Способ электро-пневмо преобразования



Способ электро-пневмо преобразования
Способ электро-пневмо преобразования
Способ электро-пневмо преобразования

 


Владельцы патента RU 2568525:

Закрытое акционерное общество "Экоресурс" (RU)

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов с использованием средств пневмоавтоматики и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Способ реализуется в виде циклических действий при нормально закрытых подпитке воздуха в выходную линию и сбросе воздуха из этой линии в атмосферу. В начале каждого цикла осуществляют выдачу одиночного широтно-импульсного управляющего сигнала на кратковременное открытие подпитки или сброса. Ширину импульса управляющего сигнала определяют пропорционально найденному в конце предыдущего цикла значению ошибки с адаптацией коэффициентов пропорциональности. В результате повышается быстродействие электро-пневмо преобразования, снижается расход воздуха. 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов с использованием средств пневмоавтоматики и может быть использовано в различных отраслях промышленности и энергетики.

Уровень техники

Известен способ электропневматического дискретного преобразования, реализуемый предложенным устройством. Способ предусматривает дискретное управление питанием воздуха, сбросом воздуха в атмосферу и расходом на форсировку, сравнение выходного давления с номинальным, дифференцирование входного сигнала, включение подачи питания и отключение форсировки при несовпадении выходного давления с номинальным, включение сброса для приведения при необходимости выходного давления к атмосферному (Патент СССР 706582, 31.12.1979, F15C 3/00, G05B 11/44).

Данный способ используется для преобразования дискретных сигналов и не может работать с аналоговыми сигналами. Кроме того, схема построения преобразования не обеспечивает высокое быстродействие.

Известен также способ электропневматического преобразования, реализуемый устройством, содержащим электромагнит, мембранную головку, лежащую на мембране и имеющую соединенное с атмосферой верхнее выпускное седло клапана, закрывающее камеру выходного давления, и нижнее впускное седло клапана, закрывающее камеру давления питания. Способ предусматривает управление питанием воздуха в выходную линию и сбросом воздуха в атмосферу, сравнение выходного давления с требуемым при помощи мембраны с пружиной, осуществление механопневматического преобразования, учет температуры обмотки электромагнита (Патент РФ 2352974, 20.04.2009, G05D 16/00) (прототип).

Используемый в известном способе принцип преобразования предполагает непрерывный сброс воздуха, что приводит к значительному его расходу, а механопневматическое преобразование не обеспечивает достаточно высокое быстродействие.

Раскрытие изобретения

Цель изобретения - повышение быстродействия и снижение расхода воздуха. Указанная цель достигается тем, что, в отличие от известного технического решения, в предлагаемом способе преобразование реализуют в виде циклических действий при нормально закрытых подпитке воздуха в выходную линию и сбросе воздуха из этой линии в атмосферу, в конце каждого цикла измеряют с помощью АЦП фактическое давление в выходной линии и определяют значение ошибки преобразования и ее знак, в начале каждого цикла определяют ширину импульса управляющего сигнала пропорционально найденному в конце предыдущего цикла значению ошибки, после чего осуществляют выдачу одиночного широтно-импульсного управляющего сигнала на кратковременное открытие подпитки при положительном знаке ошибки или кратковременное открытие сброса при отрицательном знаке ошибки, причем коэффициенты пропорциональности в расчете ширины импульса корректируют в конце текущего цикла в зависимости от соотношения ошибки и разности фактических значений давления в текущем и предыдущем циклах.

Описание чертежей

Реализация и особенности предлагаемого способа иллюстрируются рисунками.

Фиг. 1. Структурная схема электро-пневмо преобразователя

Фиг. 2. Циклограмма работы электро-пневмо преобразователя

Осуществление изобретения

Применение пневматических технических средств, в частности различных исполнительных механизмов, широко распространено в промышленности. Структурная схема электро-пневмо преобразователя, реализующая предлагаемый способ, представлена на фиг. 1. Преобразователь содержит тактовый генератор 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, датчик 3 давления в выходной линии, блок сравнения 4, вычислительный блок 5, клапан 6 подпитки воздуха в выходную линию, клапан 7 сброса воздуха в атмосферу, формирователь импульсов 8 и блок коррекции 9.

Циклограмма работы преобразователя показана на фиг. 2.

