Каскадная система регулирования технологических процессов

(22) Заявлено 28.09.79 (21) 2825569/18-24 (51) М. Кл,с присоединением заявки лЪ О 05 В 7/00 3 ЬвударетванвЯ квинтвт СССР ао авлаи взфбрвтввнЯ и втхрнтиЯ(088.8) Дата опубликования описания 15,1 1,81 Н. И. Давыдов и В. А, БипенкоВсесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знаменитеплотехнический научно-исспедовате ский.институтим. ф, Э. Дзержинского(54) КАСКАДНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХПРОЦЕССОВ Изобретение относится к контролю и управлению технологических процессов и может найти применение, например в энергетике при регупировании мощности энергоблоков.Известны системы регупирования мощ 5 ности энергобпоков, содержащие поспедоватепьно соединенные задатчик мощности, суммирующий элемент, сглаживающий фильтр, испопнитепьный серводвигатепь и турбину, которая через датчик мощности0 соединена со вторым входом турбины, причем сглаживающий фильтр обеспечивает превращение ступенчатого сигнала в сигнал, амплитуда которого меняется по экст 5 поненциапьному закону, и может быть выпопнен в виде интегратора, охваченного обратной связью, а периодической С-цепочки1 диодно-конденсаторной цепи и т.д. 111.Известна также система каскадного регупирования, содержащая последовательно соединенные задатчик, периай пропорционапьно-интеграпьный регулятор, перекпю чатепь, сгпаживвющее устройство, второй пропорциональный регупятор, испопнитепьный механизм и объект упрввпения, выходы которого соединены с соответствующими входами пропорционапьно-интегральных регуляторов, в которой возможен режим локального задания устввки только по основному параметру и в которой перекпючение с каскадного режима на локальный обеспечивается безударно ь 2.Недостатком этих систем является сложность перехода на одноконтурный режим регулирования и обратно.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является каскадная система регулирования технологических процессов, содержащая поспедоввтепьно соединенные задатчик основного параметра, корректирующее устройство, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен со входом объекта регупирования, первый выход которого через датчик промежуточного параметра соединен со вторым входом регулятора, а второй выход через датчик основного параметраз 881соединен со вторым входом корректирующего устройства, третий вход которогосоединен с выходом усилителя, а выходс, первым входом сумматора, второй входкоторого соединен с выходом задатчикапромежуточного параметра, а выход - совходом переключателя, управляющий входкоторого соединен с выходом блока дистанционного управления 3,Однако это устройство характеризуется воэможностью возникновения "ударафпри переходе с каскадного режима регулирования на локальный и обратно вследствие появления в результате переключения некоторого небаланса на входе корректирующего устройства и наличия пропорциональной составляющей закона регулирования, реализуемого этим устройством, Кроме того, в случае появления небаланса по основному параметру при работе системы в локальном режиме заданное значение промежуточного параметра поддерживается со статической погрешностью, вызванной этим небалансом.Целью изобретенйя является улучшение динамических характеристик и повышение точности системы,Посгавленная цель достигается тем,что в систему установлен функциональныйпреобразователь, вход которого соединенс выходом переключателя, а выход совходом усилитей.На чертеже приведена блок-схема системы.Система содержит регулятор 1, датчик35промежуточного параметра 2, корректиру-ющее устройство 3, задатчик основногопараметра 4, датчик основного параметра 5, переключатель 6, сумматор 7, задатчик промежуточного параметра 8, ис 4 Ополнительный механизм 9, функциональныйпреобразователь 10, усилитель 11, объектрегулирования 12, блок дистанционного, управления 13.Система работает следующим образом.45В момент перехода с локального режима регулирования на каскадный режимпереключатель 6 по сигналу блока дистанционного управления 13 подключает выходсумматора 7 к функциональному преобразователю 10 (в простейшем случае в качестве функционального преобразователяприменяется сглаживающая КС-цепочка),В результате этого плавно по экспоненциальному закону с постояннойвременифункционального преобразователя 10 навход регулятора 1 с задатчика 8 подается заданное значение промежуточного параметра и выходной сигнал устройства 3,652 4Передаточная функция последовательногосоединения функционального преобразователя 10, усилителя 11 и корректирующего устройства 3, охваченного отрицательной обратной связью, представляет собойстатическое звено с коэффициентом усиления, равным единице, Статическая ошибкаподдержания промежуточного параметра вкаскадном режиме регулирования системы,вызванная наличием небаланса по основному параметру, уменьшается в К раз, гдеК - коэффициент усиления усилителя 11,и выбором этого коэффициента может бытьсделана сколь угодно малой. При обратномпереходе на локальный режим регулирования переключатель 6 по сигналу с блокадистанционного управления 13 отключаетвыход сумматора 7 от входа функционального преобразователя 10 и никакого резкого изменения сигнала на входе корректирующего устройства 3 не возникает,так как даже в случае наличия в моментпереключения некоторого сигнала на выходе сумматора 7, этот сигнал исчезаетплавно по экспоненциальному закону с постоянной времени функционального преобразователя 10.Как в каскадном, так и в локальномрежимах регулирования сигнал с выходакорректирующего устройства 3 поступаетна первый вход регулятора 1, на второйвход которого с выхода датчика 2 подается значение промежуточного параметра.Регулятор 1 по значениям выходных сигналов корректирующего устройства 3 идатчика 2 формирует сигнал управленияпо заранее установленному закону. регупирования (закон регулирования можетбыть как линейным, так и нелинейным) иочерез исполнительный механизм 9 воздействует на объект регулирования 12, Значение основного параметра со второго выхода объекта регулирования 12 через датчик 4 поступает на вход корректирующегоустройства, где в локальном режиме сравнивается с выходным сигналом задатчика4, а в каскадном режиме - с суммой выходных сигналов задатчика 4 и усилителя11,Предлагаемая система позволяет обеспечить возможность удобного перехода скаскадного режима регулирования на локальный и наоборот, что особенно важново всережимных системах регулированияэнергоблоков, где по условиям технологиив одних режимах необходима эксплуатациякаскадной системы регулирования, а в других - локальной, например, применениеданного изобретения позволяет повыситьЙ 53 бвход которого соединен с выходом блокадистанционного управления, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью уцучшения динамических характеристик и повьющения точности системы, в ней устанавлнвается функциональныв преобразователь,вход которого соединен с выходом переключателя, а выход - со входом усилителя. Каскадная система регулирования технологических процессов, содержашая последовательно соединенные задатчик основного параметра, корректирующее устройст О во, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен со входом объекта регулирования, первый выход которого через датчик промежуточного параметра соединен со вторым входом регулятора, 1 з а второй выход через датчик основного параметра - со вторым входом корректируюшего устройства, третий вход которого соединен с выходом усилителя, а выход - с первым входом сумматора, второй 2 О вход которого соединен с выходом задат чика промежуточного параметра, а выходсо входом переключателя, управляющий Тираж 943 исное П "Патент", г, Ужгород; уп, Проектная, 4 5 881 точность регулирования мощности энергоблока 300 МВт на 0,5%,Формула изобретения НИИПИ Заказ 99676 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР% 223847, кл. О 05 В 11/01, 1959,2. Патент Японии % 50-22182,кл. 54 (7), с. 14, опублик. 29.07.75. 3. Давыдов Н, И, и др. Рекомендации по модернизации схем автоматического регулирования прямоточных котлов, дейст вуюших энергоблоков, с целью обеспечения их работы в широком диапазоне режи мов.СПО Союзтехэнерго, М., 1978,с. 15, рис. 3 (прототип).