Устройство для регулирования расхода

 

Изобретение относится к автоматике, в частности к регулированию расхода текущей среды. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для регулирования расхода, содержащее расходомер 2, соединенный с ним первый элемент задержки 9, выход которого связан с вторым элементом задержки 13 и первым запоминающим элементом 7, вход которого соединен со счетчиком, связанным с блоком задания 4 и вторым элементом задержки 13, а также формирователь 15 управляющего сигнала, подключенный к исполнительному механизму 3, введен второй запоминающий элемент 8, последовательно соединенный с ним триггер 14 и электронный ключ 6, связанный с блоком задания 4 и счетчиком 5. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство, содержащее импульсный генератор, подключенный к блоку задания коэффициентов соотношения параметров, и каналы регулирования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика расхода, схемы антисовпадения, подключенной вторым входом к блоку задания, реверсивного счетчика на триггерах, выход триггера последнего разряда реверсивного счетчика подключен к управляющему входу электронного ключа, вход которого соединен с источником питания, а выход через преобразователь с регулирующим клапаном. Это устройство имеет достаточно высокую статическую точность, но невысокое качество регулирования.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для регулирования расхода жидкости, содержащее расходомер, последовательно соединенные генератор импульсов, блок задания и счетчик импульсов, а также последовательно соединенные формирователь управляющего сигнала и исполнительный орган, блок памяти и последовательно соединенные синхронизатор, первый и второй элементы задержки, причем первый вход синхронизатора подключен к выходу расходомера, а второй вход к выходу генератора импульсов, выход первого элемента задержки соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом счетчика импульсов и с вторым входом блока задания, а выход с входом формирователя управляющего сигнала, выход второго элемента задержки подключен к второму входу счетчика импульсов.

Устройство имеет недостаточно четкую синхронизацию, а также вырабатывает не полную информацию об ошибке рассогласования, что снижает точность регулирования расхода.

Цель изобретения повышение точности регулирования расхода и повышение четкости синхронизации.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее расходомер, установленный в трубопроводе, соединенный с ним первый элемент задержки, выход которого связан с вторым элементом задержки и первым блоком памяти, вход которого соединен со счетчиком, связанным с блоком задания и вторым элементом, а также формирователь управляющего сигнала, подключенный к исполнительному механизму, дополнительно введены второй блок памяти, последовательно соединенные с ним триггер и электронный ключ, связанный с блоком задания и счетчиком, причем выход второго элемента задержки подключен к второму входу триггера, а второй блок памяти соединен с выходом первого элемента задержки и тремя дешифраторами, связанными также с выходом первого блока памяти и формирователем управляющего сигнала.

Запуск блока задания в известном устройстве осуществляется от генератора стабильной частоты, который синхронизирует также прохождение импульсов расходомера на первый элемент задержки. Но частота с выхода расходомера переменная величина, поэтому момент совпадения импульсов с генератора и расходомера неопределенный. В предлагаемом устройстве запуск блока задания осуществляется непосредственно импульсами с выхода расходомера, которые идут и на вход первого элемента задержки, что устраняет неопределенность в синхронизации работы устройства.

Кроме того, в известном устройстве анализируется только состояние старшего разряда счетчика. Может быть только два случая: старший разряд в "0", что означает, что заданный расход меньше реального и старший разряд в "1", что означает, что заданный расход равен реальному. Но отсутствует информация о превышении заданного расхода над реальным. Это ограничивает возможности регулирования и снижает точность поддержания заданного расхода. Для устранения этого недостатка после прекращения поступления импульсов на вход счетчика при единичном состоянии старшего разряда разрешается прохождение импульсов с блока задания через электронный ключ на установочный вход триггера, информация с которого записывается во второй блок памяти одновременно с записью информации о старшем разряде счетчика в первый блок памяти. Двухразрядный код с выходов первого и второго блоков памяти поступает на три дешифратора, на выходах которых присутствуют сигналы при трех состояниях: "00" заданный расход меньше реального; "01" заданный расход равен реальному; "11" заданный расход больше реального.

