Пневматическое устройство управленияпроцессом смешения компонентов

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нв 824153(22) Заявлено 130679 (21) 2778634/18-24 с присоединением заявки М 6 05 0 11/035 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 23.04,81 В,В. Барабадзе, Г.Т, Березовец, А,А, Таль,- .,Р 7 а,.Ю.Н, Елисеев, Д,В, Цхведиани, Э.В. Гвенцадзе , . "-".сй,Г.Н. Кульбашный, Н,И, Антидзе и А.А. Махара е;.Всесоюзный научно-исследовательскийи проек но- .". "; -:- . 7;"конструкторский институт автоматизации про водсрвенных:7 "4процессов в прбмышленности, Ордена Ленина и т-, .,проблем управления и Батумский нефтеперерабатываюзавод им. И.В. Сталина(54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВИзобретение относится к автома-тическому управлению и может быть применено для регулирования соотношения потоков в процессе смешения,Известны электронные цифровые устройства для управления процессом смешения при получении многокомпонентной смеси 1, содержащие по числу компонентов частотные датчики расхода, электронный многоканальный цифровой регулятор расхода с входными и выходными преобразователями, эадатчики расхода и исполнительные механизмы. устройствО такого типа обеспечивают более высокую точность регулирования 11.Однако их конструкция является сложной.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройО ство для регулирования параметров технологических процессов, содержащее по каждому каналу регулирования расхода компонента датчик текущего значения параметра, блок вычисления ошибки регулируемого параметра, блок регулирования и исполнительный механизм 21 .Однако в таких устройствах применение электронно-вычислительных специализированных блоков усложняет их конструкцию, затрудняет сочленение. устройства с объектом управления, имеющим в большинстве случаев пневматические исполнительные маханизмы, снижает удобства обслуживания и эксплуатации.Цель изобретения - упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных свойств устройства.еПоставленная цельдостигается за счет того, что в пневматическом устройстве управления процессом смешения компонентов, содержашем по числу каналов регулирования расхода компонента частотный датчик текущего зна- чения параметра, блок вычисления ошибки регулированного параметра,блок регулирования и иополнительный механизм, введены задатчик интервалов времени, блок вычисления ошибки регулируемого параметра в каждом канале регулирования содержит последовательно включенные узел определения момента прохождения заданного количества компонента и узел Формирования знака и модуля ошибки, а блок регулирования состоит из цифроаналогового преобразователя и импульсно-. го регулятора; подключенных соответственно к каналам параметра и задания пропорционально-интеральногорегулятора, ныходом соединенногос исполнительным механизмбм данногоканала, выход частотного датчика текущего значения параметра подключенк входу цифроаналогового преобразователя, входу узла определения момен-.та прохождения заданного количества компонента и другому входу узлаформирования сигналов знака и модуля ошибки, третий вход которого соединен с выходом эадатчика интерваловвремени, а выходи с входами импульсного регулятора.Кроме того, с целью улучшения качества регулирования, н каждом канале регулирования расхода компонентаустановлен задатчик начального расхода, подключенный к одному иэ входов импульсного регулятора.На фиг, 1 приведена блок-схема 20устройства; на фиг. 2 - схема развертки импульсного регулятора, входящегов устройство,Устройство содержит каналы 1 регулирования расхода компонентов, пропорционально интегральный регулятор 2 расхода, блок 3 регулирования,цифроаналоговой преобразователь 4,импульсный регулятор 5, задатчик 6начального расхода, частотный датчик7 текущего значения параметра, исполнительный механизм 8, узел 9определения момента прохождения заданного количества компонента, блок10 вычисления ошибки регулированияпараметра, узел 11 формированиясигналов знака и модуля ошибки, задатчик 12 интервала времени. При этомрегулятор 5 содержит ачульсирующеесопротивление 13 с емкостью 14, емкость 15, повторитель 16 с положительным сдвигом, повторитель 17 сотрицательным сдвигом.Пневматическое устройство дляуправления процессом смешения компонентов работает следующим образом. 45Перед пуском устройства, в зависимости от компонентов, участвующихв данном составе смеси и находящиеся между собой в заданном соотношении, подключаются необходимые каналы 1 регулирования.Регулирование расхода по каждомуканалу ведется с помощью ПИ-регулятора 2 блока регулирования 3. В егокЖеру переменно подается сигналтекущего значения параметра Р 0 отпреобразователя 4, а в камеру зада. ния - выход от импульсного регулятора 5, который в данной схеме выступает в роли эадатчика. На выходерегулятора 5, перед включением уст- Оройства, с помощью задатчика б устанавливается начальное значение задания Рд, а по включении в работуконтура регулирования расхода, импульсная последовательность Р пос у тупающая от датчика 7 текущего значения параметра в преобразователе4, преобразуется в аналоговый сигнал Р и подается на регулятор 2,Ба основании входных сигналов Ри Р регулятор вырабатывает регулирующее воздействие на исполнительный механизм 8.Одновременно импульсная последовательность от датчика 7 поступаетна узел 9 определения момента прохождения заданного количества компонента блока 10 вычисления ошибкирегулируемого параметра.Узел 9 представляет собой совокупность счетчика импульсов, цифрового задатчика и схемы совпадения.