Пневматический регулятор с переменной структурой

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(43) Опубликовано 25.12,76. Бюллетень4 Гввудвйствйнный нвкнтвСаввтв Мвнвстрав СССРвв двлви нвввретвннйн втнрвпнй(48) Дата опубликования описания 3.7.05,7(71) Заявитель Научно-иссдедоватедьский и проектный институ по комплексной автоматизации нефтяной и химической нромышленносщ(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕ 1 У 1 ЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙСТРУКТУРОЙ Изобретение относится к средствам автоматизации, а именно к пневматическимрегуляторам с переменной структурой, иможет быть применено в системах автоматического регулирования технологическихпроцессов широкого класса, например, нефтеперерабатывающей и нефтехимическойотраслей промышленности.Известен пневматический регулятор спеременной структурой, содержащий пропорциональный блок и блок формирования функции перекл.учения, состоящий из узла вычисления ошибки, узда предварения, сумматора, элемента "равнозначность" и двухэлементов сравнения, выходы которых п.дключены к входам элемента равнозначиность, пдюсовые камеры подключены к ка"паду опорного давления, а минусовая камера первого из них подключена к выходуузда формирования ошибки Я,Наиболее близким по техническому. решению к предлагаемому устройству является регулятор, содержащий пропорционально-интегральный дифференциальный блок,последовательно соединенные бл ки фор-,мирования оцибки и предварения, сумматор, элемент "равнозначность и два эле-,мента сравнения, выходы которых подключелы к входам элемента равнозначностьминуаовые кгм ры подключены к каналуопорного давления, плюсовая камера первого элемента сравнения подключена к выходу блока формирования ошибки .2Однако функциональные возможности 1 в известных регуляторов ограничены и ониимеют недостаточно приемлемые динамические характеристики.Цель изобретения - улучшение жнамических характеристик регулятора.15 Эта цель достигаетсятем, что в немустановлены два переключателя и два реле, причем выходы переключателей соединены с управляющими камерами реле, коммутируемые входы гервого из которых 20 подключены к выходам блока предварения. и сумматора, а его выход соединен с щпосовой камерой второго элеме "а сравнения, коммутируемые входы второго релесоединены с выходами второго элемента 25 сравнения и элемента равнозначность, аего выход подключен к входу пропорционально-интегрального дифферецци .,ъного блока.На чертеже приведена принципиальная схема яоедлагаемого регулятора,Ус гройство содержит: пропорциойальнойнтегрвльный дифференциальный блок, состоящийй иэ элементов сравнения 1,2,3, переменных дросселей 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, емкостей 10, 11, сумматоров 12, 13, усилителя мощности 14, реле 15 18, переииочателей 19, 20, 21; блок формирования функции перекщочения, состоящий из блока формирования ошибки, включающего элемент сравнения 22, блок предварения, элемент сравнении 23, переменный дроссель 24, емкость 25, сумматор 26 элемент равнозначность", состоящий из реле 27, 28; элемент ИЛИ 29, первый ЗО и второй 31 элементы сравнения; переключатели 32 и ЗЗ; первое реле 34 и второе реле 35.Все функции блока посц.оены на пневматических вычислительных и переключа тельных элементах. Регулятор работает следующим образом. В зависимости от положения переключгеаей в регуляторе выполняется один из алгоритмов управления, Ниже описывается принцип действия регулятора, в случае ког. да он работает как пропорционально-инте гральный дифференциальный регулятор с переменной структурой.На входы регулятора подаются сигналы,пропорциональные заданному Р и текущему Ру значениям регулируемой величины,Пропорциональнсь-интегральный дифференциальный блок отрабатывает регулирующее воздействие вида1=ит+т р - (р Ыъых х пР и Т.1 х Где К= Г при г РОприпр. при Р 50 Тир при ЬО .3при РЗ 0 "у= 1 при т (0Ъй к Р - управляющее воздействие; Р - сигнал рассгласования (Р, -Р К " коэффициент усиления регулятора (К, К, ) 3 Т - постоянная времени узла предпрварения (Тпр, Тпр)Т -постоянная времени интегрирова- М1 ния (Т Т );".й 3= Р + сР - функция переключения;х хс -постоянный коэфициент. В узле формирования функции перекщочения выход элемента сравнения 22 узлаформирования ошибок поступает на блокпредварения, собранный нв элементе срвв ненни 23, дросселе 24 и емкости 25, работа которого определяется выражением8= к+ СкНа элементах сравнения 30 и 31 определаются знаки ошибки и скорости ее изменения. Для этого на их входы подаютсяусловное давление Р , сигнал рассогласования Р и выходной сигнал элемента срав-,нения 23 блока предварения.Выходы первого 30 и второго 31 эле ментов сравнений подключены к входамэлемента "равнозначность", который выполням операциюК ВЫХ 30 ВЫХЛОПВЫХЛО ВЫХ,МР )ЧР Р 20тем самым вырабатывается сигнал Рх,для перекщочения параметров выбраннойструктуры регулятора. Это происходит припомощи реле 15, 16, 17, на которые подается командный сигнал Рк через второе 25реле 35.При изменении уровня командного сигнала Р происходит одновременное скачкокобразное изменение коэффициента усиления,времени предварения и времени интегрированин регулятора.Таким образом, предлагаемый регуля-тор осуществляет один из типовых законов регулирования (П, ПД, ПИ, ПИД), причем в рамках любого закона реализуется 35орин иэ трех алгоритмов перекщочения;это позволяет расширить область применения предлагаемого регулятора с переменной структурой, Экономический эффект отвнедрения системы автоматического регулирования температуры одного из реакторов установки сернокнслотного алкилиро"вания, в состав которой входит предлагаемый регулятор, составляет по предварительному расчету 27814 руб. в год,Формула изобретенияПневматический регулятор с переыэн),р 0 ной структурой, содержащий пропорционально-интегральный дифференциальный блок,последовательно соединенные блоки форми.роввния ошибки и предварения, сумматор,элемент равнозначность" и два элемента 35 сравнения, выходы которых подключены квходам элемента равнозначность", минусовые камеры подключены к каналу опорного давления, плюсоввя камера первогоэлемента сравнения подключена к выходу 60 блока формирования ошибки, о т л и ч а щ 540256щ и й с я тем, что, с целью улучшениядинамических характеристик регулятора, внем установлены два переключателя и двареле, причем выходы переключателей соединены с управляюшими камерами реле,.коммутируемые входы первого из которыхподключены к выходам блока предваренияи сумматора, а его выход соединен с плюсовой камерой второго элемента сравнения,коммутируемые входы второго реле соединены с выходами второго элемента сравпения и элемента равнозначностью, а его выход подключен к входу пропорциональноинтегрального дифференннального блока,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1; Берендс Т. К. и др, фЗлементы и схемы пневмоавтоматики". М, "Машиностроением, 1968 г,176-177 (прототип).2, Шигин Е. К. и др. "Комплекс пневма тических регуляторов с переменной структурой общепромышленного назначениями, Пневмо автоматика, Й, "Наука", 197 ч,г,стр. 76-78. Шекмар в ССС илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная раж 1028енного комелам изот Ж, Р Заказ 6042140 Т ЦНИИПИ Государств по д 113035, Москва