Пневматический регулятор

 

Союз Советскик

Социапистичесиик

Рес убпи

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 28.07.78 (21) 2662619/18-24 (51)NL. Кл. с присоединением заявки М

G 05 В 11/44

3Ъаударстванай камитвт

СССР пв делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 26. 08 .82 (53) УЙK 621.525 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

l0.H. Ястремский и В.В. Иванов" . (7l ) Заявитель (54) ПНЕВНАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР".

Изобретение относится к средствам автоматического управления технологическими установками, обладающими значительным транспортным запаздыванием.

Известна панель управления для сис тем регулирования с запаздыванием, включающая переключающее реле, пропор" ционально-интегральные регулирующие устройства и задатчики, соединенные с каналом задания регулятора и через реле с выходами регуляторов (1).

Недостатком известного регулятора является то, что при изменении задания регулируемого параметра (ввиду за; паздывания в объекте) возникают значительные выбросы параметра.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пневматический регулятор, содержащий передо ключающее реле, разомкнутый контакт которого подключен к выходу задатчи,ка, а замкнутый - к выходу пропорционально-интегрального регулятора, ка"

2 нал параметра которого соединен с входным каналом регулятора, а канал управления переключающего реле соединен с первым каналом управления регулятора (2 1.

Однако данный регулятор имеет ограниченную область применения, так как может быть реализован лишь на базе регуляторов типа ПР 3.21. В регуляторах же с комбинированными связями и общим сумматором этот регулятор не может быть использован.

Цель изобретения " исключение ди" намической ошибки переходного режима при изменении задания.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе установлены элемент . задержки, два сумматора и второе пере ключающее реле, причем выход задат4ика подключен к плюсовоиу входу первого сумматора и входу второго переключающего реле, разомкнутый контакт которого соединен с выходом элемента эадержки, входом подключенным к выходу задатчика, минусовым входам первого сумматора и каналам задания пропорционально-интегрального регулятора, канал отключения которого и канал управления второго переключающего реле соединены с вторым каналом управления регулятора, выход первого сумматора и выход пропорционально" интегрального регулятора соединены с вхо-. 1О дами второго сумматора, выходом подключенного к выходному каналу регулятора.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого регулятора; на д ,фиг. 2 " принципиальная схема регуля-, тора (вариант) .

Регулятор содержит задатчик 1, rit.pexrleuae@ e реле 2 и 3, элемент 4 задержки, сумматор 5 с переменным коэф- 2о фициентом усиления, пропорционально" интегральный (ПИ) регулятор 6 и сумматор 7.

Рассмотрим работу регулятора в режиме "Автомат" (контакты реле 2 и 328 .в верхнем по схеме положении, регулятор 6 включен).

Входной сигнал (регулируемая переменная), поступая по каналу Р8 под" вх ключен к каналу параметра регулятора 6, где сравнивается со значением задания, поступающего с выхода элемента 4 задержки, который соединен также с минусовым входом сумматора 5 и разомкнутом контактом реле 3. За35 датчик 1 связан с входом элемента задержки, плюсовым входом сумматора 5, входом реле 3 и разомкнутым контактом реле 2, вход которого соединен с выходом ПИ регулятора 6. На входы

Щ) сумматора 7 поступают выходные сигналы сумматора 5 и ПИ регулятора 6.

При постоянном значении задания выход сумматора 5 равен нулю и поэтому на выходе сумматора 7 сигнал равен

Я .выходному значению ПИ регулятора 6, т.е. устройство работает как обычный

ПИ регулятор.

При изменении задания на выходе сумматора 5 формируется сигнал х, равный разности предыдущего к с®и те" кущего x; ",çíà÷åíèé сигнала задатчика, помноженного на коэффициент К = 1/Кд (К - коэффициент передачи объекта).

На входе сумматора 7 появляется коррек-, ти руащи и си гн ал

16

При настройке времени элемента 4, равной времени запаздывания объекта, на вход сумматора 7 корректирующий. сигнал поступает с момента изменения задания до момента начала изменения контактируемого сигнала на выходе объ" екта, т.е. запаздывание объекта по существу скомпенсировано.

Возможный статизм системы, связанный с нестационарностью коэффициента усиления системы, устраняется И-составляющей регулятора.

При работе регулятора в режиме

"Ручное" контакты реле 2 и 3 в нижнем положении, выход регулятора перекрыт.

Реле 3 замыкает между собой минусовый и плюсовый входы сумматора 5, на выходе которого формируется нулевое значение корректирующего сигнала. Пневматический сигнал=.задатчика 1 через реле 2 поступает на вход сумматора 7 и далее без изменения появляется на его выходе„

На фиг. 2 приведен вариант ре" ализации принципиальной схемы пневматического регулятора, собранной на базе станции управления прибора

ПВ 10.13.

