Устройство для регулирования расхода жидкости

СОК 1 З СОВ ТСКИУСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7/06 РЕТЕНИЯ га (фиг. 5) со. дав триггеГ ОС УДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИРАСХОДА ЖИДКОСТИ Изобретене относит я к обла"ти автоматического ре улировэния и предназначено для автоматического регулирования расхода и дозироеания жидкостейЦель изобретения - повышение точности и функциональной надежности.На фиг, 1 и 2 представлена структурная схема устройства, на фиг 3 - функциональная схема переключателя, режима: на фиг. 4 - функциональная схема формирователя импульсов опроса на фиг 5 - функциональная схема блока разрешения сдвига; на фиг.6 - функциональная схема формирователя тактовых импульсов: на фиг. 7 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 8 - алгоритм работы микрокомпьютера в режиме обработки данных.Устройстао содержит импульсные датчики 1-1, 1-2 скорости, напримр турбина, вращающаяся в магнитнол поле постоянного магнита, переключатели 2-1, 2-2 проверок, фильтры 3-1, 3-2 низких часгот, компараторы 4-1, 4-2, форлировэтели 5-1, 5-2, регулирующие органы 6-1, 6-2, согласующие трансформаторы 7-.1, 7-2, резисторы 8-1, 8-2, элементы И 9-1, 9-2, триггеры 10-1, 10.2, счетчики 11 - 1,11-2 импульсов, двигатели 12-1, 12-2, элементы И 13 и 14,5 О 1707602 А 1(57) Изобретение предназначено для автоматического регулирования расхода и дозирования жидкости. Цель изобретения повышение точности и функциональной надежности устройства. Для этого в устройстве для регулирования расхода жидкостей имеются два канала измерения и регулирования и контрольные цепи, которые управляются с помощью блока вычислений. 4 з.п,ф-лы, 8 ил. преоб, аователь 15 параллельного кода в последовательный, блок 16 вычислений (например. типа К 1810 ВМ 85), реверсированчые блоки 17 - 1, 17-2 управления, формирователь 18 импульсов опроса, блок 19 разрешения сдви а, формировэтель 20 тактовых импульсов, контрольный трансформатор 21, блок 22-1 управления, ключ 22-2, блоки 23-1, 23-2 гальванической развязки, согласующий усилитель 24, представляющие собой, например, оптроны или трансформаторы, мультиплексор 25, источник 26 проверочного сигнала (генератор любого типа) и трубопровод 27 для подачи текущей среды, в который встроены регулирующие органы 6-1, 6-2, связанные с двигателями 12-1, 12-2,Переключатель режима 2 - 1 (2-2) (фиг. 3) содержит релейные элементы 28 и 29, которые имеют замыкающие контакты 30-1 и 30-2 и размыкающий контакт 31, а релейный элемент 29 - переключающий контакт 32, резистор 33.Формирователь 18 импульсов опроса (фиг, 4) содержит два счетчика 31 1, 34-2 и два дешифратора 35-1, 35-2Блок 19 разрешения сдвидержит два триггера 36-1, 361707602 Корректор О.Кравцова Заказ 2 б 7 Тираж Подписное В НИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,Москва,)К, Раушская наб 4/5 Производственно издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ЮРедактор Л Гратилло люонврафигЮ Составитель В.Прямицин Текред Ч. Моргенталра 37-1 37-2, элементы ИЛИ 38-1, 38-2, 38-3 и элементы И 39-1, 39-2, 39-3, 39-4,Формирователь 20 тактовых импульсов (фиг. 6) содержит счетный триггер 40 и элементы И 41 - 1, 41-2,Устройство работает следующим образом.При подаче текущей среды турбины диски импульсных датчиков 1-1 и 1-2 начинают вращаться, пересекая магнитные линии, вследствие чего на выходе датчика, который обычно представляет собой обмотку будут вырабатываться сигналы, частота которых определяется скоростью вращения турбины ии диска, а значит, и скоростью движения текущей среды. Датчики вращения могут быть и любого другого типа, Эти сигналы (обычно импульсные), проходя через трансформаторы 7 - 1, 7-2, которые служат для развязки сигналов по общему проводу, поступают на фильтры 3-1, 3-2, полоса пропускания которых выбрана в пределах изменения рабочей частоты на выходах датчихов 1-1, 1 