Устройство для автоматического регулирования технологического параметра

2600 А ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК В Э 21 Г 5/ОО О О о АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТЕНИ ОБР ЕЛЬСТ ОП РСИОМУ СВИД(21 ) 3371607/.28-12 . содержащим усилительно-преобразов а- (22) 25,12.81 тельный блок, соединенный с первым (46) 07.11.83. Бвл. В 41 ,входом блока настроек, выход которо- (72) В.В.Вознесенский и В.Н.Суриков го подключен к исполнительному ме- (71); Ленинградский технологический ханизму, воздействующему на регулиннститут целлюлозно-.бумажной. про- . руеиюй параметр, датчик регулируемовваапеиности , . го параметра, соединенный через блок ,(53):76.012(088.8), дифференцирования, диод и первый (56) 1. Авторское свидетельство. СССР вход блока переключения параметров по заявке 9 3271027/28-12,кл,О 21 Г настроек с вторви входом блока наст.5/00, 23 в 0282. роек регулятора, о т л и ч а в щ е- .(54)(57) устРОИСТВО для АВТОМАтИЧКС" е с я. тем, что, с целью повьааения КОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГЗИФСКОГО качества Регулирования, оио имеет ШРИЕТРА, преимущественно влажности . квадратор и оптимизатор, выход пос бумажного полотна, содержащее датчик .леднего соединен с вторым входом .и задатчик регулируемого параметра,: , блока переключения параметров, а соединенные через сумматор с регуля- вход .через квадратор соединен с тором технологического параметра, , выходом сумматора.СКп 1 м +КО, хдФ+СО2 х + Кх сИ. + Сп 2 при сС, =0 при о., О бО Изобретение.относится к устройствам, осуществляющим автоматическоерегулирование, различными технологическими процессами, и может бытьиспользовано в целлюлозно-бумажнойпровышленности при автоматическомрегулировании влажности бумажногополотна, вырабатываемого на бумагоделательных машинах.Известно устройство автоматического регулирования технологическогопараметра, преимущественно влажнос-ти бумажного полотна, содержащеедатчик изадатчик регулируемогопараметра, соединенные через сумматор с регулятором технологическогопараметра, содержащим усилительнопреобраэовательный блок, соединенный с первым входом блока настроек,выход которого подключен к исполнительному механизму, воздействующему на регулируемый параметр, приэтом датчик регулируемого параметра соединен также через блок дифференцирования, диод и первый входблока переключения параметров настроек с вторым входом блока настроекрегулятора Г 1 3,Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает оптимального изменения параметров настроек регулятора, посколькуне в полной мере учитывает распределение спектральной плотности сигнала,поступающего с датчика технологического параметра. Так, например, приналичии высокочастотного сигналав спектре, поступающего с датчика,вызывакщего резонанс в системе и изменение параметров настройки регулятора,.изменение параметров не зависит от величины амплитуд сигнала внизкочастотной части спектра,.чтоснижает качество регулирования, поскольку не в полной мере учитываеттекущее распределение амплитуд ичастот в сигнале технологическогопараметра.Цель изобретения - повышение качества регулирования,Цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования технологического параметра, преимущественно бумажного полотна, содержащее датчик и задатчик регулируемого параметра, соединенные через сумматор с регулятором технологического параметра, содержащим усилительно-преобразовательный блок, соединен.ный с первым входом блока настроек, выход которого подключен к исполнительному механизму регулируемого параметра, датчик регулируемого параметра соединен через блок дифференци рования, диод и первый вход блока переключения параметров настроек с вторым входом блока настроек регуля. тора, имеет квадратор и оптимизатор,1выход последнего соединен с вторымвходом блока переключения параметров,а вход через квадратор соединен свыходом сумматора.На фиг.1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; на фнг. 2 амплитудно-Фазовая характеристикаблока дифференцирования.Блок-схема включает объект регулирования " сушильную часть 1 бумаго О делательной машины, состоящую изсушильных цилиндров 2, по которымпроходит бумажное полотно 3, накат 4 и устройство автоматическогорегулирования, состоящее из датчи ка 5 влажности, эадатчика 6, сумматора 7, регулятора 8, содержащегопоследовательно соединенный усилительно-преобразовательный блок 9 иблок 10 настроек, исполнительногомеханизма 11 на линии подачи парав сушильные цилиндры блока 12 дифФеренцирования, диода 13, блока 14переключения параметров настроек,квадратора 15 и оптимизатора 16.25 Амплитудно-фаэовая характеристика блока 12 представлена на фиг. 2,где Т - постоянная времени дифференцирования блока 12, К - коэффициентгусиления блока 12, 01,Ч -вещественная и мнимая части характеристики,м - угловая частота входного сигнала 1/р,АО, А, А 2 - амплитуда выходного сигйала а на частотах о,м и ы А - амплитуда срабатыг нвания блока 14 переключения.31 далее сигнал с блока дифференцирования поступает на диод 13, с кото-рого однополярный сигнал д З подаетсяна блок 14 переключения, имеющий зону нечувствительности,. определяемую 40 величиной Я, При амплитуде сигнала Ы ( А на вход блока 10 поступаетЭСИгнал Ю 40 у а ПРИ К 3 Ъ Ян на выходе блока 14 формируется сигйалсС фОСигнал с блока 14 поступает на 45 блок 10 настроек регулятора, который в случае О Ф 0 устанавливаетодни параметры настройки регулятора, а при Ы,40 изменяет их.Таким образом, блок 14 в эависи О мости от величины сигналов и устанавливает на блоке 10 коэффициенТы Кл 1 И КО Или Кп 2 и Кщ 2При этом управляющий сигнал срегулятора 8 будет где Ки К 2, Ки К 2 - козфб 5. Фициейты усйления, устанавливаемые"Патент л,Проект Филиал П г.ужгоро я,4 блоком 14 переключения на блоке 10 настроекДлительность сигнала при д ФО, а следовательно, н время работы усройства на параметрах К 2 и КО 2 .бу дет зависеть от частоты изменения сигнала о . Так, при постоянной входной амплитуде, подаваемой на блок 12 дифференцирования, с увеличением частоты см амплитуда выход. ного сигнала сС 2 бЛока 12 увеличивается при частоте со составляет 41 ю 1 а при частоте шг увеличивается до Яг . коэффициент передачи бло ка 12 стремится к значению К /Тг при ы -се . С уменьшением частоты сигнала о амплитуда выходного сигнала о 2 стремится к нулю.При амплитуде сигнала а Мень. ШЕй, ЧЕМ 4длительность выходного сигнала сК 4 равна нулю.Таким,образом, с увеличением амплитуды и частоты сигнала с, увели 1 чивается амплитуда выходного сигна ла блока 12 и частота появления сигнала ф(. 4 О, что приводит к увеличению времени работы регулятора на параметрах настройки Кн 2 и 12. При отсутствии в спектре изменения технологического параметра высоких ( щ, ) частот с амплитудами.: сигнала 4. ( К 1/Т (фиг, 2), регулятор 8 будет работать с параметрамИ настройки К и Кц, которые соответствуют оптимальным параметрам, исходя, например, иэ квадратического интегрального критерия качества при оценкЕ качества работы системы регулирования на Ь-.Функцию, т.е, на единичное скачкообразное входное возмущение.В случае, когда спектр изменения технологического параметра состоит преимущественно из высоких частот с амплитудами сигнала ЫА при м.ъ,ш(фиг. 2), параметрыг н настройки регулятора 8 непрерывно будут меняться с Кни Ко на Кяг и К 2.Величина сигнала Я, определяющая зону нечувствительности бло.ка 14 переключения, устанавливается автоматически, исходя из характера текущего спектра изменения технологического параметра. ля этого на сумматоре 7 определяется текущее значение отклонения техноаогического параметра от заданного за 1 датчиком б значения. Раэностныйразнополярный сигнал с сумматора 7поступает на квадратор 15, определяющий величину 0 дисперсии, т.е,. средний квадрат отклонения технологического параметра от своего среднего заданного задатчиком 6 значения,Оптимизатор 16, получая сигнал Э,изменяет величину выходного сигнала А, т.е. изменяет зону чувстви тельности блока 14 переключения параметров, минимизируя текущее значение Р, Работа оптимизатора можетбыть построена по градиентному методу, например, по способу Гаусса- .15 Зайделя. Величина 0 будет эависитьот распределения амплитуд и частотв спектре отклонения технологического параметра. Так, например, если присутствуютнезначительные отклонения в низкочастотной области спектра (40(.сор Уа основная часть отклонения технологического параметра имеет "частоты и значительные амплитуды в высокочастотном спектре (ц 7 цД, где и. возникает резонанс в системе, то основная часть величины дисперсии Р будет приходиться на высокочастотную часть спектра и, наоборот, при невиа. ЗО чительных амплитудах отклонения параметра и высокочастотной части спектра, основную долю в величине дисперсии будет составлять отклонение параметра в низкочастотной части 35 спектра. Изменение величины А влеНчет изменение времени работы системы на параметрах Кнг и КО 2, что приводит к изменению велцчийй дисперсии н перераспределении в ней вклада от низкочастотной и высокочастотной части спектра, Так, увеличение Ан приводит к снижению времени работы на Кя 2 и Кг, что уменьшает в сигнале дисперсии, долю от низкочастотной составляющей и, наоборот, уменьшение Я и ведет к увеличению работы системы на КН 2 и К 2, что снижает .в сигнале Р долю от высокочастотной составляющей, естественно и сама .величина дисперсии при этом. меняется. Остимиэатор 16 устанавливает такое значение величины. Ян, которое обеспечивает минимальное значение величины дисперсии, соответствующее и минимуму отклонения технологичес кого параметра.