Устройство для программного регулирования технологических параметров

3896 Союз Саветскик Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетелЗаявлено 12,Ч 11.1969 (с присоединением заявки МПриоритетОпуоликовано 28,Х.1971. Б тва356148/18-24 Ь 19 МП Комитет па аелзм изобретений и открытий при Совете Министров СССРДК 621;316.71-503,5 (088,8) теньага опубликования описания 22.Х 11.197 Авторызобретени Г. А. Заблоцкий, В, Ш. Чернухин и Ю. В. Футрицки О;Дя иф Л,с,п , 1, Г" ститут полупроводников АН СССР явител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВИзобретение относи регулированию техно и может найти,примен большого числа объек ектов, обладающих зн стью. тся к автоматическому логических параметров ение для автоматизации тов, .в особенности объачительной инерционноВ настоящее время для этого широко используются системы двухпозиционного регулирования, которые в общем случае более просты и дешевы, чем другие системы автоматического регулирования.Известны устройства программного,регулирования, содержащие программный задающий блок, соединенный с двухпозиционным регулирующим устройством, второй вход, которого через измеритель регулируемого параметра соединен с датчиком, установленным на выходе объекта регулирования, который связан с исполнительным устройством.Основным недостатком автоматического двухпозиционного регулирования является наличие колебаний регулируемой величины. При наличии запаздывания в объекте регулирования или дагчике параметры этих колебаний (амплитуда и частота) зависят не только от :параметров объекта регулирования и регулирующего устройства, но и,в значительной степени от разницы между установленными значениями поступающей к объекту регулирования мощности (максимальным и минималь 2ным) и,потребляемой мощностью (от избытка или перепада мощности). Чем больше перепад мощности, тем больше аввплитуда автоколебаний и выше их частота.5 Очень часто регулируемый параметр долженменяться во времени по заданной закономерности (программе). При двухпозиционном программном регулировании в ходе выполнения программы происходит непрерывное изме нение уровня регулируемой величины. В соответствии с этим меняется величина мощности, потребляемой объектом регулирования, Таким образом, перепад мощности и параметры автоколебаний также меняются в соответст вии с изменением регулируемой величины попрограмме. При малых значениях величины регулируемого параметра отклонения в сторону увеличения будут значительно больше отклонений в сторону уменьшения; при больших 20 значениях величины регулируемого параметрабудет иметь место обратная картина. Такая односторонность колебаний заставляет снижать величину максимального перенада мощ.ности с целью ограничения предельной вели чины отклонения регулируемого параметрапри колебаниях, но во многих случаях это неприменимо, так,как цри этом удлиняется время,выхода на заданный режим.Несимметричность колебаний обуславли вает также появление дополнительной статичеокой ошибки остаточного отклонения, которое будет меняться,по диапазону регулирования.Предлатаемое устройство отличается тем, что оно содержит на выходе регулирующего устройства сумматор, выход которого соединен с исполнительным механизмом, усилитель, подключенный к измерителю регулируемого параметра, блок определения знака изменения параметра, соединенный с программным задающим блоком, а также блок установки коэффициента,передачи, соединенный с выходом усилителя, с выходом блока определения знака изменения параметра и со входом сумматора.Это позволяет уменьшить амплитуду .и частоту автоколебаний и величину остаточного смещения.На чертеже изображена блок-схема устройства, где обозначены: 1 - датчик регулируемого параметра; 2 - измерители регулируемого параметра; 3 - двухпозиционное регулирующее устройство; 4 - сумматор; 5 - исполнительный механизм; б - объект регулирования;7 - усилитель; 8 - блок установки коэффициента передачи; 9 - блок определения знака изменения параметра; 10 - ,программный задающий блок,С помощью блоков 1, 2, 3, б, б, 10 осуществляется обычное двухпозиционное программное регулирование. В предлагаемом устройстве к управляющему сигналу, поступающему на вход исполнительного механизма, добавляют составляющую, пропорциональную измеренному значению регулируемой величины. Этот сигнал снимают с реохорда дистанционной передачи в измерительном приборе 2, затем усиливают усилителем 7 до нужной величины и суммируют в устройстве 4, с управляющим сигналом, поступающим с выхода двух позиционного регулирующего устройства д. В результате этого к объекту регулирования подводят мощность, пропорциональную регулируемому параметру во всем диапазоне его изменения, Теперь необходимо значительно меньшее максимальное установленное значение мощности, так как имеет место постоянный,приток энергии к объекту регулирования. Для каждого объекта регулирования подбирают такой коэффициент введения пропорциональной составляющей, при котором обеепечивается изменение значения регулируемой величины, требуемое по программе. При этом к максимальному значению мощности в моменты включения добавляется пропорциональная составляющая.Вследствие уменьшения перепада мощности произойдет пропорциональное уменьшение амплитуды:колебаний и уменьшится их частота. Так как цропорциональная составляющая мощности будет в определенном соотношении с измеренным значением регулируемого параметра, колебания в значительной степени станут более симметричными, В итоге величина остаточного смещения уменьшится,как из-зауменьшения амплитуды колебаний, так и из-за их большей симметрии.Для некоторых объектов, например дляэлектрических нагревательных печей, условия, при которых, происходит увеличение регулируемого параметра (нагрев), поддержание постоянного значения регулируемого параметра (выдержка),и уменьшение регулируемого параметра (охлаждение) различны. Постоянные времени печи при нагревании и охлаждении также различныпричем,при охлаждении постоянная времени имеет большее значение,Если коэффициент введения цропорциональной составляющей будет иметь достаточно большое значение, то при больших скоростях уменьшения температуры в соответствии с программой регулируемый параметр (т, е. температура) не будет успевать следовать за задающим сигналом (т. е. температурой, определяемой программой). В то же время на участках программы с возрастанием температуры желательно иметь достаточно большой,коэффициент введения пропорциональной составляющей, особенно при больших скоростях изменения температур, так как при этом может быть уменьшено требуемое максимальное установленное значение мощности, а следователь.но, и перепад мощности.Поэтому для таких объектов регулирования оптимальным будет изменение коэффициента введения пропорциональной составляющей в зависимости от знака изменения. задающего воздействия согласно программе.Для этой цели, предназначены устройство 9, определяющее знак изменения задающего воздействия, и устройство 8, релейно (скачкообразно) меняющее коэффициент введения пропорционального сигнала. Устройство 9 может быть,выполнено на базе любого дифференциатора медленно меняющихся сигналов, по- скольжу знак изменения задающего воздействия однозначно определяется знаком его первой производной по времени; устройство 8 - на базе любого устройства, имеющего релейный выход с двумя или тремя устойчивыми состояниямиЗначения, коэффициентов введения пропорциональной составляющей сигнала для всех трех тиунов участкав программы (возрастания, убывания и стабильного значения) устанавливают при настройке системы под конкретный объект регулирования. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5055 60 65 Предмет изобретенияУстройство для программного регулирования технологических параметров, содержащее программный задающий блок, соединенный с двухпозиционным регулирующим устройством, второй вход которого через измеритель регулируемого параметра соединен с датчиком, установленным на выходе объекта регулирования, который связан с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения амплитуды и частоты автоколебаний и величины остаточного смещения, оноЗаказ 3535/8 Изд. Юа 1478 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 содержит на выходе регулирующего устройства сумматор, выход,которого соединен с исполнительным механизмом, усилитель, подключенный к измерителю регулируемого, параметра, блок определения знака изменения лараметра, соединенный с программным задающим блоком, а также блок установки,коэффициента передачи, соединенный с выходом усилителя, с выходом блока определения знака 5 изменения параметра и со входом сумматора.