Сигналы с дешифратов поступают на вход формирователя управляющего сигнала, который так управляет исполнительным механизм, что двухразрядный код стремится к состоянию "01". Таким образом, за счет увеличения информации об ошибке рассогласования увеличивается точность регулирования.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит установленные на трубопроводе 1 расходомер 2 и исполнительный механизм 3, блок задания 4, связанный со счетчиком 5, расходомером и электронным ключом 66, первый запоминающий элемент (блок памяти) 7, соединенный со вторым запоминающим элементом (блоком памяти) 8, первым элементом задержки 9 и тремя дешифраторами 10, 11, 12, второй элемент задержки 13, связанный со счетчиком и триггером 14, который соединен также с электронным ключом и вторым блоком памяти, формирователь управляющего сигнала 15, соединенный с дешифраторами и исполнительным механизмом.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы частоты f поступают с расходомера на вход первого элемента задержки 9 и на вход блока задания 4, который может представлять собой генератор заданной частоты f_з с электронным ключом на выходе.

Первый импульс с расходомера является пусковым. Пройдя элемент задержки 9, он запишет в блоках 7 и 8 неопределенный код ("00", "01" или "11"). Этот же импульс разрешит прохождение импульсов частоты f_з на вход счетчика 5, а на вход электронного ключа 6 импульсы с 4-го идут постоянно. Разрядность счетчика 5 равна n. Задаваемая частота в блоке 4, соответствующая максимальному расходу в 2^n-1, больше частоты с расходомера 2 при максимальном расходе. При линейной характеристике расходомера можно записать, что при идеальном регулировании должно соблюдаться равенство f_з 2^n-1 f, т.е. Т 2^n-1 Т_з, где Т период частоты f; Т_з период частоты f_з.

Задержанный на элементе задержки 13 на время t < Т_{з min} первый импульс сбросит в ноль счетчик 5 и триггер 14. С этого момента начнется заполнение счетчика 5 импульсами частоты f_з.

В момент прихода второго импульса на входы управления блоков 7 и 8 возможны три случая.

1. Старший разряд счетчика 5 в состоянии логического "0". В этом случае в блок 7 запишется "0". Но в этом случае и триггер 14 находится в нулевом состоянии, так как прохождение импульсов с блока 4 на установочный вход триггера 14 через электронный ключ 6 разрешено только при единичном состоянии старшего разряда счетчика 5. Таким образом на входы дешифраторов поступит код "00" что говорит о том, что Q^з<Q.

з Q.

3. Если период следования импульсов с расходомера Т > 2^n-1Т_з, то триггер 14 успеет установиться в "1" и тогда на вход дешифраторов поступит код "11", что говорит о том, что Q_з > Q.

На выходах дешифраторов 10, 11 и 12 появляются положительные потенциалы при входных кодах соответственно "00", "01" и "11". Формирователь управляющего сигнала 15 направляет движение исполнительного механизма так, чтобы уменьшить ошибку рассогласования, т.е. получить код "01".

Блок 15 может быть релейного типа, когда направление движения исполнительного механизма регулируется подачей положительного потенциала с дешифраторов 10 или 12. При положительном потенциале на выходе дешифратора 11 исполнительный механизм стоит на месте.

Устройство позволяет получить полную информацию об ошибке рассогласования и точнее поддерживать заданную величину расхода.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА, содержащее расходомер, соединенный с первым элементом задержки, выход которого соединен с входом второго элемента задержки и с первым входом первого запоминающего элемента, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика, соединенным также с первым входом блока задания, первый выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, а также формирователь управляющего сигнала, подключенный к исполнительному механизму, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные электронный ключ, триггер и второй запоминающий элементт и три дешифратора, причем первый вход электронного ключа соединен с вторым выходом блока задания, второй вход с выходом старшего разряда счетчика, второй вход триггера соединен с выходом второго элемента задержки, второй вход второго запоминающего элемента соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с вторым входом блока задания, первый и вторые входы дешифраторов связаны с выходами соответственно первого и второго запоминающих элементов, а выходы дешифраторов соответственно с первым, вторым и третьим входами формирователя управляющего сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1