Пневматическое управляющее устройство

Союз СоветскнкСоциалнс тически кРеспублик ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУц 684509,"ютта,.,тк, ) Дополнительное к авт. свид-ву Заявлено 21.05.76 (21)23616(51)М, Кл. 05 В 1 присоединением заявк йаретеееый коиетот СССР долам езобрвтоее я открытей(088,8) ата опубликования описан 9 2) Авторы изобретенияСТРОИСТВ 54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯКЩ Изобретение относитс евматич ого управлеано при соз том атиче им сре зличногоических ости пневм азначения, в анием раоборудоравления позициони нов технологическ истембочих вания.Известны методы повышения быстродействия пневматического регулятора с одновременным улучшением других его динамических и точностных характеристик, основанные на импульсном управлении, реализующим режим, близкий к оптимальному, Например, существует пневматический регулятор, содержаший элемент сравнения, два четырехвходовых сумматора, регулируемые дроссели, несколько динамических и апериодических звеньев и выходной усилитель с системой многоконтурной обратной связи, охватывающей устройство в целом и его отдельные блоки ( 1 1.При наличии сигнала рассогласования между текущим и заданным значениями регуния и может быть использов дании пневматических систем лируемого параметра регулятор генерирует управляющее воздействие в форме относительно короткой последовательности импульсов, модулированных по длительности в зависимости от величины и знака рассогласования. После устранения последнего (в пределах точности регуляторе) управляюшее воздействие продолжает подаваться в виде симметричных импульсов высокой частоты и малой амплитуды со . средним значением, соответствующим состоянию равновесия системы. Импульсный режим работы регулятора является результатом влияния обратной связи, вызывающей автоколебания. Имеюшиеся в регуляторе динамические и апериодические звенья используются для настройки регулятора на максимальное быстродействие при отработке управляющего сигнала, причем настройка определяется таким свойством регулируемого объекта как инерционность (запаздывание).К недостаткам сушествуюшего регулятора следует отнести, во-первых, зависиНа выходе элемента сравнения 1 устанавливается сигнал с =1, под действием, которого нормально открытое реле 3 пропускает сигнал 2 х во вторую минусовую камеру элемента сравнения 1, т.е. имеем Х =-2 х . При х 1-кк выполняется условие Х; Ф Х,х +Х, и на выходе элемента сравнения 1 устанавливается сигнал 2. =О. В результате этого нормально открытое реле 3 сообщает камеру с элемента сравнения 1 с атмосферой, при этом Х. =Э. 3 68450мость амплитуды управляющего воздействия и закона его модулирования по длительности импульсов от настройки регулятора, а не от действительного состояния объекта управления него свойств,Поэтому при изменении параметров объекта приходится менять и настройку регулятора для предотвращения ухудшениякачества процесса регулирования. Во-вторых, конструкция регулятора достаточно 10сложна. В частности для суммированиясигналов в нем предусмотрены отдельныеблоки (два четырехвходовых сумматора),выдающие промежуточную информацию дляэлемента сравнения, выполненного также 15отдельным блоком; регулятор включает всебя большое число последовательно срабатывающих блоков, в результате чего всясистема оказывается относительно инерционной, что снижает быстродействие регулятора,Наиболее близким техническим решением к данному является пневматическоеуправляющее устройство, содержащее элемент сравнения, первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены с каналом задания и каналом параметра, выходс выходным каналом устройства, и первыйэадатчик опорного давления, выход которого подключен к соплу реле 21,Динамические характеристики известного устройства неудовлетворительны припрактическом его применении,Целью изобретения является повышениединамических характеристик устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве установлены первый ивторой дроссели, емкость и второй эадатчик опорного давления, выход которогоподключен ко второй плюсовой камере,элемента сравнения, выход которого через Первый дроссель соединен с управляющей камерой реле, включенного по схеме ДА и соединенного выходом через второй дроссель со вторым отрицательнымвходом элемента сравнения.На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - график его работы.Основным элементом пневматическогоуправляющего устройства является дискретный четырехвходовый (с двумя плюсовыми и двумя минусовыми камерами)элемент 1, выполняющий функции одновременно сумматора и элемента сравнения,55называемый далее элементом сравнения,Первая плюсовая камера элемента сравнения 1 соединена с каналом задания хзадающего устройства, а первая минусоС)4вая камера этого элемента - с каналом параметра Х от датчика регулируемого параметра. Во вторую плюсовую камеру элемента сравнения подается сигнал к постоянного уровня, а во вторую минусовую камерун, сигнал 2 к 1, т.