Преобразователь, реализующий предлагаемый способ, работает следующим образом.

Тактовый генератор 1 формирует последовательность циклов работы преобразователя с задаваемым периодом T. В зависимости от конструкции преобразователя период может быть постоянным или корректируемым и составлять ориентировочно от десятых долей секунды до нескольких секунд.

В конце каждого цикла (i - номер цикла):

- определяется значение входного электрического сигнала Ui и с помощью АЦП 2 измеряется фактическое значение давления Pi в выходной линии по сигналу от датчика 3;

- с помощью блока 4 определяется ошибка преобразования:

В начале каждого цикла выполняются следующие действия:

- с помощью блока 5 определяется длительность импульса управляющего сигнала в зависимости от значения ошибки в предыдущем цикле, с учетом ограничений по чувствительности δогр:

а) если δi-1огр, то

где Mi=(1+mPi-1)M0;

б) если δi-1< - δогр, то

где Ni=[1+n(100-Pi-1)]N0;

в) если - δогр≤δi-1≤δогр, то выдача сигнала на клапаны в i-м цикле не производится;

- с помощью блока 8 импульс управляющего сигнала выдается на соответствующий клапан.

Коэффициенты m, M0, n, N0 выбираются в зависимости от проходного сечения и быстродействия клапанов 6 и 7, конструкции пневматических каналов преобразователя, других требований к преобразователю.

В конце каждого цикла, после определения значения δi, с помощью блока 9 производится корректировка коэффициента Ri (если в этом цикле включался клапан 6) или Si (если включался клапан 7):

- Для коэффициента:

в) если условия (4) и (5) не выполняются, коррекция коэффициента Ri, в данном цикле не производится.

- Аналогично производится корректировка коэффициента Si.

Проведенные испытания предлагаемого способа показали его работоспособность и эффективность. В связи со значительной инерционностью пневматической техники дискретная реализация способа обеспечивает аналоговое преобразование при наличии на выходе небольшого сглаживающего объема, который обычно присутствует в виде пневмотрассы, входной полости клапана или пнемопозиционера, и т.п.

Используемый принцип реализации способа проявляется в повышении быстродействия, особенно при больших амплитудах изменения входного сигнала. Способ предполагает нулевой расход воздуха в установившемся состоянии, что обеспечивает очень низкий суммарный расход воздуха. Внедрение предлагаемого способа в серийно выпускаемых ЗАО «Экоресурс» контроллерах серии БАЗИС® намечено на 2014-2015 годы.

Способ электро-пневмо преобразования путем двухпозиционного управления «открыто/закрыто» подпиткой воздуха в выходную линию и сбросом воздуха из этой линии в атмосферу, определения ошибки преобразования вычитанием фактического давления в выходной линии из требуемого, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия и снижения расхода воздуха, преобразование реализуют в виде циклических действий при нормально закрытых подпитке и сбросе, в конце каждого цикла измеряют с помощью АЦП фактическое давление в выходной линии и определяют значение ошибки преобразования и ее знак, в начале каждого цикла определяют ширину импульса управляющего сигнала пропорционально найденному в конце предыдущего цикла значению ошибки, после чего осуществляют выдачу одиночного широтно-импульсного управляющего сигнала на кратковременное открытие подпитки при положительном знаке ошибки или кратковременное открытие сброса при отрицательном знаке ошибки, причем коэффициенты пропорциональности в расчете ширины импульса корректируют в конце текущего цикла в зависимости от соотношения ошибки и разности фактических значений давления в текущем и предыдущем циклах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области регулирования парциального давления кислорода в газовой среде. Способ осуществляется в камере, оснащенной электрохимическим кислородным насосом, системой напуска и отвода газов и датчиком парциального давления кислорода в два этапа.

Изобретение относится к автоматическим устройствам регулирования давления газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности, устойчивости и точности работы редуктора в широком диапазоне расходов газа.

Изобретение относится к регуляторам давления газа. Регулятор содержит корпус и выполненные в нем три разделенные стенками камеры: камеру высокого давления (КВД) и камеру редуцированного давления (КРД), камеру регулирования (КР), отверстие с седлом; перегородку с плунжером, разделяющую КР на поршневую и кольцевую полости; размещенный в КРД клапан с уплотнительным элементом; первый канал, соединяющий КРД с поршневой полостью КР; второй канал с регулируемым обратным клапаном, соединяющий кольцевую полость КР с окружающей средой; третий канал в корпусе, соединяющий КРД с кольцевой полостью КР.

