Устройство для регулирования двух связанных параметров

 

А.Л. Сокольский, Д.А. Бережненко, О.М. Карова и Я. А. Геллер (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВУХ СВЯЗАННЫХ

ПАРАМЕТРОВ

Изобретение этносится к автоматическому регулированию, а именно к устройствам для регулирования двух связанных между собой параметров, и предназначено для использования в системах автоматического управления различными технологическими процессами, в которых требуется переключение регулирования с одного параметра на другой.

to

Для регулирования двух связанных параметров используются схемы каскадного регулирования, когда выходной сигнал одного регулятора является заданием другому (1). !

Недостатком указанных устройств является невозможность осуществить переключение с одного регулируемого параметра на другой при определенном значении одного из параметров. 20

Известно также устройство для asтоматического регулирования двух связанных параметров, управляемых одним регулирующим органом, состоящее из

2 датчиков, регулирующих блоков и огра-! ничителя. Воздействие на первый регулятор осуществляется только после уменьшения выходного сигнала второго регулятора ниже задания первому регулятору (2 ).

Известное устройство имеет люфт и не обеспечивает высокое качество регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предЛагаемому является устройство для регулирования двух связанных параметров, содержащее регулятор первого параметра, выход которого соединен с регулирующим органом, регулятор второго параметра, вход которого соединен с задатчиком второго параметра, а выход — e сумматором, связанным с максимальным задатчиком первого параметра.

При заданном значении второго параметра выходной сигнал регулятора второго параметра равен постоянной величине, и задание регулятору перво3 ° 962885

ro параметра поступает через сумматор на регулятор беэ изменений, При отклонении второго параметра от заданного значения выходной сигнал регулятора второго параметра изменяет- 5 ся, поступает в сумматор, тем самым изменяя задание регулятору первого параметра (33.

Устройство позволяет осуществлять регулирование двух связанных параметров, однако не позволяет изменять и ограничивать величину сигнала задания регулятору первого параметра в заданном диапазоне от минимально допус- 15 тимого до максимально допустимого значения, а следовательно, и величину регулирующего воздействия регулятора первого параметра, что существенно снижает качество управления. го

Цель изобретения - повышение точ ности устройства.

Указанная цель достигается тем, д .что устройство, содержащее регулятор первого параметра, один вход которого связан с выходом датчика первого параметра, а выход — с регулирующим органом, регулятор второго параметра, один и другой входы которого соединеньг соответственно с выходами датчика и задатчика второго параметра, а выход — с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к эадатчику максимального зна35 чения первого параметра, содержит источник опорного сигнала, второй сумматор и задатчик минимального значения первого параметра, выход которого связан с третьим входом первого

40 сумматора и одним входом второго сумматора, выход которого подключен к другому входу регулятора первого параметра, а другой вход — к выходу первого сумматора,,четвертый вход которого соединен с выходом источника опорного сигнала.

На чертеже приведена схема устрой ства для регулирования температуры в электротермической установке.

Электротермическая установка 1, в которой происходит термическая обработка иэделия 2, снабжена электронагревателем 3, регулирующим температуру в установке с помощью регулирующего органа 4 Злектротермическая

4 установка снабжена измеряющим температуру изделия 2 датчиком 5 первого параметра, связанным с вторичным прибором 6, выход которого соединен с регулятором 7 первого параметра.

Выходной сигнал с регулятора 7 поступает на регулирующий орган 4. Датчик

8 второго параметра, измеряющий температуру электронагревателя 3, соединен с вторичным прибором 9, выход которого связан с регулятором 10 второго параметра, соединенным с задатчиком 11 второго параметра. Выход регулятора 10 второго параметра соединен с плюсовой камерой сумматора

12, эадатчик 13 максимального значения первого параметра соединен с другой плюсовой камерой сумматора 12, источник 14 опорного сигнала соединен с минусовой камерой сумматора 12.