Регулятор состоит из переключающих реле 2, 3 и 8, сумматоров 5 и 7, задатчиков 1 и 9 давления, повторителя 10, подключенного к выходному каналу ll повторителя 12, пневмоемкос ти 13, переменных дросселей 14- 16, постоянных дросселей 17-22, измерите" лей 23-25, плат 26 и 27 со штуцерами 28-34 и регулятора 6.

Регулятор работает следующим образом.

Автоматическое управление: управляющее давление на реле 8 подано, верхнее сопло реле 3 закрыто, ПИ ре" гулятор 6 включен.(на фиг. 2 не по- . казан) .

Выход регулятора со штуцера 28 платы 26 подключен к реле 8 и плюсовой камере сумматора 7. Давление с задатчика 1 через открытое верхнее сопло реле 2 поступает в плюсовую камеру сумматора 5 и измеритель 24, вход реле 3 и на элемент задержки состоящий из переменного дросселя 14 и емкости 13. Выход элемента задержки связан со входом повторителя 10 и реле 3, Выход повторителя 10 подключен к штуцеру 32 панели 26 ПИ регулятора к нижнему соплу реле 8 и через дроссельный делитель, состоящий из дросселей 15, 18, в минусовую камеру

9266

5 сумматора 5, который представляет собой усилитель с коэффициентом усиления больше единицы за счет делителя, состоящего иэ дросселей 19 и 20 в цепи обратной связи, т.е. разность давлений с задатчика и элемента задержки может измениться от 0,3 до

3,0 кгс/см . Выход сумматора 5 связан с плюсовой камерой сумматора 7, выход которого подключен через повто- 10 ритель 12 на исполнительный механизм канала 11 и измеритель 24. С задатчика 9 давление поступает в минысовую камеру сумматора 7 и через дроссельный делитель, состоящий из дроссе" лей 16 и 22, s плюсовую камеру сумматора 5. Коэффициент деления делителя 16, 22 равен коэффициенту усиления сумматора 5 и это необходимо для того, чтобы получить значение корректирую- 20 щего сигнала как положительное, так и отрицательное.

При изменении задания с задатчи" ка 1 на выходе сумматора 5 формируется корректирующий сигнал, равный раэ ности предыдущего и текущего зйачений сигнала задатчика, помноженного на коэффициент К = 1/Ко, настраиваемый делителем на дросселях 15 и 18.

При настройке времени задержки 30 объекта (элементом задержки 14, 13) равного времени запаздывания объекта, на вход сумматора 7 корректирующий сигнал поступает с момента изменения задания до момента изменения контроли З5 руемого сигнала на выходе объекта, т.е. запаздывание объекта скомпенси" ровано. г

При ручном регулировании управляющее давление подано на отключающий вход регулятора и реле 2 и 3. Поэтому давление с задатчика 1 через верхнее сопло реле 3, повторитель 10, нижнее сопло реле 8 проходит в плюсовую камеру сумматора 7. Реле 3 соединяет вход регулятора с выходом элемента за. держки 13, 14, а величина корректирующего сигнала будет равна нулю, т.е, система работает в режиме ручного управления.

Операции перехода с одного режима регулирования на другой (ручное - ав« томатическое, программное - ручное и т,д.) не отличаются ет данных в ин16 6 струкции к станции управления прибора llB10.13.

Испытание регулятора на г,ревматическом стенде, моделирующем реальный объект регулирования, показывает, что применение его в САР позволяет s 1,52,5 раза уменьшить время переходного процесса и свести к нулю динамический выброс. формула изобретения

Пневматический регулятор, содержащий переключающее реле, разомкнутый контакт которого подключен к выходу задатчика, а замкнутый - к выходу пропорционально"интегрального регулятора, канал параметра которого оееди" нен с входным каналом регулятора, а канал управления переключающего реле соединен с первым каналом управления регулятора, отличающийся тем, что, с целью исключения динамической ошибки переходного режима при изменении задания, в нем установлены элемент задержки, два сумматора и второе переключающее реле, причем выход задатчика. подключен к плюсовому входу первого сумматора и входу второго переключающего рвяе, разомкнутый контакт которого соединен с выходом элемента задержки, входом подключен" ным к выходу задатчика, минусовым входам первого сумматора и каналам зада"1 ния пропорционально" интегрального ре" гулятора, канал отключения которого и канал управления второго переключаю" щего реле соединены с BTopblM каналом управления регулятора, выход первого сумматора и выход пропорционально-интегрального регулятора соединены с входами второго сумматора, выходом подключенного к выходному каналу регулятора °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Техническое описание "Панель управления пневматическая ПП12,2", завод "Тизприбор".

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2594960/18-14, кл. G 05 В ll/44, 1977 (прототип).