Пневматический пропорционально-интегральный регулятор

 

Изобретение относится к приборостроению , а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических процессов. Целью изобретения является расширение функциональных возможно 8 стей путем коррекции выходного сигнала и повышение точности регулирования. В предлагаемом регуляторе дополнительно установлены четвертый 15 и пятый 16 переключающие клапаны и четвертый постоянный дроссель 14, через который емкость 2 подключена к выходам клапанов 15 и 16, управляющие камеры которых подключены соответственно к первому и второму корректирующим каналам регулятора, вход клапана 15 соединен с каналом питания, вход клапана 16 соединен с атмосферой. Пневматический пропорционально-интегральный регулятор может найти широкое применение в химической, нефтехимической , машиностроительной и других отраслях промышленности, где необходимо регулирование технологических параметров . 1 ил. Ё ком Os ЧЭ 00 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 В 11/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1246051 (21) 4788806/24 (22) 05.02.90 (46) 15.11.91, Бюл. № 42 (71) Тульский политехнический институт

{72) B,È.Áàæåíîâ, А.И.Бирман, А.А.Говоров, В.В.Подсевалов, Н,Н.Сергиенко и А.А.Фролов (53) 621.525{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1246051, кл. G 05 В 11/58, 1975. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических . процессов. Целью изобретения является расширение функциональных возможно,, Я2„„16у1818 А2 стей путем коррекции выходного сигнала и повышение точности регулирования. В предлагаемом регуляторе дополнительно установлены четвертый 15 и пятый 16 переключающие клапаны и четвертый постоянный дроссель 14, через который емкость 2 подключена к выходам клапанов 15 и 16, управляющие камеры которых подключены соответственно к первому и второму корректирующим каналам регулятора, вход клапана 15 соединен с каналом питания, вход клапана 16 соединен с атмосферой.

Пневматический пропорционально-интегральный регулятор может найти широкое применение в химической, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности, где необходимо регулирование технологических параметров. 1 ил.

1691818

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров; давления, температуры, влажности и т.д„и является дополнительным к авт,св. М 1246051.

По основному авт.св, N. 1246051 известен пневматический пропорционально-интегральный регулятор, содержащий пропорциональное звено, емкость и переменный дроссель настройки времени иэодрома, многомембранный элемент

:сравнения с первым постоянным дросселем на входе в его первую плюсовую камеру и три переключающих клапана, управляющие камеры которых соединены с каналом Ко мандного сигнала, входы пропорционального звена соединены с входными каналами задания и параметра, а выход его через первый переключающий клапан подключен к выходному каналу, через переменный дроссель — к емкости и единичному входу пропорционального звена, выход которого также подключен к первой минусовой камере многомембранного элемента сравнения, выход которого соединен с его другой минусовой камерой и входом второго переключающего клапана, с другой плюсовой камерой элемента сравнения соединен выход третьего переключающего клапана, один вход которого подключен к выходному каналу регулятора, другой вход первого переключающего клапана подключен к каналудистанцианного управления, а также задатчик опорного давления, второй и третий постоянные дроссели и два встречно включенных и параллельно установленных пневматических диода со сдвигом, выходы которых подключены к емкости и первому постоянному дросселю, а входы диодов через второй постоянный дроссель соединены с первым выходом второго переключающего клапана, другой выход которого через третий постоянный дроссель подключен также к емкости, а задатчик опорного давления подключен к другому входу третьего переключающего клапана.

