Пневматический регулятор

 

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации, а именно к пневматическим регуляторам, и может быть использовано при стабилизации параметров колебательных систем в нефтегазодобывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности . Цель изобретения - улучшение качества регулирования. В регуляторе выход сумматора 1 связан с входом дроссельного делителя 12, один из входов блока 7 формирования переключающего сигнала соединен с выходом регулятора . В регуляторе улучшены динамические свойства и качество регулирования . 1 ил.а

0% (1И ($1)5 Г. 05 В 11/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

N k e TO PCHOMY СЗИДВТВ:ВАВУ (21) 4600989/24 (22) 01.1 1.88 (46) 23.04.91. Бюл. Р 15 (71) Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегазавтомат" (72) К.А. Рустамов (53) 621.525(088,8) (56) Ибрагимов Н.А. и др. Элементы и системы пневмоавтоматики. — Высшая школа, 1975, с. 332, рис, 11-14. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к техническим средствам автоматизации, а именно к пневматическим регуляторам, и может быть использовано при стабилизации параметров колебательных систем в нефтегазодобывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — улучшение качества регулирования. В регуляторе выход сумматора 1 связан с входом дроссельного делителя 12, один из входов блока 7 формирования переключающего сигнала соединен с выходом регулятора. В регуляторе улучшены динамические свойства и качество регулирования. 1 ил.

f644087

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации, а именно к пневматическим регуляторам, и может быть использовано при стабилизации параметров колебательных систем в неф5 те газодобывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — улучшение качества регулирования. 10

На чертеже представлена принципиальная схема регулятора.

Регулятор содержит сумматор 1 из элемента сравнения, инвертирующий усилитель 2 по давлению, усилитель 3 мощности, узел 4 задержки на такт, скомпонованный из узлов 5 и 6 памяти, блок 7 формирования переключающего сигнала, скомпонованный из элемента

8 выделения максимального сигнала, дифференциатора с релейным выходом, состоящего из емкости 9, дросселя 10, элемента 11 сравнения. В усилитель 2 входит также дроссельный делитель 12.

Первые минусовые и плюсовые камеры сумматора 1 связаны с каналами регулируемой переменной Р и задания

Р, а выход — с отрицательной камерой усилителя 2 давления, выход которого через усилитель 3 мощности связан с выходным каналом регулятора Р и нижним соплом первого узла 5 памяти

I узла 4 задержки на такт 4, выход первого узла 5 памяти через повторитель подается на верхнее сопло второго узла памяти, выход P д которого через повторитель связан с положительной камерой сумматора 1, выход которого связан с одним из входов элемента

8 выделения максимального сигнала, . другой вход которого связан с выходом усилителя 2 давления, а выход - через дроссель 10, емкость 9 и на прямую с выходами элемента 11 сравнения, выход

7 формирования переключающего сигна- 45 ла подключен к управляющим входам узлов 5 и 6 памяти.

В регуляторе Фернера (прототип) компенсирукиций сигнал Р> формируется на основании суммы дискретных значений х (ш) ошибки рассогласования х, соответствующей моментам приближения регулируемого параметра к заданному значению, т.е. моментам перехода фазовой траектории от области с хх О в область с хх (О. Для осуществления такого перехода переходный процесс при действии скачкообразного возмущения должен быть колебательным.

Недостаток регулятора Фернера заключается в следующем, В области хх (О (т.е. при приближении к заданной точке) пропорциональная составляющая К х закона регулирования Фернера при хх )О, К х

Р К х (m)

Ю 4

К х+(и+1) при хх (О, отключается. При этом амплитуда сигнала регулирования снижается, что отрицательно сказывается на быстродействии системы.

Формирование компенсирующего curt Ф нала Р =К„ х (m) на основание х (т)

N=t не обеспечивает быструю сходимость переходного процесса к заданному значению, так как даже в первом такте обеспечивание путем надлежащего выбо-, ра К „ полной компенсации, т.е.

f-Ê„õ (1) = 0, Указанный переход с ненулевым значением x(m) имеет место только при воздействии на объект скачкообразного возмущения. При импульсном возмущении такой переход осуществляется на оси ординат ох, на которой x(m)=0; и по этой причине компенсирующий сигнал Р без надобности не формируется, что не спасает положения, поскольку в последующих тактах Р снова начинает формироваться.

В случае действия на систему в качестве возмущения единичного импульса, который вызывает отклонение системы, не порождая при этом статическую ошибку, компенсирующий сигнал Р начинает формироваться; тогда как в этом случае P должна быть постоянYI ной. Это обстоятельство приводит к ! черезмерной колебательности ч уменьшению быстродействия системы.

