Устройство для регулирования технологических процессов

ОПИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(23) ПриоритетОпубликовано 150582. Бюллетень Мо 5 О 21/00 Госуларственный комитет Г,ССР по ледам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 15.05. В.И. Костюк, В,В, Ажогин, А.П. Мовчан,В.Ф. Мысак, В.В, Бастрыгин и Ю.Н. Биеев(72) Авторыизобретения Киевский ордена Ленина политехнический институтим. 50-летия Великой Октябрьской социалистическойреволюции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для регулирования пара-, метров технологических и химических процессов.Известны автоматические системы, построенные по принципу двухканальных систем регулирования, применяемые для управления технологическими процессами 1).Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные датчик, регулятор точного канала регулирования и исполнительный механизм точного канала регулирования, последовательно соединенные регулятор грубого канала регулирования и исполнительный механизм грубого канала регулирования и нелинейный элемент, вход которого соединен с выходом регулятора точного канала (2.Недостатками такого устройства являются усложнение настройки регуляторов и недостаточная точность регулирования, обусловленные взаимосвязью каналов грубого и точного регулирования через объект.Цель изобретения - повышение точности регулирования. ъПоставленная цель достигается тем,что в предлагаемое устройство введены последовательно соединенные первый сумматор, первый блок умноженияи второй сумматор, а также последовательно соединенные второй блок умножения, элемент задержки и третийсумматор, причем вход первого сумматора соединен с выходом третьего сумматора и вторым входом регулятораточного канала регулирования, выходвторого сумматора соединен с входомрегулятора грубого канала регулирования, а второй вход - с выходом нелинейного элемента и входом второгоблока умножения.На фиг. 1 представлена"блок-схемаустройства для автоматического регулирования технологических процессов;на фиг. 2 - статическая характеристика нелинейного элемента.Устройство состоит из датчика 1,регулируемого параметра объекта 2,регулятора 3 точного канала, нели нейного элемента 4, исполнительногомеханизма 5 точного канала, второгоблока умножения 6, второго сумматора 7, регулятора 8 грубого канала,исполнительного механизма 9 грубого 30 канала, элемента задержки 10, третье 928316го сумматора 11, первого сумматора 12, первого блока умножения 13.Приняты следующие обозначения (фиг. 2) Рн и Р - границы эоны нечувствительности нелинейного элемента, Рр - средняя величина задания 5 регулятору грубого канала, Ры - выходной сигнал блока 4, Р р - входной сигнал нелинейного элемента.Устройство работает следующим об разом. 0С помощью датчика 1, установленного на выходе объекта 2, измеряется регулируемый параметр и сигнал, пропорциональный ему, с выхода датчика 1 поступает на вход регулятора 3, 15 на второй вход которого от сумматора .11 поступает сигнал, пропорциональный заданному значению регулируемого параметра. При незначительных нозмущениях сигнал регулятора 3 не вы ходит за пределы зоны нечувствительности нелинейного элемента и регулирование измеряемого параметра осуществляется регулятором 3 путем воздействия на исполнительный механизм 5 точного канала регулирования, При воздействии на объект больших возмущений,которые обуславливают появление значительного рассогласования между регулируемым параметром и заданием регулятора, выходной сигнал регулятора 3 может выйти за пределы зоны нечувствительности нелинейного элемента 4, и тогда на выходе нелинейного элемента 4 появится сигнал, отличный от постоянного выходного сигнала, З 5 соответствующего зоне нечувстнительности (Фиг. 2). Этот сигнал через второй сумматор 7 поступает на вход регулятора 8. Задание регулятору устанавливается с помощью встроенного 40 в него задатчика. Оно является постоянным и равным по величине Рд, выходному сигналу нелинейного элемента 4, соответствующему зоне нечувствительности. Сигнал с выхода нели- ,45 нейного элемента поступает также на вход контура формирования задания регулятору точного канала, где проходит последовательно второй блок умножения б, элемент задержки 10, третий сумматор 11 и поступает на второй вход (камера задания) регулятора 3. За время запаздывания в элементе задержки регулятор грубого канала 8 отрабатывает регулирующее воздействие. Когда сигнал канала формирования задания