Однако отсутствие возможнос и оперативного (без перехода на режим дистанционного управления) изменения выходного сигнала регулятора по команде, например от оператора, снижает функциональные возможности регулятора, не позволяет производить коррекцию положения исполнительного механизма системы регулирования в режиме автоматического управления, т,е. в регуляторе отсутствует режим коррекции. Такая необходимость оперативного вмешательства в работу регулятора возникает при различных нарушениях технологи10

55 ческого режима, особенно, если об этих нарушениях заранее стало известно оператору (например, при проведении плановых ремонтных профилактических мероприятий), Это снижает динамическую точность процесса регулирования.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем коррекции выходного сигнала и повышение точности регулятора

Поставленная цель достигается тем. что в известном пневматическом пропорционально-интегральном регуляторе дополнительно установлены четвертый и пятый переключающие клапаны и четвертый постоянный дроссель, через который емкость подключена к выходам четвертого и пятого переключающих клапанов, управляющие камеры которых подключены соответственно к первому и второму корректирующим каналам регулятора, вход четвертага переключающего клапана соединен с каналом питания, вход пятого переключающего клапана соединен с атмосферой, На чертеже приведена принципиальная схема предложенного регулятора, Регулятор содержит пропорциональное звено 1, емкость 2, переменный дроссель 3, многомембранный элемент 4 сравнения, первый, второй и третий переключающие клапаны 5 — 7, первый, второй и третий постоянные дроссели 8 — 10, два встречно включенных и параллельно установленных диода 11 и 12 са сдвигами, задатчик 13 опорного давления Р>п, а также четвертый постоянный дроссель 14, четвертый и пятый переключающие клапаны 15 и 16 и две пневматические кнопки "Больше" 17 и "Меньше"

18.

Входы пропорционального звена 1 соединены с входными каналами задания Рз и параметра Рл, выход его Рвах через переключающий клапан 5 соединен с выходным каналом Р (исполнительный механизм) регулятора и одним входом третьего переключающего клапана 7, другой вход которого подключен к задатчику 13 опорного давления Роп. Другой вход первого переключающего клапана 5 может быть подключен к каналу Рду дистанционного управления.

Выход Ро многомембранного элемента 4 сравнения через второй переключающий клапан 6, второй постоянный драссель 9 и диады

11, 12 соединен с емкостью 2, единичным входом пропорционального звена 1, через первый постоянный дроссель 8 — с первой плюсовой камерой элемента сравнения 4 и через третий постоянный драссель 10 — с другим выходом второго переключающего клапана 6. Выход Р х пропорционального

1691818 звена 1 подключен также к первой минусовой камере элемента 4 сравнения, а через переменный дроссель 3 — к емкости 2, Другой плюсовой вход элемента 4 сравнения подключен к выходу третьего переключающего клапана 7, Управляющие камеры переключающих клапанов 5 — 7 соединены с

КаНаЛОМ Рхрм КОМаНДНОГО СИГНаЛа. УПРаВЛЯющая камера четвертого переключающего клапана 15 подключена к первому корректирующему каналу Рх1, управляющая камера пятого клапана 16 — к второму корректирующему каналу Рхг.

Выходы четвертого и пятого переключающих клапанов 15, 16 соединены вместе и через четвертый постоянный дроссель 14 подключены к емкости 2, Вход четвертого переключающего клапана 15 соединен с каналом питания, вход пятого клапана 16 — с атмосферой, Корректирующие сигналы каналом Рх1 и P z снимаются соответственно с выходов пневматических кнопок 17 "Больше" и 18 "Меньше", входы кнопок 17, 18 соединены с каналом питания, Регулятор работает следующим образом

Предварительно задатчиком 13 устанавливают опорное давление Ррр, а на диодах 11 и 12 выставляются положительные сдвиги А, и Ьв.(A ) О, he ) О), равные =Po Р,и Лв,=Pe Ррр,.гдеРниРв— нижнее и верхнее значения заданного диапазона изменения выходного сигнала Рвых пропорционального звена 1, Значение опорного давления выбирается внутри заданного диапазона изменений Рвых. Если

Po, = (Рн + Рв)/2, то сдвиги на диодах будут одинаковыми; Ьн = Ьв (Pe — PH)/2.

В режиме автоматического управления в корректирующих каналах сигналы Рх1 и

P

9 поступает на входы диодов 11, 12. Оба диода 11, 12 закрыты при выполнении условия Р Рвых Рв, т.е. пока выходной сигнал Р»х изменяется внутри заданного диапазона, регулятор работает в линейном режиме и реализует стандартный пропорционально-интегральный закон регулирования.

