Всесоюзная ^ ядтеирг^"-vy.-t-.-=-,->& .^л ^•и» г s.5j s -,&? 4 i^^iir. -it:-ir^j]^ к>&р€^и5лиот? кд

 

328272

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социа11истических

Республик

Завис!1х!Ос от 3ÂT. свидетельства (("

Заявлено 07.IV.1970 (¹ 1422928,, 18-24) с п P1Iсосд1111c1!! 1 с II 3 3 11!!кl! Л((Приоритет

Опубликовано 02.ll.1972. Бюллетень Л 6

Дата опубликования описания 22.111.1972

М, Кл, F 15Ь 9/07

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР - 1К 02.523.8(088.8) Автор изобретения

Г. Г. Воробьев

Заявитель

Куйбышевский филиал Специального конструкторского по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к системам для регулирования параметров техпологи1сских процессов и может быть использовано, например, при регулировании расходов исходных компонентов в заданном соотношении. 5

Известны системы регулирования соотношения параметров для техиолоп1ческ1!х процессов, включающие программное устройство, блок сравнений, цифро-аналоговый и аналогогшевматический преобразователь, подключен- 10 иый к пневматическому регулятору, состоящсму из пневматических задатчика, компаратора и собственно астатического регулятора с параллсльllîé прямой связью, схему контрол51 за суммарной ошибкой и исполнительное уст- 15 ройство.

В таких системах преобразование выделенной интегральной ошибки в пневмосигнал и последующая подача этого сигнала на пневморегулятор значительно снижают быстродей- 20 ствие системы, затягивают переходный процесс и вызывают появление в переходный период значительных ошибок.

Предлагаемая система регулирования соотношения параметров отличается от известных 25 тем, что ее регулятор выполнен в виде параллельно соединенных усилителей, два из которых зашунтированы емкостной нагрузкой, а два других — резисторной, а выходы электронных усилителей соединены с входами блока 30 логического суммирования, выход которого связан с входом электрописвмопрсобразоватсля. Это обеспечивает повышение быстродействия системы.

На чертеже показана схема системы регулирования соотношения параметров.

Схема содержит програх!iп!ое устройство I( блок 2 сравнения, регулятор 8, блок 4 контроля, исполнительное устройство 5, генератор 6 производительности, и цифровой задатчик 7, цифровой интегральный нуль-орган 8, логическую схему «ИЛИ» 9, цифро-аналоговый преобразователь 10, электронный усилитель

11, схему 12 логического суммирования, электропневмопреобразователь 18, логическую схему «ИЛИ» 14, блокирующее устройство 15, блок 16 упраьлсния, блок 17 сигнализации, пневмоклапан 18, датчик 19 расхода, насос 20, смкостиую нагрузку 21 и резисторную нагрузку 22.

Работает система следующим образом.

Включается генератор 6 производительности, непрерывная импульсная последовательность с которого подается на цифровой задатчик 7. С цифрового задатчика 7 на первые входы цифрового интегрального нуль-органа

8 всех работающих каналов поступают также непрерывные импульсные последовательности, находящиеся х!е>! ду собой и заданном сооТношении.

32ч272

В цифровых интегральных нуль-органах 8 записывается положигельная ошибка, которая с помощью цифро-аналогового преобразователя 10 превращается в аналоговый спп!ал и попадает на вход четырех электронных усилителей 11. В каждой паре электронных усилителей срабатывает только усилитель положительных интегральных отклонений, пр,! этом заряжается конденсатор и появля! тс)I разность потенциало» (напряжения) !Ia 1!o- 1о зисторной нагрузке 2 .

Напряжение обоих элементов суммируется с помощью схемы 12 логического суммирования, преобразуется с помощью электропневмопреобразователя 18 в пневмосигнал, кото- 15 рый подается на пневмоклапан 18. При появлении положительной ошибки пневмоклапан открывается. С датчика 19 расхода на второй вход цифрового интегрального нуль-органа 8 каждого канала начинает поступать импульс- 20 ный сигнал, частота которого прямо пропорциональна расходу.

В цифровом интегральном нуль-органе (например, реверсивном счетчике) г!роисходит вычитание из импульсов задания импульсов 25 датчика расхода. Наличие замкнутой обратной связи приводит процесс в установившийся режим, т. е. к полному списывапшо поло)кительной ошибки (I) противном случае клапан продолжает открываться) . 11а входе че- 30 тырех усилителей 11 оказывается нулевой сигнал, они закрыты, на емкостной нагрузке 21 записывается сигнал, осуществляющий регулирующее воздействие. На резисторной нагрузке 22 сигнал отсутствует. 35

Сигнал па выходе !!и егрального пуль-орг и!а у! (Е) =- х (Е) td, где х (Е) — мгновенная ошибка отклонен!!я параметра. 40

Регулятор 8 имеет ПИ-закон, откуда регулирующее воздействие

У=Ег.!Е! (t) + Ег! ) У! (t) dt или у k х (Е) di -!- Ег! ) х (t) АЫЕ.

