Импульсный регулятор

 

(72) Авторы изобретения

Н.И.Большаков и Г.А. Гольдштейн

Всесоюзное научно-производственное обьединеь 4е

"Союзводавтомат ика" (7! ) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автомати-; ческому регулированию и может быть использовано, например, в системах (устройствах) для регулирования уровня (расхода) воды, преимущественно, в оросительных системах. 5

Известны устройства импульсного регулирования, в которых осуществляют формирование импульсного управления с последующим формированием временной паузы в цикле регулирования устройствами, использующими принцип временной зависимости (термогруппа, скорость двигателя и др.) $1 ).

Однако устройствам присуща низкая точность формирования времени паузы в цикле регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является о устройство импульсного регулирования, содержащее измерительный элемент, дифференциатор, блок обратной связи, импульсный элемент, реле времени (2 1.

Это устройство практически не по" зволяет точно определить время добегания (время чистого запаздывания) изменяющегося уровня (расхода) воды у затвора до датчика и, следовательно, качественно регулировать технологический процесс водоподачи вследствие того, что время добегания изменяющегося уровня (расхода)воды у затвора до датчика непостоянно и зависит от уровня (расхода) воды в данный момент времени у затвора и от параметров канала (например, изменение коэффициента шероховатости).

Цель изобретения - повышение точности импульсного регуюйтора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство импульсного регулирования, содержащее импульсный элемент, выход которого является вы-. ходом устройства, введены последовательно соединенные первый ключ, первый блок памяти, блок сравнения, компаратор, первый элемент ИЛИ, первый

993203 элемент И, реверсивный счетчик, второй элемент И и второй ключ, а также второй блок памяти, второй и третий элементы ИЛИ, третий и четвертый элементы И, элемент НЕ, причем второй вход второго ключа соединен с вторым входом блока сравнения с первым входом первого ключа и с входом устройства, а выход - через импульс" ный элемент, соединен с входом вто- 10 рого блока памяти и через второй элемент ИЛИ с вторым входом реверсивного счетчика, с входом элемента НЕ и с вторым входом первого ключа, выход второго блока памяти соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом компаратора, а выходы - с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу реверсивного счетчи:а, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, третий вход первого элемента

И подключен к выходу реверсивного счетчика, выход второго ключа подключен к выходу формирователя паузы.

Паузы в цикле регулирования определяется не временем добегания (временем чистого запаздывания) изменившегося уровня (расхода) воды у затвора до датчика, вследствие его непостоянства, а изменившимся уровнем в створе датчика после импульсного управления (и следовательно, изменившимся

55 сигналом отклонения регулируемого параметра).

На чертеже изображена блок-схема импульсного регулятора.

Устройство импульсного регулиро40 вания (фиг. 1) состоит из импульсного элемента 1 и формирователя 2 паузы, причем, формирователь паузы содержит блок 3 сравнения, блок 4 памяти сигнала, компаратор 5, ревер45 сивный счетчик 6, блок 7 памяти, ключи 8 и 9, элементы ИЛИ 10-12, элементы И 13-16 и элемент НЕ 17.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал отклонения регулируемого

50 параметра поступает на входы блока

3 сравнения, первого ключа 8 и через второй ключ 9 на импульсный элемент

1, При величине сигнала отклонения, не превышающей зоны чувствительности импульсного элемента 1, на его выходе нет импульса управления и при этом закрыт первый ключ 8, реверсивный счетчик 6 находится в исходном состоянии, т.е. отсутствует сигнал на его выходе, и отсутствует сигнал на выходе блока 7 памяти направления.

Теперь, если величина сигнала от клонения регулируемого параметра превысит зону нечувствительности импульсного элемента 1, то на его выходе появится импульс управления по направлению "больше" или "меньше", который поступит.на вход блока 7 памяти направления и на его выходе запомнится и через первый элемент ИЛИ 10 разрешит прямой счет на первом входе реверсивного счетчика 6 и прохождение сигнала отклонения через первый ключ 8 на выход блока 4 памяти сигнала, а через элемент НЕ 17 запретит прохождение появившегося выходного сигнала реверсивного счетчика через четвертый элемент И 16 на закрытие второго ключа 9 и запретит прохождение сигнала направления "больше" или меньше". с выхода компаратора 5 на вход реверсивного счетчика 6 после появления его разрешающего выходного сигнала на входе третьего элемента И 15 до исчезновения сигнала направления с выхода компаратора 5, вследствие нулевого сигнала сравнения с выхода блока 3 сравнения из-за равенства сигнала отклонения и выходного сигнала блока 4 памяти сигнала на его входе при открытом первом ключе 8.

