение точности регулятора.

На чертеже приведена принципиальная пневматическая схема регулятора.

Регулятор содержит сумматор 1, пе- 25 ремечный драссель ?, первое реле 3 переключения, емкость 4, образующие интегральное звено, постоянный дроссель 5, третье реле 6 переключения, повторители 7 и 8 со сдвигом, образу- 30 ющие двухполярный источник линейно измсняющегося сигнала, пропорциональное звено 9, индикатор 10 зоны, состоящий из элементов 11 и 12 сравнения, задатчиков 13 и 14 верхнего Р и нижнего P уровней индикации — уровН ней ограничения выходного сигнала регулятора Р,„(границы зоны нечувствительности регулятора), четвертого 15 и пятого 16 реле переключений, вто- 40 рое реле 17 переключения, пневматическую кнопку 18, логический элемент

ИЛИ i9, а также пневматический переключатель 20 на три положения

Вольше, Меньше и среднее (ней- 45 тральное) .

Минусовая и первая плюсовая камеры сумматора 1 соединены с каналами регулируемой переменной P„ и задающего воздействия Р, К первому и второму входам пропорционального звена

9 подключены выход сумм;тора 1 и его вторая плисовая камера. Выход пропорционального звена 9 Рвы соединен с плюсовыми камерами элементов 11 и 12 сравнения индикатора 10 зоны и нормально открытым соплом второго реле

1 переключения, нормально закрытое сопле которого связано с каналом дисиз сопл первого элемента 11 сравнения в индикаторной зоне. У регулятора появляется возможность оперативной коррекции выходного сигнала регулятора, повышается динамическая точность процесса регулирования. 1 ил. танционного (ручного) управления

Р Н . Выход реле 17 соединен с выходным каналом регулятора P (давим ление на исполнительный механизм) .

Выход сумматора 1 соединен через переменный дроссель 2 с нормально открытым соплом первого реле 3 переклю:-,ения. Выход реле 3 подключен к емкости 4, плюсовой камере сумматора 1 и входам повторителей 7 и 8 со сдвигом. Выход повторителя 7 со сдвигом соединен с нормально закрытым соплом третьего реле 6 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом повторителя 8 со сдвигом.

Выход реле 6 через постоянный; дроссель 5 соединен с нормально закрытым соплом первого реле 3. Выход Р инК1 дикатора 10 зоны связан с одним входом логического элемента ИЛИ 19, другой вход которого подклю .ен к первому корректирующему каналу Р„...,а выход элемента 19 связан с управляющей камерой первого реле 3, выход

Р первого элемента 11 сравнения в индикаторе зоны — с верхним соплом второго элемента 12 сравнения и управляющей камерой третьего реле 6.

Нижнее сопло первого элемента 11 сравнения подключено к второму корректирующему каналу Р„о . Корректирующие сигналы каналов P и Р снимаются с выходов пневматического переключателя 20, выход переключателя ?О подключен к каналу питания.

Минусовая камера элемента 11 сравнения соединена с выходом четвертого реле 15 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 13 верхнего уровня ограничения Р . Минусовая камера элемента 12 сравнения соединена с выходом пятого реле 16 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 14 нижнего уровня ограничения РН. Нормально закрытые сопла реле 15 и 16 сое1619230 динены с выходным каналом регулятора

Ру> а управляющие камеры реле 15 и I6 связаны с выходом пневматической кнопки 18, вход которой подключен к управляющему (командному) каналу регулятора P. ком

Регулятор работает следующим образом.

Предварительно повторители 7 и 8 настраивают с отрицательным и положительным сдвигом соответственно.

В режиме автоматического управления в корректирующих каналах команДы Ркор 1 H Ркорл обычно Равны Hymn (О кг/см ) в управляющем канале команда Рком всегда равна нулю (О кг/см ), вследствие чего исполнительный механизм (выходной канал регулятора Р,„„) соединяется с выходом пропорционального звена Р 1, через нормально открытое сопло второго реле 17, В минусовые камеры элементов

11 и 12 сравнения через нормально открытые сопла четвертого 15 и пятого

16 реле поступают давления от задатчиков 13 и 14 верхнего Р и нижнего

Р уровней ограничения — заданного диапазона давлений. В этом режиме регулятор осуществляет заданный пропорционально-интегральный закон регулирования. Причем, пока выходной сигнал Р,„ регулятора находится в пределах заданного диапазона давлений т. е, пока Р 1, а Р 1,1к Р, выход Рк1 индикатора 10 зоны имеет значение логического нуля (РК„ =0). В первом реле 3 переключения нормально открытое сопло открыто. Выход сумматора 1 через переменный настраиваемый дроссель

2 и верхнее открытое сопло первого реле 3 переключения соединен с емкостью 4. Регулятор реализует заданный пропорционально-интегральный закон с линейной статической характеристикой.

Когда выходной сигнал регулятора

Р,„, изменяясь, становится больше верхнего граничного уровня Рв, на выходе P, и выходе Рк элемента 11 сравнения в индикаторе 10 зоны формируются сигналы логической единицы (Р„=1, Р„=1), реле 3 и 6 переключаются и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад давления -Д. В результате давление в емкости 4 и в плюсовой камере сумматора 1 уменьшается с постоянной скоростью, величина которой зависит от

Если выходное давление пропорционального звена Р ы больше давления на исполнительном механизме PH„, то на выходах Р „1 и Р индикатора 10 зоны формируются единичные сигналы (Р„=1 и P =1) . Геле 3 и 6 переключаются и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад давлений -А. Аналогично описанному процессу уменьшается давление в емкости

4 и на выходе пропорционального звеРры„до уровн Рим

Аналогично, если Р,„ меньше Pä единичный сигнал возникает только на выходе P индикатора зоны (Г,, =1, Р =О). Переключается первое реле 3 и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со сдвигом создается положительный перепад давлений +А..

