Пневматический регулятор с переменной структурой

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено23.12.74 (21) 2087184/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.12.76. Бюллетень № 47 (4 ) Дата опубликования описания17.05. 77

Союз Советсккн

Социалистических

Республик (11) 54025 6 (5i) М. Кл.е

9-05 В 11/50

Гаеударатеенный намнтет

Саввта Менестраа СССР не делам неееретеннй н етнрытнй (53) УДК 625-525 (088.8) (72) Лвторы изобретения

Ф. М. Абдуллаев,,Э. М, Джафаров и М. М, Файязов

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической нромышленностн (7}) Заявитель (54) ПНЕВМЛТИЧЕСКИЙ РЯГЛИТОР С ПЕРЕМЕННОЙ

СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к средствам ав= томатизации, а именно к пневматическим регуляторам с переменной структурой, и может быть применено в системах автоматического регулирования технологических процессов широкого класса, например, нефтецерерабатывакицей и нефт ехимической отраслей промышленности.

Известен пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий пропор- )9 циональный блок и блок формирования функции перекл.эчения, состоящий из узла вычисления ошибки, узла предварения, сумматора, элемента равнозначность" и двух элементов сравнения, выходы которых п д l5 ключены к входам элемента равнозначи ность, плюсовые камеры подключены к ка« налу опорного давления, а минусовая камера первого из них подключена к выходу узла формирования ошибки (1) . 20

Наиболее близким по техническому. решению к предлагаемому устройству является регулятор, содержащий пропорционально-интегральный дифференциальный блок, последовательно соединенные бл-ки фор-, 25 мирования оцтибки и предварения, сумматор, элемент "равнозначность и два эле-, мента сравнения, выходы которых подклю» челы к входам элемента равнозначность минуаовые к".мэры подключены к каналу опорного давления, плюсовая камера первого элемента сравнения подключена к вы» ходу блока формирования ошибки .J2) ., Однако функциональные возможности известных регуляторов ограничены и отти имеют недостаточно приемлемые динамические характеристики.

Цель изобретения — улучшение птнамических характеристик регулятора.

Эта цель достигается ..тем, что в нем установлены два переключателя и два реле, причем выходы переключателей соединены с управляющими камерами реле, коммутируемые входы гервого из которых подключены к выходам блока предварения и сумматора, à его выход соединен с шпосовой камерой второго элеме."га сравнения, коммутируемые входы второго реле соединены с выходами второго элемента сравнения и элемента равнозначность, а

540256 т„, „

"" Т его выход подключен к входу пропорционально-интегрального дифферецци ., ъного блока.

На чертеже приведена принципиальная схема цоедлагаемого регулятора.

Ус гройство содержит: пропорциойальноинтегральный дифференциальный блок, сос toQHtMN иэ элементов сравнения 1,2,3, переменных дросселей 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, Ьмкостей 10, 11, сумматоров 12, 13, усилителя мошности 14, реле 15 18, переключателей 19, 20, 21; блок формирования функции переключения, состояший из блока формирования ошибки, включаюmего элемент сравнения 22, блок предва рения, элемент сравнении 23, переменный дроссель 24, емкость 25, сумматор 26 элемент равнозначность, состояший из реле 27, 28; элемент ИЛИ 29, первый

ЗО и второй 31 элементы сравнения; переключатели 32 и ЗЗ; первое реле 34 и второе реае 35.

Все функции блока посц.оены на пневматических вычислительных и переключа тельных элементах.

Регулятор работает следуюшим образом.

В зависимости от положения переключюеаей в регуляторе выполняется один из алгоритмов управления. Ниже описывается принци действия регулятора, в случае ког- да он работает как пропорционально-инте гральный дифференциальный регулятор с перемеиыой структурой.

На входы регулятора подаются сигналы, пропорциональные заданному Р и текушему у

Р значениям регулируемой величины.

Пропорциональнсь-интегральный дифференциальный блок отрабатывает регулируюmee воздействие вида

9 =87+7 Р+ + — ГР dt, Ъых х np и y j x

И г, К=Р" р при Р с(0 при Р 5>О при Р<5(О р.г

Т„пРи Р„S>O

"у= при р (0 Ъа к

P - управляющее воздействие; вых.

Р - сигнал рассгласования (Р,.-Р

К «коэффициент усиления регулятора (К К );

T - постоянная времени узла предпр ° варения (Тпр, Тпр );

Т -постоянная времени интегрироваМ

1 ния (Т, Т ); .г

$= P + cP - функция переключения; х х с -постоянный коэфициент.

H узле формирования функции переключения выход элемента сравнения 22 узла формирования ошибок поступает на блок предварения, собранный на элементе сравнения 23, дросселе 24 и емкости 25. работа которого определяется выражением

S= Р„+ СРк

На элементах сравнения 30 и 31 определаются знаки ошибки и скорости ее изменения. Для этого на их входы подаются условное давление P, сигнал рассогласования P и выходной сигнал элемента срав-, нения 23 блока предварения.

Выходы первого 30 и второго 31 эле15 ментов сравнений подключены к входам элемента "равнозначность", который выполняет операцию

К алых,зо вых.э < ) аыiхдО вых,М

Р

20 тем самым вырабатывается сигнал Рх, для переключения параметров выбранной структуры регулятора. Это происходит при помоши реле 15, 16, 17, на которые подается командный сигнал Рк через второе

25 реле 35.

При изменении уровня командного сигнала P происходит одновременное скачкок образное изменение коэффициента усиления, времени предварения и времени интегриро30 вания регулятора.

Таким образом, предлагаемый регуля- тор осушествляет один из типовых законов регулирования (П, ПД, ПИ, ПИД), причем в рамках любого закона реализуется

35 один иэ трех алгоритмов перекжочения: это позволяет расширить область применения предлагаемого регулятора с переменной структурой, Экономический эффект от

40 внедрения системы автоматического регулирования температуры одного из реакторов установки сернокнслотного алкилиро вания, в состав которой входит предлагаемый регулятор, составляет по предвари45 тельному расчету 27814 руб. в год.

Формула изобретения

Пневматический регулятор с переыгн ),50 ной структурой, содержащий пропорциональ но-интегральный дифференциальный блок, последовательно соединенные блоки форми» рования ошибки и предварения, сумматор, элемент равнозначность" и два элемента

55 сравнения, выходы которых подключены к входам элемента равнозначность", мину совые камеры подключены к каналу опорного давления, плюсовая камера первого элемента сравнения подключена к выходу

60 блока формирования ошибки, о т л и ч а щ540256 шийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик регулятора, в нем установлены два переключателя и два реле, причем выходы переключателей соединены с управляюшими камерами реле, . коммутируемые входы первого из которых подключены к выходам блока предварения и сумматора, а его выход соединен с плюсовой камерой второго элемента сравнения, коммутируемые входы второго реле сое динены с выходами второго элемента срав пения и элемента равнозначность, à его выход подключен к входу пропорционально интегрального дифференннального блока.

Источники информации, принятые во пни» мание при экспертизе;

1; Берендс Т. К. и др. - Элементы и схемы пневмоавтоматики". М, "Машиностроение", 1968 г. 176-177 (прототип).

2. Шигин E. К. и др. Комплекс пневма» тических регуляторов с переменной структурой общепромышленного назначения, Пневмо автоматика, fl, "Наука, 197+,г, стр. 76-78> с540256 ф)

Составитель. О, Гудкова

Редактор Т. Иванова ТехрелМ. ЛевипкаяКорректор g. Щекмар

Заказ 6042/40 Тираж 1028 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета, Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4