поступает на второй вход регулятора 3, изменяется величина задания регулятору 3 таким образом, что появляется рассогласование, противоположное по знаку тому, которое 60 вызвало изменение регулирующего воздействия, регулятор отрабатывает это рассогласование, его выходной сигнал при этом входит в зону нечувствительности нелинейного элемента 4, при 65 этом исчезает сигнал на входе блока б и на входе второго сумматора 7, Однако вследствие наличия элемента задержки 10 рассогласование на входе регулятора 3 сразу не исчезает и его ныходной сигнал продолжает изменяться. Постоянная времени элемента задержки 10 выбирается такой, чтобы выходной сигнал регулятора 3 после возвращения сигнала на входе контура формирования задания к прежнему значению, равному Рср, успел вернуться.к своему среднему значению, т,е. время задержки устанавливают прямо пропорционально сумме постоянной времени и времени запаздывания объекта 2. После возвращения сигнала на выходе нелинейного элемента к своему прежнему значению, величине Р, на входе регулятора .грубого канала регулирования рассогласование сразу не исчезает, так как благодаря наличию элемента задержки сигнал с выхода третьего сумматора 11 еще некоторое время поступает через первый сумматор 12, первый блок умножения 13 на нторой вход второго сумматора 7С помощью блока 13 величина сигнала выбирается такой, чтобы регулирующее воздействие регулятора 8 полностью компенсировало изменение регулирующего воздействия регулятора 3 при его возвраще. - нии и среднее положение. С помощью задатчика, встроенного во второй сумматор 7, в режиме нормальной работы, когда выходной сигнал регулятора 3 не выходит за пределы эоны нечувствительности, компенсируют сигнал, поступающий от задатчика третьего сумматора 11 через первый сумматор 12, первый блок умножения 13, на второй вход второго сумматора 7. Коэффициент передачи блока б выбирается обратнопропорционально произведению коэффициентов передачи регулятора 3 точного канала и нелинейного элемента 4, при Р Р и РсР(фиг.2) . Коэффициент передачи блока 13 выбирается таким, чтобы за время запаздывания в элементе задержки 10 регулятор 8 полностью скомпенсировал регулирующее воздействие регулятора 3, выходной сигнал которого возвращает клапан 5 в среднее положение. Это условие выполняется, если коэффициент передачи блока 13 выбирается прямопропорционально произведению коэффициентов передачи регулятора 3 и нелинейного элемента 4, при Р т Р и Рр ( Р н (Фиг. 2) .Таким образом, при работе регулятора 8, в перерегулировании воз- вращение исполнительно механизма 5 в среднее положение, производится с помощью дополнительно введенных блоков. Это способствует существенному улучшению переходных процессов в системе,повышению точности регулирования..Техред С. Мигунова Корректор И. едактор Ь Гульк ска,аж 908 Подписноарственного комитета СССРзобретений и открытийилиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектна Предлагаемое устройство по сравнению с известным, позвбляет уменьшить дисперсию выходного параметра, повысить динамическую точность, уменьшить время переходного процесса, улучшить качественные показатели переходных процессов в устройстве,ЮУстройство для регулирования технологических процессов, содержашее последовательно соединенные датчик, регулятор точного канала регулирования и исполнительный механизм точно го канала регулирования, последовательно соединенные регулятор грубого канала регулирования и исполнительный механизм грубого канала регулирования и нелинейный элемент, вход которого соединен с выходом регулятора точного канала регулирования, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства,в него введены последовательно соединенные первый сумматор, первый блокумножения и второй сумматор, а такжепоследовательно соединенные второйблок умножения, элемент задержки итретий сумматор, причем вход первогосумматора соединен с выходом третьего сумматора и вторьм входом регулятора точного канала регулирования,выкод второго сумматора соединен свходом регулятора грубого канала регулирования, а второй вход - с выходом нелинейного элемента и входомвторого блока умножения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. дубинский Я.И. Автоматизацияпроцесса нейтрализации в аппаратахИТН.-В сб.: Автоматизация химическихпроизводств, вып. 2, М НИИТЭХИМ,19712. Шински Ф,. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов. М., фХнмияф,1974, с, 263, рис, Х(прототип) .