Давление увеличивается в емкости 4 и на выходе пропорционального звена

9 Р до уровня Р,„„,. проводимости дросселя 5 и вел:1чины сдвига повторителя 7. Уменьшение давления в емкости 4 — выходного сигнала интегрального звена — приводит к

5 уменьшению выходного давления регулятора до уровня Р .

Когда же выходной сигнал, изменяясь, становится меньше нижнего граничного уровня Р н, единичный сигнал возникает только на выходе Г,„ индикатора зоны (Р„ =1, Г„ =О), первое реле 3 переключается и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со сдвигом создается положительный перепад давления +Д. В результате давление в емкости 4 увеличивается с постоянной скоростью, величина которой также зависит только От иро1олимости

20 дросселя 5 и величины сдвига повторителя 8 . Увеличение давле1и1» в емкости 4 интегральиОГО звена привод11т к увеличению выходного давлеги1я регулятора до уровня Г .

25 В режиме дистанииоги1ого управления подается команда P „, равная единице (1,4 кг/см ), вследствие чего переключаются реле 15-17, Управление исполнительным механизмом осуществляется от канала дистанционного управления Р ч . Давление канала

Р через открытые (с помощью Гкам и пневматической кнопки 18) сопла реле 15 и 16 поступает в минусовые камеры элементов 11 и 12 сравнения.

1619230

Р» результате при нажатии пневматической кнопки 18 в режиме дистанционного управления (P =1) после истеКом чения некоторого времени происходит непрерывное переключение (режим переключений) реле 3 и 6. Вследствие этого выход пропорционального звена Р,„ удерживается на уровне Р „„, т.е. давление Р „ следит за давлением в вы10 ходной линии Р„ регулятора.

Таким образом, переход на режим автоматического управления даже при неравенстве регулируемой величины

Р1, ее заданному значению Р . осуществляется без скачка давления в выходной линии P регулятора.

При работе в автоматическом режиме управления (Р„ =О), если возникла необходимость йзменить выходной сигнал регулятора, например, уменьшить, подается команда Р„, равная единице (1,4 кг/см ), во второй корректирующий канал (команда "Меньше"). По этой команде появляются еди- 25 ничные сигналы на выходе Р„ элемента

11 сравнения и на выходе Р 1 в индикаторе 10 зоны (Р, =1, Р =11, реле

3 и 6 переключаются и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со 30 сдвигом создается отрицательный перепад давлений - . В результате давление в емкости 4 и в плюсовой камере сумматора 1 уменьшается с постоянной скоростью, величина которой зависит от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 7. Уменьшение дав- . ления в емкости 4 — выходного сигнала интегрального звена — приводит к уменьшению выходного давления регулятора до требуемого значения. После этого команда снимается (Р„ =О), для чего переключатель 20 переводится в среднее (нейтральное) положение.

Если же необходимо увеличить выходное давление РИЧ Ре В переключатель

20 переводится в положение "Больше", При этом подается давление питания в первый корректирующий канал Р,ц „ которое через элемент ИЛИ 19 переключает первое реле 3, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со сдвигом создается положительный перепад давления + ° В результате давление в емкости 4 увеличивается с постоянной скоростью, величина которой также зависит только от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 8. Увеличение давления в емкости 4 интегрального звена приводит к увеличению выходного,цавления регулятора. Когда выходное давление регулятора достигает требуемого значения, снимают команду "Боль1пе", для чего переключатель 20 переводят в среднее (нейтральное) положение. При этом давление из первого корректирующего канала РKop < сбрасывается (Póîð 1 =

=0 кг/cM ), а регулятор продолжает реализацию ПИ-закона в пределах заданного диапазона давлений.

У регулятора появляется возможность оперативной коррекции (в режиме автоматического управления — без перевода системы регулирования на дистанционное управление) выходного сигнала регулятора. Это расширяет функциональные возможности регулятора, Причем, путем подачи командных сигHBJIoB Pêîð.t H Ркор. можно КорррКТНро вать выходной сигнал регулятора при переходе на режим автоматического управления, например устранять скачки давления в выходной линии F регу< лятора. Кроме того, сигналы Рщ и

P о можно подавать от автоматического логичес:<ого устройства, выходы которого могут подаваться сразу на несколько регуляторов. Такое оперативное вмепательство в работу регулятора (и особенно регуляторов) при различных возмущениях технологического режима, т.е. подача упреждающих воздействий на исполнительные механизмы (если о нарушениях технологического процесса известно заранее или еще до начала изменения регулируемых параметров), позволяет повысить,цинамическую точность процесса регулирования, расширить область применения регулятора.

@ о р м у л а и з о б р е т е н и я

Пневматический регулятор по авт. св. Р 1040466, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в нем установлен логический элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющей камерой первого реле переключения, один вход †. с выходом индикатора зоны, другой вход— с первым корректирующим каналом регулятора, а второй корректирующий канал подключен к одному из сопл первого элемента сравнения в индикаторной зоне.