Задатчик 15 минимального значения первого параметра соединен с другой минусовой камерой сумматора 12 и плюсовой камерой дополнительного сумматора 16. Другая плюсовая камера сумматора 16 соединена с выходом сумматора 12. Выход сумматора 16 соединен с регулятором 7 первого параметра.

Устройство работает следующим образом.

Когда температура электронагревателя 3 равна или меньше значения, ус; тановленного задатчиком 10 второго параметра, выход регулятора 10 второго параметра равен сигналу источника

14 опорного сигнала, и температура изделия 2, измеряемая датчиком 5, имеет значение, установленное эадатчиком 13 максимального значения первого параметра. При превышении температуры электронагревателя 3 величины задания задатчика 11 второго параметра выход регулятора 1О уменьшается, тем самым снижая величину максимального задания регулятору 7 первого параметра. Уменьшение величины задания происходит только до определенного значения (минимальная температура), при котором возможна качест4 венная термическая обработка изделия 2.

Величина, соответствующая значению минимальной температуры, устанавливается эадатчиком 15 минимального значения .первого параметра. Соединение минимального задатчика 15 первого параметра с минусовой камерой сумматора 12 и плюсовой камерой сумматора 16 позволяет не производить

962885

5 коррекцию значения максимального задания первого параметра при изменении задания минимального эадатчика 15 первого параметра.

Устройство может быть реализовано на серийно выпускаемых приборах, например, на приборах системы "Старт", входные и выходные сигналы представляют собой пневматический сигнал, г изменяющийся в пределах 0,2-1 кгс/cM .fQ

В рассматриваемом примере величина задания максимального задатчика

13, соответствующая номинальной температуре изделия 2-400оС, равна

0,8 кгс/см . Величина выходного сиг- $5 нала минимального задатчика 15, соответствующая минимально допустимой температуре 200ОС, при которой t-арантирована качественная термическая обработка изделия 2, равна 20

0,3 кгс/см . Величина выходного сигнала задатчика 11 соответствует номинальной температуре электронагревателя 3, равной 500 С.

Если температура электронагрева- 25 теля, измеряемая датчиком 8, меньше

500 С, то выход регулятора 10, раво ный по величине сигналу источника 14 опорного сигнала, равен 1 кгс/см . В этом случае номинальная температура ЗО изделия 2 будет соответствовать величине, задаваемой максимальным задатчиком 13, и равна 400 С. При повышении температуры электронагревателя

3 выше 500оС выход регулятора 10, уменьшаясь, уменьшает сигнал, поступающий на задающий вход регулятора 7, что вызывает уменьшение температуры изделия 2. Однако это уменьшение температуры может происходить только 4О до определенного значения, установленного минимальным эадатчиком 15, что необходимо по условиям технологического процесса, протекающего в электротермической установке 1.

Применение изобретения позволяет значительно повысить качество регулирования, обеспечивает стабильность технологического процесса, приводит к значительному повышению точности устройства, снижению брака.

Формула изобретения

Устройство для регулирования двух связанных параметров, содержащее регулятор первого параметра, один вход которого связан с выходом датчика первого параметра, а выход - с регулирующим органом, регулятор второго параметра, один и другой входы которого соединены соответственно с выходами датчика и задатчика второго параметра, а выход — с первым входом первого сумматора, второй вход которого йодключен к задатчику максимального значения первого параметра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью повышения точности устройства, оно содержит источник опорного сигнала, второй сумматор и эадатчик минимального значения первого параметра, выход которого связан с третьим входом первого сумматора и одним входом второго сумматора, выход которого подключен к другому входу регулятора первого параметра, а другой вход - к выходу первого сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом источника опорного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов. И., "Химия", 1974, с. 149-150.

2. Авторское свидетельство СССР

1I 189922, кл. 6 05 0 27/00, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР

II 640280, кл. G 05 0 27/00, 1976 (прототип).

Составитель Т. Озерова

Редактор С. Крупенина Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар

Заказ 75IO/66 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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