В режиме дистанционного управления подается командный сигнал Р, равный единице (140 кПа), вследствие чего переключаются клапаны 5 — 7. Управление исполнительным механизмом осуществляется от канала дистанционного управления Рду, Давление канала Рду через переключающий клапан 7 поступает в плюсовую камеру элемента 4 сравнения, выход которого через переключающийся клапан 6 и третий посто- янный дроссель 10 ф0,5 мм) теперь подключен к емкости 2. Таким образом, на базе элементов 2, 4, 6, 8 и 10 набирается интегральное звено, в качестве регулируемой переменой к которому подается выходной сигнал Р»х пропорционального звена 1. а в

Если выходной сигнал Рвых, изменяясь, становится больше верхнего граничного уровня Р,, давление Р, на выходе элемента

4 сравнения уменьшается, а диод 12 пере5 ходит в проводящее состояние (открывается), Действительно, диод 12 открывается, если в статическом режиме давление Р„в емкости 2 становится больше суммы давлений Рр на выходе элемента 4 сравнения и

10 усилия Лв пружины диода, т.е.

Р>Р-Л., (1)

ГДЕ Pp Pv+ Ррп Рвых (В СтатИЧЕСКОМ РЕЖИ

<е) а A =- Рв — Ррп, тогда выражение (1) перепишется в виде:

Pv > Pv+ Ррр Рвых+ Pe Pop или

Pv > Pv — Рвых + Рв, или

0 > Рвых + Рв, т.е Рвых > Рв.

2О Таким образом, условие (1) эквивалентно условию P»> > Pe, при выполнении которого открывается диод 12. Благодаря этому начинается уменьшение давления в емкости

2 и, соответственно, выходного сигнала Рвых до восстановления равенства Рвых = Рв.

Аналогично при уменьшении выходного сигнала Рвых ниже граничного значения Рн давление Рр на выходе элемента 4 сравнения увеличивается, а сопло диода 11 открывается. В результате давление в емкости 2 и сигнал Рвых на выходе пропорционального звена 1 увеличивается до выполнения услоBMR Рвых = Рн.

В отличие от известных регуляторов процесс ограничения выходного сигнала не сопровождается автоколебаниями, так как элемент 4 сравнения реализует операцию непрерывного суммирования. Кроме того, для улучшения динамики процесса ограни чения выходного сигнала установлены первый 8 и второй 9 постоянные дроссели ( ф0,18 и 0,32 мм).

1691818

Составитель В.Баженов

Техред M.MoðãåíTàë Корректор M.Äåì÷èê

Редактор M.Êåëåìåø

Заказ 3928 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 качестве задания — давление канала дистанционного управления Рду, Интегральное звено, набранное на элементах 2, 4, б, 8, и 10, изменяет давление Р> в емкости 2 до выполнения условия Рвых = 5 =Рим, т,е. давление Рвых следит за давлением в выходном канале Ри„регулятора. Таким образом, переход на режим автоматического управления осуществляется беэ скачка давления в выходном канале Р регулятора 10 даже при неравенстве регулируемой величины Рп ее заданному значению Р>.

При работе в автоматическом режиме управления (Pvo = О), если возникла необходимость изменить выходной сигнал регу- 15 лятора, например увеличить, подается команда Р„1, равная единице {140 кПа — давление питания), в первый корректирующий канал (команда "Больше" ). По этой команде открывается четвертый клапан 15. и емкость 20

2 через четвертый посто нный дроссель 14 соединяется с каналом питания, Давление в емкости 2 и на сдиничном входе пропорционального звена 1 увеличивается со скоростью, величина которой зависит от 25 проводимости дросселя 14. Увеличение давления в емкости 2 — выходного сигнала интегрального звена — приводит к увеличению выходного давления регулятора. Когда выходное давление регулятора достигнет тре- 30 буемого значения, следует снять команду

"Больше", для чего кнопка 17 отпускается, переключающий клапан 15 закрывается, а регулятор продол>кает реалиэаци,о ПИ-закона в пределах заданного диапазона дав- 35 лений, Аналогично, если необходимо уменьшить выходное давление регулятора, подается команда "Меньше", для чего нажимается кнопка 18, При этом в коррек- 40 тирующий канал Рк2 подается давление питания, которое открывает клапан 16.