2. Порог срабатывания компараторов 4 - 1 и 4-2 выбран таким образом, чтобы через него проходили только сигналы, вырабатываемые датчиком, а помехи, : . зникак щие в линиях связи, которые обычно ил 1 еют ме ьшую амплитуду, подавлялись, Таким образом осуществляется зашита полезного сигнала по частоте и амплитуде, причем на выходах компараторов 4-1, 4-2 сигнал будет уже по Форме максимально близким к прямоугольной, из х сторого формирователи 5-1, 5-2 Формируют сигнал малой длительности, обеспечивающий работу цифровой части устройства, а при необходимости резервирования (например, параллельного включения каналов) они обеспечивают работу устройства при неисправностях типа короткого замыкания или появления ложного сигнала на выходах компараторов 4-1, 4-2, Далее импульсы подсчитаются счетчиками 11-1, 11 - 2, которые перед началом работы сбоасываются в исходное состояние сигналом общего сброса (ОС). Блок 16 вычислений периодически осуществляет запросы инС ормации с датчиков 1-1, 1-2. Все запросы кроме первого, анализируются этим блоком.Перед началом опроса поступает сигнал ПНО (признак начала обмена; (фиг. 7), который устанавливает или под 1 верждает исходное состояние всех элементов г 1 амяти, кроме счетчиков импульсов 11-1, 11-2. Далее поступают импульсы опроса, из которых формируются микрокоманды управления, Микрокоманды Т устанавливают первый триггер 10-2 в состояние "0", пре ращая прохождение импульсов через элемент И 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 9 - 1. В этом случае мультиплексор 25 под. ключает к информационным входам преобразователя 15 выходы счетчика 11 - 1. Далее формируется микрокоманда запись (Зп), которая переписывает информацию в преобразователь 15. Следующая микрокоманда Т 2 производит сброс счетчика 11-1, а микрокоманда ТЗ, устанавливая в "1" состояние триггер 10-1, разрешает прохождение информации с датчика 1-1 на этот счетчик.Одновременно данный импульс формирует при помощи блока 19 единичный уровень, открывающий элемент И 14, который, пропуская импульсы опроса. осуществляет сдвиг информации, формируя на выходе элемента И 13 последовательный код, соответствующий коду счетчика 11 - 1, который поступает на вход блока 16. Сдвиг осуществляется до формирования импульса микро- команды Т 4, Время формирования этой команды определяется разрядностью счетчика 11-1, Далее формируется микрокоманда Т 5, устанавливающая в состояние "0" триггер 10-2, что определяет прекращение прохождения импульсов с датчика 1-2 на счетчик 11-2 импульсов. В промежутке времени до формирования микрокоманды Т 4 формируется сигнал. подключающий мультиплексор 25 к входам счетчика 1-2 импульсов, поэтому при формировании сигнала Зп 2 в преобразователь 15 запишется информация со счетчика 11-2 импульсов, Данный счетчик устанавливается в исходное состояние микрокомандой Т 6. Микрокоманда Т 7 устанавливает триггер 10-2 в состояние "1". разрешая счет импульгов с блока 19 датчику 1-2. Задний фронт микро- команды Т 7 формирует сигнал на выходе схемы, который разрешает прохождение импульсов опроса для преобразования информации датчика 2-1 на блок 16 Данный сигнал снимается в любой момент после окончания сдвига.Далее работа повторяется при приходе следующих сигналов опроса.В связи с тем, что частота импульсов опроса намного выше(обычно на два порядка и более) рабочей частоты датчика, ошибки в опросе практически не бывает. Максимальная погрешность в обработке ( импульс) может быть только в том случае, если импульс, закрывающий прохождение сигналов через элементы И 9-1, 9 - 2, попа. дет на задний фронт рабочего импульса, В этом случае будет погрешность в недооценке всего одного импульса. Эта величина погрешности от дискретности очень мала, При обработке, например 8-и разрядных счетчиков импульсов она составляет величину 0,19, что учитывается при оценке, 1707602При нормальной работе системы и тру. бопровода 27 показания счетчиков 11 1.11-2 одинаковы, т.