Пневматический регулятор с переменной структурой

Союз Советск мк П ИГРАНИ ЕЗОБРЕТЕН ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ВУ Соцмалмстмческмк Республик(22)Заявлено 22,02,77 (2) 24 1 1/5 13/О ением заявк сп нс есударствекный камктет СССР аа делам кэабратанкк в аткрватай(72) Авторы изобретен Научно-исследовательский и проектныи институтомплексной автоматизации нефтяной и химическпромышленности) Заяви 4) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ Изобретение относится к техникеинвариантных систем; автоматическогорегулирования, а именно к комбинированым регуляторам с переменной структурой и может найти применение в инва 7риантных системах ского регулирования технол роцессов автомат иче огических п химическон, нефтепругих отраслей пр нефтяной, нефте е батывающей и д ом ленности.Известен пневматический регуля с переменной структурой, содержащ пропорциональный блок, блок форми ния функции переключения, входные меры которого подключены к канал параметра, задания и опорного дав а выход пропорционального блока плюсовой камерой сумматора, мину камера которого подключена к кана опорного давления, а выход через тель мощности - к выходному кана гулятора, выход блока формировани ыш тор рова ения,с вая лу уси лу рея функм бло- дклюции переключения соединен с вка предварения, выход которого чен к одной из камер элемента сравнения, другая камера которого соединена с каналом опорного давления1 1.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является регулятор, содержащий пропорциональный, интегральный и дифференциальный блоки, последовательно соединенные блок формирования функции переключения и блок предварения 2 .Недостатком известных регуляторов является то, что при комбинированном регулировании (по отклонению и возмущению), когда он играет роль регулятора, действующего по отклонению, с изме пением корректирующего сигнала от измеряемого возмущения, приложенного к объекту регулятора, он не обеспечивает возникновения скользящего режима, и поэтому качество переходного процесса ухудшается, т. е. он не обладает достаточно приемлемыми динамическими ха актеристиками при воздействии измеряемых возмущений,, при 80, гпе 1 гРО Ь СО с ро 6(Р- Р, )О /ъ про ,(Р -еэ ) о вьх 8 П И 5+ О Рп-В Пель изобретения улучшение динамических характеристик регулятора.Это достигается теМ что в нем установлены три элемента сравнения, блок логики и реле, причем вхоцные камеры первого элемента сравнения подключены кканалам переменного задания, измеряемого возмущения и опорного давления, аего выход соединен с плюсовой камеройвторого элемента сравнения, выход кото Орого соединен с входом блока логики,другой вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход блока логики соединен с управляющей камеройреле, коммутируемые входы реле - с15входами первого элемента сравнения, авыход - с минусовой камерой третьегоэлемента сравнения, подключенного своим выходом к другой плюсовой камересумматора, причем каналы опорного дааления подключены к управляющим камерам второго и третьего элементов сравнения.На чертеже приведена принципиальная25схема регулятора.Регулятор содержит пропорциональныйблок, состоящий из элемента 1 сравнения,первого реле 2, переменных дросселей 3и 4, элемента 5 умножения на постоян 30ный коэффициент; блок формирования функции переключения, состоящий из элементов 2 и 6 сравнения, элемента ИЛИ7, блок предварения, состоящий из элемента 8 сравнения, емкости 9, перемен 35ного дросселя 10, элемент 11 сравнения, сумматор 12 усилитель 13 мощности, первый элемент 14 сравнения,второй элемент 15 сравнения, третийэлемент 16 сравнения, блок логики,состоящий из элемента ИЛИ 17, реле 18,19, второго реле 20, переменного дросселя 21, 22.Все функциональные блоки построенына пневматических вычислительных и пе 45реключатепьных элементах.Регулятор работает следующим образом,На входные каналы регулятора подаются сигналы пропорциональные заданному Рз, текущему Р значениям регуипируюшей величины и пропорциональныезаданному Р., текущему Р значениям измеряемого возмущении, а такжеопорное давление Рц , Регулятор отрабатывает спецующий комбинированныйзакон регулирования.т =ц( -) ФР- ) Р- выходной канал регупягора;- коэффициенты усилениярегулятора (К,К 21 А/Ь 1,- функция переключения,В предложенном регуляторе за счет введения сигнала Я(1 -Р ) в алгоритмеЪрегулятора, значительно повышается качество регулирования в системе при действии измеряемых возмушений и тем самым компенсируется влияние измеряемого возмущения.Поскольку сигнал компенсации в зависимости от изменения возмущений так изменяет выход регулятора, чтобы не допустить возникновения перерег улирования по основному параметру и тем самым уменьшает длительность переходного процесса,Работа блока формирования функции переключения ( БффП) определяется следующим выражением Я Р: С 1 Рп "Ъ выка пр р +Р- Р +Р Далее Р и выход элемента 14 сравнения сравнивается с опорным давлением Ро соответственно на элементах 11 и 15 сравнения и поступает в блок логики, который выполняет операцию " авнозначность"НЫХ 19р ЧР чРВЫХ Ю ЭЫЪ 15/ ВЫХОД ВЫХ 15 тем самым вырабатывается сигнал Рвыкц цпя переключения коэффициента усиления ср , который учитывает измеряемое возмущение.При помощи БффГ 1 и элемента 11 сравнения переключается коэффициент усилен.я фТаким образом, пневматический регуиятор с переменной структурой реализует 1 такой ап оритм управления, который формируатся в виде функции в зависимостине только от основного пдрдметра, цои от измеряемых возмущений, Выбираясоответствующим обрдзом величины Ср ср с К с 3) можцо выполнить У 131Уусловия существования скользящего режима в системе и тем самым улучшить качество переходного процесса при воздействии измеряемых возмущений.Стендовое испытание регулятора показало его работоспособность. Регулятор будет установлен ца установке сульфдцола для регулирования температуры сульфоратора, Предварительный экономический эффект от вцедрения комбинцровднцой системы автоматического регулирования температуры сульфоратора на производстве сульфацола, в состав которой входит пневматический регулятор с переменной структурой, составит100 тыс. руб,Формула изобретения Пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий пропорциональный блок, блок формирования функции переключения, входные камеры которого подключены к каналам параметра,задания и опорного давления, а выход пропорционального блока - к плюсовой камере сумматора, минусовая камера которого подключена к каналу опорного давления, а выход через усилитель мошности - к выходному каналу регулятора,выход блока формирования функции переключения соединен с входом блока предварения, выход которого подключен к одной из камер элементе сравнения, другая камера которого соединена с каналом опорного давления, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что,с целью улучшения динамических характеристик регулятора, в нем установлены три элемента сравнения, 10 блок логики и реле, причем входные камеры первого элемента сравнения подключены к каналам переменного задания, измеряемого возмущения и опорного давления, а его выход соединен с плюсовой камерой второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом блока логики, другой вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход блока логики соединен с управляю шей камерой реле коммутируемые входы реле - с входами первого элемента сравнения, д выход - с минусовой камерой третьего элемента сравнения, подключенного своим выходом к другой плюсовой камере сумматора, причем каналы опорного давления подключены к управляющим камерам второго и третьего элементов сравнения.ЭИсточники информации, принятые во 30внимание при экспертизе1. Берецдс Т. К, и др. Элементы исхемы пневмоавтоматики, М"Машиностроение", 1968, с. 176.2, Сб, Пневмоавтомвтикд, М., "Наука",1 974, с. 77, рис. 1 ( прототип) .684508 Составитель И, Шепиловадактор Б, Герцен ТехредН. Бабурка Корректор Д, Ливринп илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 з 5286/41 Тираж ЦНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра