Устройство для регулирования технологического процесса

АВТОРСНОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(7) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики (72) А.М.Прокопьев, Ю.В.Захаров, А.Ф.Защелкин и В.Д.Миронов (53) 621.0(088.8)(56) Авторское свицетельство СССР744476, кл. С 05 В 23/02, 1977.Авторское свидетельство СССР 9 1239687, кл. С 05 В 23/02, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение касается автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построении систем автоматического регулирования повышенной надежности. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит релейный регулирующий блок 1 с выходами "Бсщьше" и"Меньше" и схему контроля, включающую дифференцирующий элемент 2, алгебраический сумматор 3, два пороговых элемента НЕ 8, 9, два элементаИЛИ 1 О, 11, два элемента И 12, 13.Выходы "Больше" или "Меньше" устройства могут отключаться по отдельности двумя ключами 17 или 18, управляемыми от схемы контроля (с выходовэлементов И 12 и 13). Схема контроляобнаруживает ложную выдачу устройством одного из сигналов регулирования"Больше или Меньше" (в результатеотказов релейного регулирующего блока) и отключает его. При этом другойвыход остается подключенным и обеспечивает регулирование с худшим качеством. 1 ил.1 130564Изобретение касается автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построениисистем автоматического регулированияповышенной надежности. 5Цель изобретения - упрощение устройства.На чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство содержит релейный регу Олирующий блок 1, дифференцирующийэлемент 2, алгебраический сумматор 3,первый и второй пороговые элементы4 и 5, первый и второй масштабирующие элементы 6 и 7, первый ивторой 15элементы НЕ 8 и 9, первый и второйэлементы ИЛИ 10 и 11, первый и второйэлементы И 12 и 13, сумматоры 14, и14, релейный элемент 15, элемент 16обратной связи, первый и второй ключи 17 и 18 и блок 19 переключателей.Релейный регулирующий блок 1 представляет собой типовой регулирующийприбор с импульсным выходным сигналом, например типа РП. Дифференцирующий элемент 2 может выполнятся любым известным способом, например, ввиде ВС-цепочки. Пороговые элементы4 и 5 формируют на своих выходах сигнал логической единицы при поступле- ЗОнии на их входы положительного входного сигнала и могут быть выполненылюбым известным способом, например,на операционном усилителе, в цепь обратной связи которого включен стабилитрон.Элементы НЕ 8 и 9, ИЛИ 10 и 11,И 12 и 13 представляют собой элементы цифровой логики, выполненные например, на микросхемах. В качестве 40ключей 17 и 8, из которых состоитблок 19 переключателей, могут использоваться (неполяризованные) реле. Алгебраический сумматор 3 имеет тривхода, причем первый и второй входы 45суммирующие, а третий вход вычитающий. Сумматор 3 может выполняться наоперационном усилителе с использованием инвертирующих и неинвертирующихвходов или, если первый пороговый 50элемент 4 выполнен на операционномусилителе, сумматор может быть реализован на этом же операционном усилителе, с совмещением функций порогового элемента и сумматора (сумматор с 55нелинейной обратной связью).Масштабирующие элементы б ипредставляют собой потенциометричес"кие делители напряжения,2Устройство работает следующим образом.Работа устройства при исправном релейном регулирующем блоке 1С промежуточного выхода релейного регулирующего блока 1 на вход дифференцирующего элемента 2 поступает сигнал рассогласования, пропорциональный отклонению регулируемого параметра от уставки и поступающий также через сумматор 3 на вход первого порогового элемента 4, который анализирует знак сигнала рассогласования и, если он положителен, на выходе данного порогового элемента 4 формируется сигнал логической единицы. Если знак рассогласования отрицателен или равен О, формируется сигнал логического нуля. На втором пороговом элементе 5 анализируется тенденция изменения сигнала рассогласования, Если величина рассогласования растет, на выходе второго порогового элемента 5 появляется сигнал логичес" кой единицы (или сигнал логическогонуля в противном случае). Релейныйрегулирующий блок 1 работает такимобразом, что сигнал появляется натом из его выходов, который, воздействуя на объект, приводит к уменьшению сигнала рассогласования или скорости его изменения. При исправной работе релейного регулирующего блокасовпадения сигналов на входах первого 12 и второго 13 элементов И непроисходит, и выходы регулирующего блока не отключаются блоком 19 от выхоца устройства (ключи 17 и 18 нормально замкнуты), Сигнал на первом(верхнем) выходе релейного регулирующего блокапривоцит к увеличению регулируемого параметра, а на втором (нижнем) - к его уменьшению. Эти выходы через ключи 17 и 18 связаны соответственно с выходами "Б" (" Больше") и М (Меньше) устройства,В случае неисправности релейного регулирующего блока 1 логика его работы нарушается. Это нарушение может быть двух видов: бездействие и ложное действие, причем второе наиболее опасно.