Пневматическое регулирующее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ .СВ ЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Советских

Соцмалмстмчаскмк

Рвспублмк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220679 (21) 2784594/18-24 (51)hh с присоединением заявки HP (23) Приоритет

G 05 В 11/58

ГосударствснннЯ KoNNTtt

СССР яо асаам изобретеннЯ н открмтмЯ

Опубликовано 3009.81. Бюллетень HP 36

Дата опубликования описания 300я81 (53) УДК 621-525 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Í.ÞðèH, С.A.Ìoèñåeâ, А.Г.Рохгендлер, M.Ã.Aãàáåêoâ,, В.Г.Бочоридзе и.Б.Л.Габараев

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизации производственных процессов в промышленности (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к пневматическому приборостроению н может быть использовано при синтезе самонастраивающихся систем для автоматического управления технологическими процессами.

Известны самонастраивающиеся системы, содержащие в качестве регулятора управляющие устройства, имеющие в своем составе интегратор и анализатор качества (1).

Однако известные устройства обладают недостаточной точностью регулирования колебательных процессов.

Наиболее близким к предлагаемому является пневматическое управляющее устройство, содержащее сигнум-реле, подключенное к каналам параметра и задания, ключ, выход которого является выходным каналом устройства, формирователь регулирующего воздействия, состоящий из подключенного к входным каналам параметра и задания элемента сравнения и двух интеграторов, включающих последовательно соединенные элемент памяти, переменный дроссель, емкость и усилитель, выходы усилителей интеграторов соединены с входными камерами ключа, а выход сигнум-реле и блока определения зна Ю ка производной соединены с управляющими входамн элементов памяти обоих интеграторов, первые входы элементов. памяти соединены между собой, а вторые — с выходами элемента сравнения формирователя регулирующего воздействия, блок определения знака производной состоит нз подключенных к входным каналам параметра и задания элементов сравнения с дроссельными делителями, переключателя с параллельным регулируемым дросселем, вход переключателя подключен к выходу первого элемента сравнения, а средняя !

5 точка регулируемого дросселя соединена с управляющим входом данного элемента сравнения, вход второго элемента сравнения блока определения знака производной соединен с входным

20 каналом задания, выход блока определения знака производной соединен с одной из управляющих камер ключа (2).

Однако в известном устройстве при отработке сложных входных воздействий

25 во время управления колебательными объектами с запаздыванием возможно ухудшение качества регулирования по причине недостаточной чувствитель, ности блока определения знака произ"

З() водной к малым изменениям регулируе868703 мого параметра в управляемом устрой- стве, что ухудшает его динамические характеристики °

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в блок определения знака производной введен элемент памяти, а в г

° . устройство — генератор, выход которого соединен с управляющим входом элемента памяти блока определения знака производной, второй управляющий вход данного элемента памяти подключен к каналу задания, вход элемента памяти соединен с каналами параметра, а выход соединен с одним из выходов элемента сравнения блока определения знака производной.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— графин его работы.

Регулятор содержит формирователь

1 управляющего воздействия, ключ 2, блок 3 определения знака производной, генератор 4 и сигнум-реле

Входы Формирователя 1 управляющего воздействия соединены с входными каналами (регулируемой величины) параметра Рг„„и з адани я Р» .

Формйрователь 1 управляющего воздействия состоит из элемента 6 сравнения и из двух интеграторов, первый из которых включает элемент 7 памяти„ переменный дроссель 8, емкость

9 и усилитель 10 Второй интегратор выполнен аналогично первому и состоит из элемента 11 памяти, переменного дросселя 12, емкости 13 и усилителя 14.

Блок 3 определения знака производной содержит два элемента 15 и 16 сравнения, четыре переменных дросселя 17 — 20, два постоянных дросселя

2l и 22, причем дросселн 17, 18, 21 и 22 образуют дроссельные делители, емкость 23, переключатель, состоящий из двух.трехмембранных реле 24 и

25 и элемента 26 памяти. Дроссели

19 и 20 образуют регулируемый дроссель, включенный параллельно переключателю.

Генератор 4 состоит из универсального элемента 27, переменного дросселя 28, емкости 29, обратного клапана 30 и постоянного дросселя 31.

В качестве сигнум-реле 5 использу-. ется дискретный элемент сравнения °

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные заданному Р < и текущему Р,с, значениям регулируемой величины, поступают.на входы элемента 6, сравнения, работающего в зависимости от положения элементов 7 и ll памяти, управляемых блоком 3 определения знака производной и сигнум-реле 5, попеременного в режиме интегрирования и запоминания. В обратную связь элемента

6 в зависимости от положения выходного ключа 2, управляемого блоком

3, подключается выход первого или второго интегратора.