е. удвоенный сигнал Х с эадатчика опорного давления 2, выход которого подключен 1.соплу реле 3. Сигнал кподается с эадатчика 4, Выход элемента 1 через россель 5 соединен с управляющей камерой реле 3, включенного по схеме ДА, а выход реле 3 соединен через дроссель 6 и емкость 7 со вторым отрицательным входом элемента сравнения. На выходе регулятора установлен логический блок-усилитель 8. Регулируемые дроссели 5 и 6, а также емкость 7 выбираются и настраиваются таким образом, чтобы время срабатывания реле 3 при изменении его управляющего входного сигнала составляло половину времени наполнения (опоражнивания) емкости 7,Устройство работает следующим образом.При Х - Х ) М 1 выполняется условие х+ х 1 х+.где М. - сигнал, поступающий на второй отрицательный вход элемента сравнения 1. При малых рассогласованиях, когда )к -к 4 %;, возможно выполнение ус 1повий как х Ф Х ) к Ф Х., так и х 1 х(хХ, В последнем случае на выходе элемента сравнения 1 появляется сигнал Х =О, через время,а; срабатывает нормально открытое реле 3, сообщая вторую минусовую камеру элемента сравнения 1 с атмосферой, и давление в указанной камере начинает падать (сигнал Х уменьшает. ся). Поскольку скорость изменения сигнала Х. выше скорости изменения регулируемого параметра Х , то через некоторое время оказывается ;хХ Х, что приводит к срабатыванию элемента сравнения 1 и появлению на еговыходе сигнал 21 =1. Далее процесс повторяется, и нв выходе элемента сравнения 1 появляется цепочка импульсов 5 ;2(1) переменной длительности 1 (фиг, 2). После их преобразования в выходном логическом блоке-усилителе 8 на выходе регулятора образуется управляющее воз 10 действие в форме последовательности имйульсов разных знаков, модулированных по длительности (скважности), что позволяет характеризовать интенсивность управляющего воздействия величиной- 1. 151-1тпричем ц ) О, если х, - х 0;=О прих, к=ОИ( 0 прик 1-Х с О,Таким образом, сигнал Х., поступаю.20 щий в камеру сА .элемента сравнения 1, при(х;-Ю ( х, равен О, или,или 2 х в зависимости от знака рассогласова 1 пщ х; - Х, а прих, - хх, сигнализменяется за время ьФ. от 0 до 2 х после переключения элемента сравнения 1 с 2 =0 иа 1=1 и изменяется также за время М от 2 х 1 до 0 после переключения элемента сравнения 1 с 2,=1 на=О. В соответствии с этим предлагаемый регулятор реализует двв режима работы, автоматически переходящие один в другой в моменты, когда х; - Х цринимает значение х 1, причем, если(х;-х)(х 1 (фиг. 2), то реализуется режим 1, в котором сигнал с выхода регулятора удерживается на постоянном максимальном уровне, обеспечивая уменьшение рассогласования с максимальной эффективностью; в режиме И, реализуемом при малых откло нениях х от х х - хС х, ), выход 1ной сигнал регулятора принимает форму импульсов разных знаков, модулированных по сквежности (широтно-импульсная модуляция) в зависимости От величины и знаке 15 рассогласования х - х , благодаря чему достигается высокая точность отработки регулятором задающего сигнале х 1 .Из рассмотренного выше следует, что импульсная двухрежпмнея работа предлагаемого пневматического регулятора реализуется при минимальном количестве элементов в конструкции причем этими элементами служат стандартные элементы, входящие в систему УСЭППА. Один четырехвходовый элемент сравнения, нормаль-., ю но открытое реле, двв дросселя и емкость выполняют кроме своих основных функций .также функции сумматора, генератора тактовых импульсов, широтно-импульсного модулятора и автоматического перектпочателя режимов работы регулятора. Формула изобретения Пневматическое управляющее устройство, содержащее. элемент сравнения,первые пгпосовея и минусовая камеры коГОРОГО СОЕДИНЕНЫ С КЕНЕЛОМ ЗЕДЕНИЯ Иканалом параметре, выход - с выходнымканалом устройства, и первый зедвтчикопорного давления, выход которого подключен к соплу реле, о т л и ч е ю щ е ес я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик устройстве, в немустановлены первый и второй дроссели,емкость и второй задвтчик опорного давления, выход которого подключен ко второй плюсовой камере элементе сравнения,выход которого через первый дроссельсоединен с управляющей камерой реле,включенного по схеме ДА и соединенноговыходом через второй дроссель со вторымотрицательным входом элементе сравнения.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 268768, кл. б 05 В 11/44, 1969,2. Инструкция по эксплуатации регуляторе с зоной нечувствительности типеПР 2,6, М., Тизприбор, 1972,684500 5Риг. 1 Составитель О, ГудковаРедактор В. Фельдман Техред Н. Бабурка Корректо ринц ал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 86/41 Тираж 101 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписноеомитета СССРоткрытийушская наб., д, 4/5