Работа устройства для случая, когда один из выходных ключей элемента 15 релейного регулирующего блока 1 пробит и, например, на его первом выходе появляется ложный длинный импульс. Предположим, что сигнал рассог" ласования положителен и увеличивает3 13056 10 15 20 ния в сторону уменьшения регулируемо 35 Формула из обретения 45 третьими входами позволяет организовать запрет на несвоевременную выдачу элементами И 12 и 13 сигнала логического нуля. При этом включение отказавшего выхода релейного регулирую" 55 ся. В этом случае сигнал на первомвыходе релейного регулирующего блока 1 приводит к нарастанию сигнала рассогласования, что приводит к нарушению технологического процесса, Приэтом на все три входа элемента И 12поступают сигналы логической единицы,в результате на его выходе появляется сигнал, который вызывает размыкание ключа 17 в блоке 19 переключателей, т.е. неисправный выход релейного регулирующего блока 1 отключается от выхода устройства.Второй выход релейного регулирующего блока не отключается от выхода устройства, и тем самым сохраняетсявозможность регулирования по этомуисправному выходу с отработкой возмущения, вызванного действием неисправного выхода релейного регулирующего блока 1 до момента его отключенияключом 17. В этом случае система автоматического регулирования получается замкнутой только для регулироваго параметра и разомкнутой - для регулирования в сторону увеличения регулируемого параметра, Для того,чтобы не произошло включения неисправного выхода релейного регулирующего блока навыход устройства приуменьшении сигнала рассогласования,устройство обеспечивает блокировкутакого включения путем введения обратной связи (для рассматриваемогослучая) с выхода первого элементаИ 12 на его третий вход через первыйэлемент ИЛИ 10, а также формирует зону возврата первого порогового элемента 4 с помощью обратной связи выходов элементов И 12 и 13 с входомсумматора 3. При помощи масштабирующих элементов 6 и 7 эта зона регулируется. Такая же обратная связь введена с выхода элемента И 13 на его вход через элемент ИЛИ 11, Положительная обратная связь выходов элементов И 12 и 13 соответственно через элементы ИЛИ 10 и 11 со своими щего блока на выход устройства не произойдет, даже когда сигнал рассогласования начинает уменьшаться поддействием управляющих импульсов, нос 41 4тупающих на выход устройства от исправного выхода релейного регулирующего блока (на выходе второго порогового элемента 5 при этом сигнал меняется на инверсный), На выходе элемента И 12 сохраняется сигнал логической единицы до тех пор пока не изменится сигнал на выходе первого порогового элемента 4, т.е. пока не изменится знак сигнала рассогласования, и только когда знак сигнала рассогласования изменится и превысит величину, определяемую уровнем сигнала с масштабирующего элемента 6, сигнал на втором входе первого элемента И 12 станет равным логическому нулю, что вызывает смену сигнала на его выходе: появляется логический нуль, ключ 17 возвращается в исходное состояние и на первом выходе устройства появляется управляющий сигнал, который приводит к уменьшению сигнала рассогласования в другую сторону. При смене .его знака устройство вновь отключает неисправный выход.Из изложенного следует, что устройство даже в случае отказавшего одного выхода релейного регулирующего блока 1 позволяет (с худшим качеством, так как закон регулирования ста" нет по крайней мере для одного выхода позиционным) поддерживать регулируемый параметр на уровне, близком к заданному. Устройство для регулирования техно логического процесса, содержащее релейный регулирующий блок, первый ивторой элементы И, соединенные первыми входами соответственно с первыми вторым выходами сигналов регулирования релейного регулирующего блока,подключенными к информационным входам соответственно первого и второгоключей, выходы которых являются выходами устройства, первый и второйпороговые элементы, подключенные выходами к входам первого и второгоэлементов НЕ соответственно, выходотклонения регулируемого параметраот уставки релейного регулирующегоблока соединен через дифференцирующий элемент с входом второго порогового элемента, выход первого порогового элемента подключен к второмувходу первого элемента И, выход пер1305641 Составитель В.ИвановТехред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская Редактор Н.Рогулич Тираж 8 б 4 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Жр Раушская наб., д. 4/5 Заказ 1426/44 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,вого элемента НЕ подсоединен к второму входу второго элемента И, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения устройства, оно содержиталгебраический сумматор, первый ивторой элементы ИЛИ и два масштабирующих элемента, входы которых подключены к выходам первого и второгоэлементов И соответственно, а выходы - соответственно к первому суммирующему и вычитающему входам алгебраического сумматора, выход которогосоединен с входом первого пороговогоэлемента, выход второго пороговогоэлемента подключен к первомувходу 15 второго элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с выходом первогоэлемента И, а выход - с третьим входом первого элемента И, выход второ-,го элемента НЕ подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с третьимвходом второго элемента И, выходыэлементов И подключены соответственно к управляющим входам ключей, авторой суммирующий вход алгебраического сумматора соединен с выходомотклонения регулируемогопараметра отуставки релейного регулирующего блока.