В регуляторе пропорциональная составляющая К х закона регулирования

h действует постоянно, а дискретные значения х(т), предназначенные для формирования сигнала компенсации, фиксируются в момент удаления регулируемого параметра от заданного значения, т.е. при переходе фазовой траектории от области с хх (0 в область хх > О (противоположна алгоритму Фернера).

1 1

5 1644087 существенно улучшает динамические пороваться, поскольку переход от области с хх (0 в область с хх ) 0 происходит на оси ох, на которой х(ш)

= О, m ) 1. Указанное свойство существенно улучшает характеристики переход-15 ного процесса по отношению к алгоритму Фернера.

Регулятор работает следующим образом.

В соответствии со схемой включения 20 выходные сигналы сумматора 1 и усилителя 2 давления описываются выражениями место в момент возказатели системы. никновения сигнала

В случае скачкообразного возмуще- . Р „ = 1, т.е. в мо-, ния, если путем соответствующего выбо- мент удаления регура коэффициента усиления К в первом лируемоrî napaметтакте обеспечить полную компенсацию, ра Р от заданного т.е. f-K х (1) = О, то в последующих значения Р .

11 тактах в отличие от алгоритма Фернера Следовательно, выходной сигнал сигнал компенсации не будет форми- 10 регулятора равен

ll

Р = P = К„x+ К„, x(m).

Na l

При управлении колебательных систем регулятор в зависимости от типа возмущения (единичный импульс или единичный скачок) осуществляет самонастройку компенсирующего сигнала

»1

Р = К > х(ш). При единичном импульс

rn-I

Р =Р—.х

H и

Р =Кх+Р, »

d jxI

Р= spn(— --), dt

Согласно схеме включения при Р =1 узел 5 памяти работает в режиме запоминания, а узел б памяти — в режиме повторения входного сигнала К х, а ,при Р = 0 — наоборот. При этом на выходе узла задержки формируется сигнал компенсации

И

P = К x(m)

"М= где x(m) = const — значение сигнала ошибки, имеющее

Пневматический регулятор, содержа50 щий сумматор, первые плюсовая и мину.совая камеры которого соединены с ка налами задания и регулируемого параметра, инвертирующий усилитель по давлению, выполненный на основе эле55 мента сравнения и дроссельного делителя в канале отрицательной обратной связи, узел задержки на такт и блок .формирования переключающего сигнала, один из входов которого связан с выгде х = Р "- Р -„- сигнал ошибки

ЪЭ

У

К вЂ” коэффициент усилеП ния — параметр настройки.

Блок 7 формирования переключающего

1 сигнала выполняет операцию P =sgn(xx)

1( а Ixt в виде Р = sgn(- — -). На выходе эле- 1(dt мента 8 выделения максимума на основании поступающих сигналов Р» и Р

I формируется сигнал Р = К х или

Р = 1х . )gagee Р поступает на дифференциатор с релейным выходом, на выходе которого индицируется знак

d$x) т.е. се компенсирукиций сигнал не формируется и равняется своему значению до возникновения этого возмущения.

В этом случае регулятор работает как обычный (линейный) ПИ-регулятор.

При воздействии в виде единичного скачка, котарьй вызывает статическую ошибку, компенсируниций сигнал Рп

30 начинает Формироваться по описанному. алгоритму.

Таким образом, указанная зависимость компенсирующего сигнала от ти ца возмущения значительно улучшает

35 динамические свойства системы регулирования по сравнению с регулятором

Фернера (прототип) и ПИ-регулятором, в K07ophIx сигнал компенсации формируется при любом типе возмущенчя, выэы" ф0 вающем отклонение системы от положения равновесия. Кроме того, в предложенном регуляторе не используется клапан, что.повышает его надежность.

Регулятор реализован на серийных 5 узлах и элементах и подготовлен к llpoмышленному использованию.

Формула и з о б р е т е н и я

1644087

Составитель И. Яковенко

Текред М,Дидык Корректор A. Обручар

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 1239 Тираж 478 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 ходными каналами сумматора, подключенного выходом к управляющим входам узла задержки на такт, вход которого соединен с выходами регулятора, а

5 выход подключен к второй плюсовой камере сумматора и единичному входу инвертирующего усилителя давления, о т- . л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, выход сумматора связан с входом дроссельного делителя инвертирующего усилителя давления, а другой вход блока формирования переключающего сигнала соединен с выходом регулятора.