B установившемся ре)киме х (Е) — О, х (t) dt=0, уу„= k! Я х (Е) dtdt — заряд на конденсаторе. 50

Система также имеет астатизм 2-го порядка; компенсируются как мгповечные, так и суммарные (ннтегральные) ошибки.

Если сигнал с датчика расхода преобладает над заданием, в цифровом интегральном 55 нуль-органе возникает отрицательная интегральная ошибка. Сигнал отр)щательпой ш!тегральной ошибки, выделенный из цифрового интергального нуль-органа с помо!цью цифро-аналогового преобразователя 10, по- 60 ступает на входы двух других электронных усилителей отрицательных интегральных ошибок, на выходе которых образуется сигнал противоположного знака. Конденсатор разряжается, на резисторе возникает напря)кение 65 обратного знака, .по величине прямо пропорциональное интегральной ошибке. Ilo окончаиии переходного процесса, т. е. после полной компенсации отр!!пате:.ьной интегральной ошибки, на входе электронного усилителя отсутствует напряжение. Усилители закрываются, процесс разряда конденсатора прекращается, напряжение на пем имеет другой уро-! ни!ь. 113 рсзпсторс напряжение отсутствует.

l 11) и ьозп I I KIIoHOI! II I I в цп (1)роном интеграл!>пом нуль-органе максимально допустимых ошибок того или дру)oIQ знака, что возможно только в аварийном режиме, логическая схема «ИЛИ» 9 выдает сигнал, который через логическую схему «ИЛИ» 14 включает блокирующее устройство 15. При этом выключается генератор производительности (выключается программа), блок 1б управления насосами останавливает насосы 20, включается блок 17 сигнализации и система прекращает работу.

В отличие от обычных электронных усилителей постоянного тока, используемых в аналоговых ПИ-регуляторах в пропорциональной и интегральной частях, с коэффициентом усиления, равным десяткам тысяч, и находящихся всегда в приоткрытом состоянии, в предлагаемой системе регулирования применены усилители с коэффициентом усиления не оолее 10 — 20 находящиеся в установившемся ре)киме (при отсутствии на их входе сигнала ошибки) в закрытом состоянии. Диапазон выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя составляет Π— 6 в, т. е. является

100ОЕО-пым сигналом по отношению к необходимому входному сигналу стандартных электроппевмопреобразователей, на вход которых пеобходимо подавать токовый сигнал 0 — 5 л!а напряжением 0 — 6 в.

Коэффициент усиления усилителей в пропорциональной части, равный 10 — 20, позволяет получить коэффициент пропорциона чьности, равный 1000 — 2000, т. е. такой же, как у станда ртных регулятороч.

Применение в качестве устройства сравнения цифрового интегрального нуль-органа, в котором отсутствует дрейф нуля, дает возмо)кность использовать в регуляторе усилители с очень пизкимп требованиями, т. е. практически каждый усилитель выполняется на одном транзисторе. Точность регулирования при этом остается цифровой, так как согласно теории автоматического регулирования точность регулятора определяется дрейфом нуля сравнивающего устройства. В данной системе существующие колебания параметров электрон)I!In усилителей (онп небольшие ввиду малого коэффициента усиления усилителей, равного

10 — 20) пс оказывают влияния на точность регулирования, поскольку появление да)ке небольшого отк;юнепия параметра от заданного, е замеченное в других известных системах регулирования с астатизмом 1-го порядка, выявляется в цифровом интегральном нуль-органе благодаря его интегральным свойствам и цифровому исполнению, исклю328272

Г1рсдмет изобретения

1 -г

I Я

l 1

i

) Г (и1

l 11

I 1 1

1, т

Составитель Л. Панкова

Текред Е. Борисова

Редактор И. Грузова

Корректор Н. Шевченко

Заказ 708/10 Изд. № 187 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий чри Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугиская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 чающему утечку информации во времени (дрейф нуля). Выделенное напряткение ошибки поступает на вход регулятора и отрабатывается пос.1едним путем изменения регулирующего воздействия.

Система регул и ропан ия cooxlf01110! I II; па р имстров, соде)1 1саи1ая п!10граммнОс уст11ойстио, выходы которого соединены с входом блока контроля и с входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока контроля, выход блока контроля соединен с входом Ilcполнительного устройства, выход блока сравFlåíèII пoдкл10чен к входу цифро-аналогового преобразователя, связанного через регулятор с входом исполнительного устройства, выход которого соединен с входом блока сравнения, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродействия, регулятор выполнен в виде параллельно соединенных усилителей, два из к1торых зашунтпров lflhl емкостной нагрузкой, ;I;Inn других — резисторной, а выходы электронных усилителей соединены с входами блока логического суммирования, выход которого связан с входом электрОпневмопреобразователя.