е. расход ео всем трубоп. роводе 27 одинаковый.Блок 16 проводит анализ реальных показаний расхода (о) с заданным(вц) и выдает сигналы на открытие (О) или закрытие (3) регулирующих органов 6-1 и 6-2 (фиг, 8), Сигналы "0" или "3" схемы реверсирования управляют двигателями 12-1 и 12-2, якоря которых имеют механичекую связь с регулирующими органами 6-1, 5-2. Если расход вь =Мч, то сигналы на управление двигателями 12-1 и 12-2 не выдаются.В случае, если расход, регистрируемый датчиком 1-1, через время гэ больше расхода, регистрируемого датчиком 1-2, то имеется вероятность того, что на участке трубопровода 27 между датчиками 1-1 и 1-2 имеет место утечка текущей среды В этом случае микрокомпьютер вырабатывает сигналы(Пр 2, Пр 3), вызывающие срабатывание переключателей 2-1, 2-2. Эти переключатели построены таким образокл, что при подаче команды на релейные элементы 28 и 29 происходит срабатывание управляемых этими обмотками контактов. В этом случае система отключается от датчиков и подключается к контрольному трансформатору 21. Далее подается сигнал Пр 1, который через блок 22-1 управления замыкает ключ 22-2 и на вход системы управления подлюся сигналы от источника 26 пров".рочного сигнала. Поскольку частота источника 26 известна, то при опросе известно и число импульсов, которье подсчитываются счетчиками 11-1, 11 - 2. Если результат са)лопроверок - норма, то микрокомпьютер вырабатывает сипал на элкрь тие вентилей т,е. поступление текущей среды на данный участок трубопровода пр кращается. После этого снимается сигнал ПрЗ Ь зтсм случае когда отсутствует расход проверяется на целостность выход датчиков 1 - 1,1-2 частоты вращения (отсутствие обрыва). При получении нормы при проверке от контрольного трансформатора 21 выдается сигнал повреждения трубопровода и при необходимости сигнал на подключение резервной ветви трубопровода. ВО всех случаях отклонения от нормы блок 16 выдает сигналы на пульт оператора. И если таимер блока не будет сброшен с пульта, автоматически происходит отключение участка трубопровода 27, ограниченного датчикали 1 - 1, 1-2. При сбросе таймера до истечения заданного времени закрытия регулирующих элементов может не происходить, Кроме того, с пульта возможна и ручная подача сигналов управления р гулирующими э чу ментакли 01 П, 31 П. 02 П. 32 П (фи 8)Формула изобретения 1. Устройство для регулирования расхо 5 да жидкости, содержащее трубопРОВОД Срасположенными на нем первым регулирующим Органом, первым импульсным датчиком скорости, вторым регулирующим органом и вторым импульсным датчиком 10 скорости. первый переключатель режима,блок вычисления, два фильтра низкой частоты, последовательно соединенные первый компаратор и первый формирователь им.пульсов, а также последовательно соеди ненные первый реверсивный блокуправления и первый двигатель, связанный с первым регулирующим органом, при этом выход первого фильтра низкой частоты соединен с входом первого компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности и функциональной надежности, в него введены формирователь импульсов опроса, блок разрешения сдвига. преобразователь параллельного кода в 25 пп-ледэеагельный четыре элемента И, со.Гласук щий усили.ель. даа счетчика импуль.сов м льтиплексор дра триггра втппой реверсивный блок у.рлвлели"- 7 ГОлй дви га ель формгро:-,ета - ,Огых импул.сов, 30 два блГ;х,. Галь,э и хой ра.-цэи два соГласующи (Оачсфор"л" Ора к4 тролг ныйл трасформатор. ИГТОчни" прово н: О сиГ.нала два р.эделительчых р-ис.оря. второй ком-,аратор с. , Г О, с р Оогэтель 35 и пульсов, ":оч и О-О уг ьлеу 1;,лючом,причем иГточн к Ов" О;гг синала Рключе через клксч е О-г,ь, нчю О; Отку колгрольногО транснао;к;-.тора Г то, Глчная Обмока кг- ОГО , - д 1 ена ппвьч выво дОМ С ПврВЬлИ С,;ЧВЛЬ,1 ЬМИ ВОдЛ дВупереключателе режима а вторьк вь:в-:дэмч.