Изобретение относится к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, а более конкретно к устройствам газовой автоматики, обеспечивающим подачу, отсечку и регулирование давления газа.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования давления текущих сред непрямого действия и предназначено для использования в линиях редуцирования газа и в других областях промышленности.

Изобретение относится к системам регулирования давления, а именно к системе регулирования давления в рабочем агрегате. Техническим результатом является повышение точности регулировки давления.

Пускоотсечной электропневмоклапан предназначен для отсечки газа и его подачи к потребителю с постоянным низким давлением. Пускоотсечной электропневмоклапан содержит полость высокого давления с газоподводящим каналом и отделенную от нее неподвижным регулирующим седлом и регулирующим затвором цилиндрическую камеру с подвижным элементом, снабженным взаимодействующим с регулирующим затвором толкателем и образующим в камере со стороны толкателя полость низкого давления с отводящим каналом, а с противоположной стороны полость управления, соединенную каналом в подвижном элементе и толкателе с подвижным седлом, выполненным в торце толкателя, элемент настройки на заданное низкое давление, расположенную в полости управления механическую пружину и управляющий электромагнитный клапан с впускным седлом, сообщенным с газоподводящим каналом, регулирующим органом, приводимым в действие электромагнитом, и выпускным седлом.

Изобретение относится к способу управления реактором полимеризации в псевдоожиженном слое при получении полимера. Способ включает определение отношения производительности реактора по полимеру к давлению в реакторе, задание производительности реактора по полимеру, каковая производительность на основании указанного отношения по шагу соответствует желаемому давлению в реакторе, и корректировка скоростей подачи мономеров в реактор в соответствии с указанной заданной производительностью.

Изобретение относится к области энерготехнологий, в частности, промышленных печей и котельных агрегатов. Способ включает задание требуемого давления в рабочем пространстве агрегата, измерение давления в рабочем пространстве агрегата, сравнение измеренного значения с заданным и формирование управляющего воздействия на шибер или заслонку в дымовом тракте.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты, включающему стадии: взаимодействия метанола с монооксидом углерода в реакционной среде, содержащей воду, йодистый метил и метилацетат в присутствии катализатора карбонилирования на основе металла VIII группы; выделения продуктов указанной реакции в летучую фазу продукта, содержащую уксусную кислоту, и менее летучую фазу; дистиллирования указанной летучей фазы в аппарате дистилляции для получения очищенного продукта уксусной кислоты и первого верхнего погона, содержащего йодистый метил и ацетальдегид; конденсации, по меньшей мере, части указанного верхнего погона; измерения плотности указанного сконденсированного первого верхнего погона; определение относительной концентрации йодистого метила, ацетальдегида или обоих в первом верхнем погоне на основании измеренной плотности; и регулирования, по меньшей мере, одного регулирующего технологического параметра, связанного с дистилляцией указанной летучей фазы, в качестве ответной реакции на указанную относительную концентрацию.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к газостатическим опорам скольжения, и может быть использовано в энергоустановках общепромышленного и специального назначения.

Изобретение относится к способам и устройствам преобразования сигнала. .

Изобретение относится к пневматически регулируемым упорно-осевым газостатическим подшипникам скольжения и может быть использовано в турбинах. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к газостатическим опорам скольжения, и может быть использовано в устройствах с вращающимися валами, и особенно в турбоустановках общепромышленного назначения, в том числе в газовой промышленности, а также на авиационных газотурбинных двигателях.

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и может быть использовано в пневматических системах автоматического управления. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам автоматического управления, позволяющим осуществить поиск и отбор максимальных параметров информации (давления, температуры, и других).

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации, а именно к пневматическим позиционным регуляторам, и может быть использовано как в промышленности, так и в быту.

Изобретение относится к области средств автоматизации, а именно к пневматическим регуляторам. .

Изобретение относится к средствам автоматизации и предназначено для построения автоколебательных адаптивных самонастраивающихся систем автоматического управления со стабилизацией частоты и амплитуды автоколебаний.

Изобретение относится к струйной автоматике и может быть использовано в пневматических системах автоматического управления. .
Наверх