По окончанию импульса управления с выхода импульсного элемента 1 останавливается прямой счет на первом входе реверсивного счетчика 6 и закрывается первый ключ 8 через первый элемент ИЛИ 10, а по сравнению имеюще го с я выходного сигнала р евер с ивного счетчика 6 и окончившегося импульса управления через первый элемент ИЛИ 10 и элемент НЕ 17 на входе четвертого элемента И 16, с выхода последнего закрывается второй ключ 9.

Начинается пауза в цикле регулирования.

Теперь при изменении сигнала отклонения регулируемого параметра относительно его запомненного значения блоком 4 памяти сигнала появляется сигнал сравнения, отличный от нуля, на выходе блока 3 сравнения.

При повышении сигналом сравнения зоны нечувствительности компаратора5, на его выходе появляется сигнал направления "больше" или "меньше".

993203

Если появившийся сигнал направления не совпадает с запомненным направлением импульса направления на входах первого или второго элементов И 13 или 14, то проходя на второй вход реверсивного счетчика 6 через второй элемент ИЛИ !1 и третий элемент И 15 разрешает обратный счет реверсивного счетчика, по окончанию которого реверсивный счетчик 6 устанавлива" ется в исходное состояние и запрещает с выхода прохождение сигнала на" правления на втором входе третьего элемента И 15 на свой второй вход обратного счета, а через четвертый 15 элемент И 16 выходной сигнал реверсивного счетчика открывает второи ключ 9, вследствие чего сигнал отклонения регулируемого параметра поступает на вход импульсного злемен- 20 та 1.

Если сигнал направления совпадает с запомненным направлением импульса управления на входах первого или второго элементов И 13 или 14, 25 то с выхода первого 13 или второго

14 элемента И через третий элемент

ИЛИ 12 устанавливается (сбрасывается) в исходное состояние реверсивный счетчик 6, с выхода которого запрещает- эо ся поступление сигнала направления через третий элемент И 15 на его второй вход обратного счета и через четвертый элемент И 16 открывается второй ключ 9. Вследствие этого сигнал отклонения регулируемого параметра поступает на вход импульсного элемента 1 и начинается снова импульс управления (так как сброс предусмотрен в случае дальнейшего изменения сигнала отклонения регулируемого па- раметра в первоначальном направлении, например, уровень воды продолжает уменьшаться в паузе цикла регулирования).

Дальнейшая работа устройства импульсного регулирования аналогична вышеописанной.

Использование предлагаемого устройства выгодно отличает его or орототипа, так как повышает качество регулирования системами автоматического регулирования уровня (расхода) воды в оросительных системах за счет сокращения времени регулирования

55 (так как прототип настраивается на заданное время чистого запаздывания, а оно может быть больше или меньше действительного и в случае меньшего времени возникает перерегулирование, что (также как и большее время чистого запаздывания увеличивает время регулирования технологического процесса при устранении возникшего рассогласования) и своевременности водоподачи потребителям (так как прототип за заданное время не реагирует на изменение уровня (расхода) воды в направлении первоначально начавшегося изменения, а это необходимо при медленно меняющемся процессе водопотребления). формула изобретения

Импульсный регулятор, содержащий импульсный элемент, выход которого является выходом устройства, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, он содержит последовательно соединенные первый ключ, первый блок памяти, блок сравнения, компаратор, первый элемент

ИЛИ, первый элемент И, реверсивный счетчик, второй элемент И и второй ключ а также второй блок памяти, 7 второй и третий элементы ИЛИ, третии и четвертый элементы И, элемент НЕ, причем второй вход второго ключа соединен с вторым входом блока сравнения, с первым входом первого ключа и с входом устройства, а выход через импульсный элемент соединен с входом второго блока памяти и через второи элемент ИЛИ с вторым входом реверсивного счетчика, с входом элемента HE и с вторым входом первого ключа, вы" ход второго блока памяти соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом компаратора а выходы - с входами третьего weмента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу реверсивного счетчика, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, третий вход первого элемента И под« ключен к выходу реверсивного счетчика, выход второго ключа подключен к выходу Формирователя паузы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ганкин И.З. Автоматизация и телемеханизация мелиоративных систем.

"Колос", 1965, с. 94-1 04.

2. Авторское свидетельство СССР

М 41142, кл. G 0 В l l/16, 1977 (прототип).