Реэ пеРвыи и вгсьго; Г,лэд;. ельныеГ, . э и с т О р ь - с в ГО р ь гл 11 1у э л ь ч ь ьлВ х О да ми соответственно первого и етсрого пере кл ючателей режима, с Оед чен н ь 1 х тоетьимисигнальныкли входами с первьми вь водами СООтВЕтстВЕНЧО ПЕРВОГО И ЕтОРО О ИлПУЛЬС- ных датчиков скорости, которые подключены вторыкли выводами к первых выходам 50 соответствечно первого и второго и .реключателей режима и через первичные Обмотки соответственно первого и второго согласующих трансформаторов - к вторым входам СООтВЕтСтВЕННО ПЕРВОГО И ВтОРОгО пЕРЕкЛЮ чателей режима, подключенных первым иВТОРЫМ УПРаВЛЯЮЩИМИ ВХОДаглИ СООтВЕтСтвенно к второму и третьему вь ходам, блок вычислений, выход опроса которого соеди нен с еходсм первого блока гальваническойразвязки, выход признака начала опроса 170760245 50 55 с входом второго блока гальванической развязки, четвертый, пятый и шестой выходы - соответственно с первым, вторым и третьим входами первого реверсивного блока управления, а седьмой, восьмой и девятый выходы - соответственно с первым, вторым и третьим входали второго реверсивного блока управления, подключенного выходом к входу второго двигателя, связанного с вторым регулирующим органом, вторые обмотки первого и второго согласующих трансформаторов соединены соответственно с выходами первого и второго фильтров низкой частотц, выход второго фильтра низкой частоты соединен с входом второго компаратара, подключенного выходам к входу второго фармираватгля импульсов, выходы первого и второго формирователей импуль;. ав соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы катсрых подключены к выходам . аатветственна первого и второго триггеров, а выход - к инФормационным входам соответственна первого и второго счетчиков импульсов, соединенных группами выходов соответственно с первой и второй группами инфарглацианнх входов мультиплексора, подключенного входам управления к выходу Разрешения фармировател импучьсав опроса, а группой выходов - к первой груп 1 е ехадав преобразователя параллельна:а кадв в последовательный. у катарага первый и второй входы записи содинены с первым и вторым выходами формирователя импульсов опроса, тактовый вход - с выходом третьего элемента И и с первым входом четвертога элемента И, а выход - с вторым входом четвертого элемента И, соединенного с входом согласующего усилителя, подключенного выходам к информационного входу, блок вычислений первьй вход формирователя тактовых им пульсов соединен с выходам первого блока гальванической развязки и первым входом третьего элемента И, подключенного вторым входом к выходу блока разрешения сдвига, второй вход формирователя тактовых импульсов соединен с вь кодом второго блока гальванической развязки, входом признака начала опроса блока разрешения сдвига и формирователя импульсов опроса, саединеннаа первым и вторым тактовыми вкадами саотве 1 ственно с первым и вторым выходами фармировэтеля тактовых импуль. сав, первым выходам подключенного к первому входу первого триггера, вторым выходом - к тактовому входу первого счетчика импульсов, третьим выходом - к второму входу первого триггера и к первому входу блока раэрешения сдвиг а, четвертым выхо. 5 10 15 20 25 30 35 40 дом - к второму входу блока разрешения сдвига. пятым выходом - к первому входу второго триггера, шестым выходом - к тактовому входу второго счетчика импульсов, седьмым выходом - к второму входу второго триггера и к третьему входу блока раэреше. ния сдвига, подключенного четвертым входом к восьмому выходу формирователя импульсов опроса, входы сброса первого и второго счетчиков импульсов соединены с шиной сброса.2, Устройство поп,1.