Устройство для регулирования инерционных объектов

 

Ofl HCAHHE „„981930

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкалистнческкх

Реслублкк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.08.80 (21) 2970447/18 24 (51)M. Кл..

6 05 В 11/16 с присоедкнеккем заявки ¹ (23) Приоритет

Государстмнный квинтет

СССР

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46

Дата олублккования описания 15.12.82 ио делал изебретеннй н открытий (53) УДК 62-50 (088.8). I

H. М. Большаков н Г. А. Гольдштейн т

А

Р

° д

Всесоюзное научно-производственное объеднненне етовводавтоматика

Д (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано, например, для регулирования уровня или расхода воды, преимущественно в оросительных системах.

Известно устройство для автоматического регулирования уровня нли расхода воды, состояшее из блоков, формируюших пропорционально-импульсное управление, и блоков, формируюших паузу в цикле рсгулирования (11.

Недостатками данного устройства являются малые точность и быстродействие.

Наиболее близким по технической сущностн к изобретению является устройство, содержашее сумматор, первый ахоп которого соединен с выходами иэмеритсльного блока и дифференциатора, второй вход — с выходом блока обратной связи, а выход — со вхопом триггера, первый к второй выходы которого соединены соответственно с первым н вторым входами блока обратной связи, входы измерительного блока и днфферснциатора подключсны ко входу устройства, и блок стабилизации 12) .

Недостатками известного устройства являются малая точность н быстродействие, обусловленные отсутствием связи с регулируемым параметром в течение времени паузы в цикле регулирования, так как блок стабилизации шунтирует вход триггера на время паузы в цикле регулирования. А, например, участок регулирования уровня (расхода) воды в оро о сительном канале, длина которого зависит от многих причин н измеряется десятками и сотнями метров, характсризустся зачастую значительным временем запаздывания начала изменения выходной величины (уровня в точке измерения датчиком) по отношению к началу изменения входной (уровня на месте затвора), которое является временем nayi зы в цикле регулирования. Но за время паузы, при медленно изменяюшсмся уровне (расходе)

20 воды, что обусловлено изменением водозабора потребителями, возникает значительное отклонение регулируемого параметра на входе устройства, которое не устраняется в данном

981930 з пикле регулирования, что приводит к несвоевременной водоподаче или непосредственному расходу оросительной воды.

Цель изобретения — повьппение точности и быстродействия устройства путем повышения качества водоподачи и экономии оросительной воды за счет уменьшения динамической ошибки и времени переходного процесса устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве >0 первый и второй входы блока стабилизации соединены с соответствующими входами триггера, первый и второй выходы — с соответствующими выходами устройства, а третьи выходы — с соответствующими третьими вхо= ° !5 дами блока обратной связи.

Причем блок стабилизации содержит реле времени, блок питания, блок выбора направления и исполнительный элемент, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока, третьи входы — соответственно с выходами блока выбора направления, первый выход с первым входом блока выбора направления и с первым выходом блока, второй выход — д со вторым входом блока выбора направления и со вторым выходом блока, а третий и четвертый выходы — соответственно с первым и вторым входами реле времени, выходы которого соединены соответственно с третьими выходами блока, первый и второй выводы блока питания подключены соответственно к выводам питания блока выбора направления и реле времени.

На чертеже приведена схема устройства для регулирования инерционных объектов.

Схема содержит измерительный блок 1, дифференциатор 2, сумматор 3, триггер 4, блок 5 обратной связи, переменные резисторы 6 и 7, резистор 8, переменный резистор 9, о резисторы 10 и 11, конденсатор 12, неоновые лампы 13 и 14; блок 15 стабилизации, исполнительный элемент 16; реле 17 с размыкающими контактами 17 и с замыкающими контактами 17 и 17, реле 18 с размыкающим: контактом 18 и с замыкающими контактами 18 и 18э, блок 19 выбора направления, реле 20 с замыкающим контактом 20 и с размыкающим контактом 20, реле 21 с замыкающим контактом 21 и с

5О, размыкающим контактом 21, реле времени

22 с размыкающими контактами 22 и 22 и размыкающим контактом с выдержкой времени 22 и блок 23 питания.

Блок 15 стабилизации содержит исполнительный элемент 16 с реле 17 и 18, блок 19 выбора направления с реле 20 и 21, реле времени 22 и блок 23 питания.

Устройство работает следующим образом.

При появлении сигнала отклонения регулируемого параметра на входах (являющихся входом устройства) измерительного блока 1 и дифференциатора 2, пропорциональный и дифференциальный сигналы с их выходов через первый вход сумматора 3 подаются на вход триггера 4. На том или ином выходе триггера 4 появляется управляющий сигнал, направление (знак) которого зависит от направления (знака) отклонения регулируемого параметра, Рассмотрим работу устройства, когда на первом выходе триггера 4 появляется сигнал направления "Больше" (работа устройства при появлении на втором выходе триггера сигнала направления "Меньше" аналогична).

С первого выхода триггера 4 сигнал "Больше" поступает на первый вход блока стабилизации 15 и далее через размыкающий контакт

18, реле 18 исполнительного элемента 16 подается на исполнительный механизм, подключенный к выходам блока 15 стабилизации, являющихся выходами устройства (на чертеже не показан) и на обмотку реле 20 блока !9 выбора направления, которое срабатывает и через замыкающий контакт 20 реле 20 вызывает срабатывание реле 17 исполкительного элемента 16, которое становится на самоблокировку через свой замыкающий контакт 17 и своим размгякающим контактом 17 разрывает цепь сигнала направления

"Меньше" исполнительного элемента 16, поступающего со второго выхода блока 15 стабилизации на исполнительный механизм. Кроме того, сигнал "Больше" с первого выхода триггсра 4 поступает на первый вход блока 5 обратной связи, конденсатор 12 которого начинает заряжаться через переменные резисторы R, R размыкающий контакт 22 реле времени 22, неоновую лампу 13, резистор 8, и когда напряжение на конденсаторе

12, поступающее через резистор !1 с выхода блока 5 обратной связи на второй вход сумматора 3, сравняется с напряжением на первом входе сумматора 3, триггер 4 возвращается в исходное состояние и управляюший сигнал "Больше" на его выходе прекращается.