На цифровом задатчике узла 9 заранее задается задание н цифровом виде,на количество компонента Но, которое должно пройти за заданный интервал времени, а на счетчике суммируются импульсы, поступающие отдатчика. При совпадении показаниясчетчика с цифровым задатчиком схемой совпадения формируется дискретный сигнал Р, определяющий моментпрохождения заданного количествакомпонента. Этим сигналом счетчиксбрасывается на нуль, начиная новыйцикл счета не теряя ни одного импульса датчика, Одновременно сигнал Рпоступает на узел 11 формированиясигналов знака и модуля ошибки блока 10 (для вычисления ошибки регулирования расхода регулятором 2).С другой стороны измерение равных интервалов времени дна протяжении всего цикла смешения ведетсязадатчиком 12 интервалов времени. Поистечении каждого интервала д с задатчиком выдается сигнал Р, поступающий на вход узла 11 всех блоков10 вычисления ошибки регулируемогопараметра,На вход узла 11 поступает такжеимпульсная последовательность Р. отдатчика 7.По ВхОДным сигналам Р 1 РФ РМузлом 11 вычисляется ошибка, выраженная н пакете ймпульсов, между заданным и фактическим количеством компонента, проходящего через датчикза интервал времени. д . Поянлениепервым одного из сигналов Р или Рдслужит началомпроцесса вычисленияошибки узлом 11, т,е. при этом устанавливается знак ошибки .и началопрохождения пакета импульсов от датчика через узел 11, а поступлениевторого сигнала прекращает процессвычисления ошибки, отключая коммутацию импульсной последовательностиР через узел 11 на импульсный регулятор 5. Например, если сигналР поступил до истечения заданногоинтервала времени д .(сигнал Р 1 ),за которое должны пройти Ид импульсов, то на выходе узла 11 формируется дискретный сигнал знака Рзн = Она уменьшение задания Рэс расходаи импульсы датчика 7 начинают поступать на регулятор 5, уменьшающийсвой выход Р г. В момент поступления сигнала Р+ поступление импульсов на,регулятор 5 прекращается и задание перестает изменяться.Если сначала поступил Р, то навыходе узла 11 сигнал Рз = 1 и им,пульсы от датчика 7, поступают на 10регулятор 5, увеличивая регулятору2 задание. РьадВ случае одновременного поступления сигналов Р и Рк импульсы на регулятор 5 не поступают и остаетсяпрежнее задание Рд,Таким образом,по истечении каждого интервала времени д с импульсныйрегулятор 5 формирует на очереднойинтервал новое задание регулятору 2в зависимости от ошибки количества,компонента. за время дс.Сам импульсный регулятор 5 работает следующим образом.От узла 11 формирования сигналовзнака и модуля ошибки на пульсирующее сопротивление 13 импульсного регулятора 5 поступает импульсная последовательность й, представляющаясобой интеграл ошибки отклонения регулируемого параметра от задания. 3 ОСигналы И = 1/О, поступающие напульсирующее сопротивление 13, попеременно соединяют емкость 14 сопротивления, то с емкостью 15, то с цепью повторителя 16 с положительнымсдвигом, равным + д, или с цепью повторителя 17 с отрицательным сдвигом,равным - Л . При этом воздух в объеме емкости 14 пульсирующего сопротивления иэ 40 цепи с большим давлением (цепь повторителя 16 с положительныгл,сдви.гом) сбрасывается в линию Рзд или наоборот, из линии Рзо, сбрасывается в цепь с меньшим давлением (цепь повторителя 17 с отрицательным сдви- . .гом). При этом с каждым импульсом Рэдизменяется на постоянную величину,50Сброс воздуха в одну или другую сторону продолжается до прекращения подачи сигналов М от узла 11, Направление соединения емкости 15 с цепями повторителей со сдвигом опре деляется в зависимости от наличия дискретного сигнала Р, поступающе-. го также от узла 11.При этом скорректированное значение давления, Формирующееся в емкости 15, является выходным давлением импульсного регулятора 5, т.е. заданием Р д Пи-регулятора. Реализуемое уравнениеР Р +ьш Ей3 ад о 65 чгде ло, =+6 в" - величина смещениязадания эа один импульс,Ч и Ч вобъемы емкостей 14и 15 соответственно,Ро - начальное значениеРзад),Реализация предлагаемого устройства обеспечивает улучшение качества регулирования при упрощении конструкции устройства, что даст народному хозяйству экономию,Формула изобретения1. Пневматическое устройство управления процессом смешения компонентов, содержащее по числу кана-лов регулирования расхода компонента частотный датчик текущего значения параметра, блок вычисления ошибки регулируемого параметра, блокрегулирования и исполнительный механизм,. о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью упрощения и улучшенияэксплуатационных устройств, оно содержит эадатчик интервалов времени,блок вычисления ошибки регулируемогопараметра в каждом канале регулирования содержит последовательно включенные узел определения моментапрохождения заданного количества компонента и узел Формирования сигналов знака и модуля ошибки, а блокрегулирования состоит иэ цифроаналогового преобразователя и импульсного регулятора, подключенных соответственно к каналам параметра и задания пропорционально-интегральногорегулятора, выходом соединенного сисполнительным механизмом данногоканала, выход частотного датчика текущего значения параметра подключен кк входу цифроаналогового преобразователя, входу узла определения момента прохождения заданного количествакомпбнента и другому вхоДу узла формирования сигналов знака и модулямиошибки, третий вход которого соединен с выходом задатчика интерваловвремени, а выходы с входами импульсного регулятора.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюулучшения качества регулирования, вкаждом канале регулирования расходакомпонента установлен задатчик начального расхода, подключенный к одному из входов импульсного регулятора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРГ 1 224639, кл. В 01 Г 3/08, 1965,2. Авторское свидетельство СССРгг 269257, кл. С 05 0 11/00, 1967ваКор р:Г. Решет исное П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна филиал 2109/69 Тираж 94 ВНИИПИ Росударственного кпо делам изобретений и 13035 у Иосквау Ж 35 у Раушск тета СССРкрытийнаб., д. 4/5