от лича ю ще ес я тем, что каждый переключатель режима содержит резистор, первый релейный элемент с двумя замыкающими и одним размыкающим контактами и второй Релейный элемент с переключающим контактом, средний вывод которого соединен с первым выводом размыкающей пары переключающего контакта, первыми выводами размыкающего и первого замыкающего контактов и первым выводом рсэистара, второй вывод кочарого соединен с вторым выводом размцкающего контакта и первым выводом второго замыкающего контакта, причем входы первого и второго релейчых элементов являются соответственно пер вым и вторым управляющими входами переключателя, вторые выводы етарага и первого замыкающих контактов являются соответственно первым и вторым сигнальными входами переключателя первый вывод Резистора является третьим сигнальным входом, а второй вывадзамыкающей пары переключающего контакта и второй вывод резистора являются соответственна первым и вторым выходами переключателя,3. Устройства по п, 1, а т л и ч а ю ще ес я тем, что формирователь импульсов опроса содержит два дешифратора и два счетчика, подключенных группами аыладав к соответствующим группам входов соответствующих дешифраторов, причем объединеннце тактовые входы первого счетчика и второго дешифратара являются первым тактовым входам формирователя, обьединенные тактовые входы второго счетч ка и перво а дешифратара являются вторым тактовым вхадал формирователя объединенные входы установки обоих счетчиков являются входом признака начала опроса, второй выход первого счетчика является вы ходом разрешения, первые выходы первого и второго дешифраторов являются соатветственна первым и вторым выходами, вторые выходы первого и второго дешифраторов являются соответственно третьим и четвер.тым выходали, третьи выходы первого и второго дешифра 1 аров я вляютсяе. соответственно пятыл 1 и шестым вь/ходами, чвтВЕРтЫЕ ВЫХОДЫ ПЕРВОГО И В 1 ОРОГО ДЕ- шифраторов являются соответственно седьмым и восьмым выходами, а пятый и шестой выходы второго дешифратора являются со ответственно первым и вторым выходами формирователя.4, Устройство по и. 1, от л и ч а ю ще ес я тем, что блок разрешения сдвига содерм ит четыре элемента И, три элемснта ИЛИ 10 и четыре триггера, первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первые входы которого обьединены и подключены к выходу первого 15 триггера, вторые входы объединены и подключены к Вьходу второго триггера, а третьи входы обьединены и подключены к выходу оетьего триггера, соединенного входом нулевой установки с выходол 1 второго элемен та ИЛИ, выход четвертого триггера подключен к первым входам третьего и четвертого элел 1 ентов И, соединенных выходал 1 и с тактовыми входами соотве 1 ственно первого и второго триггеров, входь единич ной установки котор . соединены с шиной логической единицы, а входы нулевой установки - с шиной логического нуля, второй вход четвертого эпеента И соединен с выходом тра/тьего элемента ИЛИ, причем вход 30 единичной установки третьего тр 1 гсР 1. объединенный с первым входом третьего элемента ИЛИ, является первым входом блока, второй вход третьего элемента И является вторым входом блока. Второй вход трЕтЬЕГО ЭЛЕМЕНта ИЛИ яВЛяЕтСя трЕтЬ 1 Л 1 входом блока, объединенные третий вход третьего элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ и вход единичной устан "Р- ки четвертого триггера являются четверг"м входом, объединенные входы сброса первого и второго триггеров, второй вход второго элемента ИЛИ и вход нулевой установки четвертого триггера являются входом признака начала обмена, выход первого элемента ИЛИ является выходом блока.5. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю ц е ес я тем, что формирователь тактовых импульсов содержит триггер и два элемента И. первые входы которых соединены со счетным входом триггера, подллюченного 1 нверсным выходом к второму входу первого элемента И, прямым Выходом - к второл 1 у входу второго элемента И, причем счетный вход и вход сброса триггера являются соответств нно первым и вторыл 1 входами формирователя, выходы первого и второго элементов И являю.ся соответственно оер- ВЫМ И ВТОРЫМ татОВЫЛИ ВЫХОДЭЛ 1 фОРМИ- рователя