При этом, очевидно, прекращается сигнал

"Больше" на выходе блока 15 стабилизации и отпускает реле 20 блока 19 выбора направления через размыкающий контакт 20 реле

20, размыкающий контакт 21 реле 21 этого блока и замыкающий контакт 17 реле 17 исполнительного элемента 16, срабатывает реле времени 22, которое размыкаюгцими контактами 22 и 22 разрывает цепь заряда и цепь разряда (через переменные резисторы 6, 9 и размыкающий контакт 22 реле времени 22) конденсатора 12 блока 5 обратной

35

55

5 98 связи. Начинается пауза в цикле регулирования, определяемая величиной времени, установленной реле времени 22 на размыкание своего контакта с выдержкой времени 22 . Если за время паузы сигнал отклонения регулируемого параметра через измерительный блок

1 и дифференциатор 2 на первом входе сумматора 3 превышает сигнал с выхода блока 5 обратной связи на втором входе сумматора

3, то на выходе триггера 4 появляется сигнал направления "Больше" (так как ранее предположили, что имеется сигнал направления "Больше" ), который поступает на первый вход блока 15 стабилизации и через размыкаюший контакт 18 реле 18 исполнительного элемента 16 подается на исполнительный механизм и на реле 20 блока 19 выбора направления, которое срабатывает и через свой размыкающий контакт 20 вызывает отпускание реле времени 22, через размыкающие контакты 22 и 22 которого восстанавливаются цепи заряда и разряда конденсатора

12 блока 5 обратной связи, который начинает заряжаться, так как сигнал "Больше" . с первого выхода триггера 4 поступает на первый вход блока 5 обратной связи. И опять, при равенстве напряжений на входах сумматора 3 триггер 4 возврашается в исходное состояние и управляющий сигнал "Больше" на его выходе прекращается, вследствие чего прекращается сигнал "Больше" на выходе блока 15 стабилизации и реле 20 блока 19 выбора направления отпускает, через размыкающий контакт 20 которого, вновь срабатывает реле времени 22, через размыкающие контакты 22 и 22 которого, разрываются цепи заряда и разряда конденсатора 12 блока 5 обратной связи. И вновь начинается пауза в цикле регулирования. Работу устройства можно охарактеризовать как сокращение паузы в цикле регулирования при увеличении сигнала отклонения регулируемого параметра выше предыдущего значения.

Если во время паузы сигнал отклонения регулируемого параметра, поступающий через измерительный блок 1 и дифференциатор 2 на первый вход сумматора 3, уменьшается (так как регулирование ведется с целью уменьшения сигнала отклонения} по сравнению с сигналом с выхода блока 5 обратной связи на втором входе сумматора 3, то на втором выходе триггера 4 появляется сигнал направления "Меньше", который поступает на второй вход блока 15 стабилизации, но на второй выход блока 15 стабилизации 15 не пройдет, так как разомкнут размыкающий контакт 17 исполнительного элемента 16. При поступлении сигнала "Меньше"со второго выхода триггера 4 на вход

1930 6 блока 5 обратной связи, выходной сигнал этого блока не изменяется, так как разомкнутая цепь заряда конденсатора 12 на время паузы в цикле регулирования. По истечении паузы в цикле регулирования (определяемой установленным временем реле времени 22) размыкается с выдержкой времени

22 реле времени 22 и опускают реле 17 исполнительного элемента 16 и реле времени 22. Схема возвращается в исходное состояние. Причем разряд конденсатора 12 блока 5 обратной связи через переменные резисторы 6, 9 и размыкающий контакт 22 реле времени 22 происходит почти мгновенно, что не влияет на выходной сигнал триггера 4.

Технико-экономический эффект от приме нения изобретения заключается в своевременной водоподаче и зкономии оросительной воды за счет сокращения времени регулирования и повышения точности водоподачи потребителям и составляет, например, для мелиоративного канала с расходом воды 30 м /с примерно 15 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования инерционных объектов, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходами измерительного блока и дифференциатора, второй вход — с выходом блока обратной связи, а выход — с входом триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока обратной связи, входы измерительного блока и дифференциатора подключены к входу устройства, и блок стабилизации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем первый и второй входы блока стабилизации соединены с соответствующими входами триггера, первый и второй выходы — с соответствующими выходами устройства, а третьи выходы — с соответствующими - третьими входами блока обратной связи.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в нем блок стабилизации содержит реле времени, блок питания, блок выбора направления и исполнительный элемент, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока, третьи входы — соответственно с выходами блока выбора направления, первый выход — с первым входом блока выбора направления и с первым выходом блока, второй выход — с вторым входом блока выбора направления и с вторым выходом

7 981930 блока, а третий и четвертый выходы — соответственно с первым и вторым входами реле времени, выходы которого соединены соответственно с третьими выходами блока, первый и второй выводы блока питания подключены соответственно к выводам питания блока выбора направления и реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ганхин М. 3. Автоматизация и телемеханизация мелиоративных систем. М., Колос", 1965, с. 98--105.

2. Авторское свидетельство С(ТР N" 541142, кл. G 05 В 11/16, 1970 (прототип}.