Каскадная система регулирования технологических процессов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублии

Оп ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У ((((881653 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28.09.79 (21) 2825569/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень М 42 (51) М. Кл.

G 05 В 7/00

3ЬвудаРстванв6 каинтвт

СССР ао дмаи взебрвтввнв и открытий (53) УДК62 50 (088.8) Дата опубликования описания 15.11.81 (Н. И. Давыдов и В. А. Бипенко ,!

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исспедовате ский(ин(.титут

1 им. Ф. Э. Дзержинского (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) КАСКАДНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к контролю и управлению технологических процессов и

4 может найти применение, например в энергетике при регупировании мощи(;(сти энергоблоков.

Известны системы регулирования мощ5 ности энергобпоков, содержащие поспедоввтепьно соединенные задатчик мощности, суммирующий элемент, сглаживающий фильтр, испопнитепьный серводвигатепь и турбину, которая через датчик мощности то соединена со вторым входом турбины, причем сгпаживающий фильтр обеспечивает превращение ступенчатого сигнала в сигнал, амплитуда которого меняется по экст5 поненциапьному закону, и может быть выпопнен в виде интегратора, охваченного обратной связью, а периодической С-цепочки

1 диодно-конденсаторной цепи и т.д. (11.

Известна также система каскадного регупирования, содержащая последовательно соединенные задатчик, первый пропорционапьно-интегральный регулятор, перекпю чатепь, сгпажнввющее устройство, второй пропорциональный регупятор, испопнитепьный механизм и объект упрввпения, выходы которого соединены с соответствующими входами пропорционально-интегральных регупяторов, в которой возможен режим покапьного задания устввки только по основному параметру и в которой перекпючение с каскадного режима на локальный обеспечивветса безударно (2).

Недостатком этих систем является сложность перехода на одноконтурный режим регулирования и обратно.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является каскадная система регулирования технологических процессов, содержащая поспедоввтепьно соединенные задатчик основного параметра, корректирующее устройство, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен со входом объекта регулирования, первый выход которого через датчик промежуточного параметра соединен со вторым входом регулятора, а второй выход через датчик основного параметра з 881 соединен со вторым входом корректирующего устройства, третий вход которого соединен с выходом усилителя, а выходс, первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика промежуточного параметра, а выход - со входом переключателя, управляющий вход которого соединен с выходом блока дистанционного управления (3».

Однако это устройство характеризуется воэможностью возникновения "удара" при переходе с каскадного режима регулирования на локальный и обратно вследствие появления в результате переключения некоторого небаланса на входе корректирующего устройства и наличия про порциональной составляющей закона регулирования, реализуемого этим устройст вом. Кроме того, в случае появления небаланса по основному параметру при рабоге системы в локальном режиме заданное значение промежуточного параметра поддерживается со статической погрешностью, вызванной этим небалансом.

Целью изобретенйя является улучшение динамических характеристик и повы шение точности системы.

Посгавленная цель достигается тем, что в систему установлен функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом переключателя, а выход со входом усилителя.

На чертеже приведена блок-схема системы.

Система содержит регулятор 1, датчик

35 промежуточного параметра 2, корректиру-ющее устройство 3, задатчик основного параметра 4, датчик основного параметра 5, переключатель 6, сумматор 7, задатчик промежуточного параметра 8, ис4О полнительный механизм 9, функциональный преобразователь 10, усилитель 11, объект регулирования 12, блок дистанционного, управления 13.

Система работает следующим образом.

В момент перехода с локального режима регулирования на каскадный режим переключатель 6 по сигналу блока дистанционного управления 13 подключает выход сумматора 7 к функциональному преобразователю 10 (в простейшем случае в качестве функционального преобразователя применяется сглаживающая RC-цепочка) .

В резуль;гате этого плавно по экспоненциальному закону с постоянной времени функционального преобразователя 10 на вход регулятора 1 с задатчика 8 подается заданное значение промежуточного параметра и выходной сигнал устройства 3.

653 4

Передаточная функция последовательного соединения функционального преобразовагеля 10, усилителя 11 и корректирующего устройства 3, охваченного отрицательной обратной связью, представляет собой статическое звено с коэффициентом усиления, равным единице. Статическая ошибка поддержания промежуточного параметра в каскадном режиме регулирования системы, вызванная наличием небаланса по основному параметру, уменьшается в К раз, где

К - коэффициент усиления усилителя 11, и выбором этого коэффициента может быть сделана сколь угодно малой. При обратном переходе на локальный режим регулирования переключатель 6 по сигналу с блока дистанционного управления 13 отключает выход сумматора 7 от входа функционального преобразователя 10 и никакого резкого изменения сигнала на входе корректирующего устройства 3 не возникает, так как даже в случае наличия в момент переключения некоторого сигнала на выходе сумматора 7, этот сигнал исчезает плавно по экспоненциальному закону с постоянной времени функционального преобразователя 10.

Как в каскадном, так и в локальном режимах регулирования сигнал с выхода корректирующего устройства 3 поступает на первый вход регулятора 1, на второй вход которого с выхода датчика 2 подается значение промежуточного параметра.

Регулятор 1 по значениям выходных сиг» налов корректирующего устройства 3 и

+датчика 2 формирует сигнал управления по заранее установленному закону. регупирования (закон регулирования может быть как линейным, так и нелинейным) и о через исполнительный механизм 9 воздействует на объект регулирования 12. Значение основного параметра со второго выхода объекта регулирования 12 через датчик 4 поступает на вход корректирующего устройства, где в локальном режиме сравнивается с выходным сигналом задатчика

4, а в каскадном режиме - с суммой выходных сигналов задатчика 4 и усилителя

l l.

Предлагаемая система позволяет обеспечить возможность удобного перехода с каскадного режима регулирования на локальный и наоборот, что особенно важно во всережимных системах регулирования энергоблоков, где по условиям технологии в одних режимах необходима эксплуатация каскадной системы регулирования, а в других - локальной, например, применение данного изобретения позволяет повысить

А53 б вход которого соединен с выходом блока дистанционного управления, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью улучше» ния динамических характеристик и повью щения точности системы, в ней устанав» лнвается функциональныи преобразователь, вход которого соединен с выходом пере ключателя, а выход - со входом усили теля.

Каскадная система регулирования технологических процессов, содержащая последовательно соединенные задатчик основного параметра, корректирующее устройст» 10 во, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен со входом объекта регулирования, первый выход которого через датчик промежуточного параметра соединен со вторым входом регулятора, 15 а второй выход через датчик основного параметра - со вторым входом корректирующего устройства, третий вход которого соединен с выходом усилителя, а выход - с первым входом сумматора, второй 2О вход которого соединен с выходом задат чика промежуточного параметра, а выходсо входом переключателя, управляющий

5 88i точность регулирования мощности энергоблока 300 МВт на 0,5 й.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 223847, кл. G 05 В 11/Ol, 1959, 2. Патент Японии % 50-22182, кл. 54 (7), с. 14, опублик. 29.07.75.

3. Давыдов Н. И. и др. Рекомендации по модернизации схем автоматического регулирования прямоточных котлов, дейст» вуюших энергоблоков, с целью обеспечения их работы в широком диапазоне режи мов.СПО Союзтехэнерго. М., 1978, с. 15, рис. 3 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9967 69 Тираж 943 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород; ул. Проектная, 4