Если знак функции блока 3

sign х ъ О, а знак ФУнкции сигмумреле sign х < О, это случай, когда параметр находится в первом квадранте изменения параметра, элемент 6 сравнения подкЛючается через элемент 7 памяти к инерционному звену дроссельемкость (элементы 8 и 9) и в первом интеграторе производится операция интегрирования ошибки

1. .1

15 U„= j d (Эта величина через выходной ключ, подается на выход устройства и в положительную обратную связь этого же интегратора.

Одновременно от элемента 6 сравнения посредством элемента ll отключено ,инерционное звено(элементы .12 и 13 второго интегратора) .Если,з1сгп х<О,а

25 sign х < О (параметр находится во втором квадранте) элемент 6 сравнения отключен от инерционных звеньев, а формируется канал связи между инерционными звеньями, в результате чего происходит перетек из емкости 13 через дроссели 12 и 8 и емкость 9.

В пределе давления в емкостях выравниваются, стремясь к средией величине этих давлений.

35 В блоке определения знака производной реализуется операция

Щюр д "ЯР и

40 т,,еское я и О,х) о; гае ) = т,ест едм ()(х) <о;

Рддр P (nT ) nt + 9T

Знак этой величины определяется элементом 16 Е непрерывно нарастает от

0 О до 1 в каждом такте до наступления следующего такта (фиг. 2в). Запоминание переменной величины осуществляется посредством элемента 26 памяти, который управляется генератором

4. Чувствительность узла предвареиия повышается за счет скачкообразного изменения переменной величины на его входе в момент стирания памяти (нулевое значение выхода генератора), °

Генератор 4 формирует сигнал, график которого приведен на фиг. 2, в из которого видно, что Т„ » Т

Дискретный элемент 5 сравнения формирует инверсный знак ошибки рас согласования.

868703

Формирование выходного сигнага цроиэводится по закону ц ц 01И;+и),если ajax х7о;

L3y (t> + 8 ), если 91Я и )((9Регулирующее устройство формирует регулирующее воздействие из двух уровней,. разность значений которых уменьшается прн движении параметра к линии задания вшпп {х х) 0 и увеличивается при отклонении параметра от линии задания

s1qn(x x)+0, при этом изменяется выход того интегратора, который соединен с выходным каналом устройства, а выход другого запомнен. )5

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить ,качество регулирования технологических процессов эа счет увеличения чувствительности блока определения знака производной при большом запаздывании объекта регулирования. Устройство эффективно при использовании его в системах автоматического регулирования, объекты которых колебательны и имеют большое запаздывание.

Формула изобретения

Пневматическое регулирующее уст- 30 ройство„ содержащее сигнум-реле,подключенное к каналам задания к пара, метра, ключ, выход которого является выходным каналом устройства, формирователь регулирующего воздействиями 35 состоящий из подключенного к входным каналам параметра и задания элемента сравнения и двух интеграторов, включающих последовательно соединенные элемент памяти, переменный дроссель, емкость и усилитель, выходы усилителей интеграторов соединены с входными камерами ключа, а выход сигнум-реле и блока определения знака производной соединены с управляющими входами элементов памяти обоих интеграторов, первые входы элементов памяти соединены ежду собой, вторыес выходами элемента сравнений формирователя регулирующего воздействия, блок определения знака производной состоит из,подключенных к входному каналу параметра двух элементов сравнения с дроссельными делителями, переключателя с параллельньая регулируемым дросселем, вход переключателя подключен к выходу первого элемента сравнения, а средняя точка регулируемого дросселя соединена с управляющим входом первого элемента сравнения, вход второго элемента сравнения блока определения знака производной соединен с входным каналом задания, а выход блока определения зиака производной соединен с одной из управляющих камеры-ключа, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью . улуншения динамических характеристик устройства, в блок определения знака производной введен элемент памяти, а в устройство — генератор, выход которого соединен с управляющим вход4м элемента памяти блока определения знака производной, второй управляющий вход данного элемента памяти соединен с каналом задания, вход элемента памяти подключен к каналу параметра, а его выход соединен с одним из входов элемента сравнения блока определения знака производной.

Источники информации, приня-ые во внимание при экспертизе

1. Козлов В.H. Самонастраивающиеся .системы с релейными элементами. . Энергия 1974, с. 434.

2 Авторское свидетельство СССР по заявке В 2496817/18-24, кл. 6 05 В 13/00, 1977 (прототип).