Емкость 2 через дроссель 14 соединяется с атмосферой, и давление в емкости уменьшается, а значит, уменьшается и выходное дав- 45 ление регулятора. Когда выход регулятора уменьшится до требуемого значения, кнопка 18 отпускается, давление из канала Р,р сбрасывается, а регулятор продолжает реа50 лиэацию требуемого закона управления в пределах заданного диапазона давлений.

В отличие от базового регулятора при использовании предлагаемой схемы появляется возможность оперативной коррекции (в режиме автоматического управления— без перевода системы регулирования на дистанционное управление) выходного сигнала регулятора, Это расширяетфункциональные возможности регулятора. Причем

ПутЕМ ПОдаЧИ КОМаНдНЫХ СИГНаЛОВ Рк1 И Рк2 можно корректировать выходной сигнал регулятора при переходе на режим автоматического управления, например устранять скачки давления в выходной линии Рим регулятора. Кроме того, сигналы P„1, Рк2 можно подавать от автоматического логического устройства, выходы которого могут подаваться сразу на несколько предлагаемых регуляторов. Такое оперативное вмешательство в работу регулятора (и особенно регуляторов) при различных возмущениях технологического режима, т.е. подача упреждающих воздействий на исгюлнительные механизмы (если о нарушениях технологического процесса известно заранее или еще до начала изменения регулируемых параметров),позволяет повысить динамическую точность процесса регулирования, расширить область применения регулятора.

Формула изобретения

Пневматический пропорционально-интегральный регулятор по авт,ca. M 1246051, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем коррекции выходного сигнала в автоматическом режиме и повышения точности, в нем дополнительно установлены четвертый и пятый переключающие клапаны и четвертый постоянный дроссель. через который емкость подключена к выходам четвертого и пятого переключающих клапанов, управляющие камеры которых подключены соответственно к первому и второму о корректирующим каналам регулятора, вход четвертого переключающего клапана соединен с каналом питания, вход пятого переключающего клапана — с атмосферой.

Пневматический пропорционально-интегральный регулятор Пневматический пропорционально-интегральный регулятор Пневматический пропорционально-интегральный регулятор Пневматический пропорционально-интегральный регулятор 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтепереработки

Изобретение относится к пневматическим устройствам управления и регулирования технологическими процессами

Изобретение относится к пневматическим системам регулирования и может быть использовано при автоматизации процессов в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности

Изобретение относится к пневматическим системам и предназначено для автоматического управления последовательным срабатыванием двух пневмоцилиндров или двух групп пневмоцилиндров

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации, а именно к пневматическим системам регулирования соотношения расходов, и может быть использовано при автоматизации технологических процессов в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности

Изобретение относится к пн евма- HnecKi M системам упраноте шя а именно к системам управления работ-ми ме- xaннзмa aI станков

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и может бытн использовано в АСУ ТП нефтеперерабатывающих и химических производств

Изобретение относится к технике автоматизации производственных процессов , технологические параметры которых контролируются датчиками с пневматическим выходным сигналом, и может использоваться в различных областях промышленности, в частности в газовой, для управления насосными установками замещения

Изобретение относится к пневматическим системам управления

Изобретение относится к устройствам управления и ввода данных, а именно к устройству, использующему в качестве данных, получаемых от пользователя, положение рук на манипуляторе

Изобретение относится к нефтепереработке и может быть использовано в товарных цехах заводов при непрерывном смешении мазутов путем каскадного смешения набора нефтепродуктов, предварительно сформированных из отдельных компонентов

Изобретение относится к устройствам управления двухпозиционными пневмоприводами , например, используемыми с запорной армат/рой

Изобретение относится к области автоматического управления
Наверх