Пневматическое регулирующее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ .СВ ЕТЕЛЬСТВУ Сфеэ Советских Соцмалмстичаскнк Рвспублнк(22) Заявлено 220 б 79 (21) 2784594/18-24 (51) М с присоединением заявки Но(23) Приоритет 6 05 В 11/58 ГосуаарственннЯ комнтет СССР во дедам изобретеннЯ н открмтмЯОпубликовано 3009,81, Бюллетень Йо З 6Дата опубликования описания ЗООЯ 81Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизации производственныхпроцессов в промышленности(54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к пневматическому приборостроению н может быть использовано при синтезе самонастраивающихся систем для автоматического управления технологическими процессами.Известны самонастраивающиеся системы, содержащие в качестве регулятора управляющие устройства, имеющие в своем составе интегратор и анализатор качества 11.Однако известные устройства обладают недостаточной точностью регулирования колебательных процессов.Наиболее близким к предлагаемому является пневматическое управляющее устройство, содержащее сигнум-реле,. подключенное к каналам параметра и задания, ключ, выход которого является выходным каналом устройства, формирователь регулирующего воздейст" вия, состоящий из подключенного к входным каналам параметра и задания элемента сравнения и двух.интеграторов, включающих последовательно соединенные элемент памяти, переменный дроссель, емкость и усилитель, выходы усилителей интеграторов соединены с входными камерами ключа, а выход сигнум-реле и блока определения знака производной соединены с управляющими входамн элементов памяти обоихинтеграторов, первые входы элементов,памяти соединены между собой, а вторые - с выходами элемента сравненияформирователя регулирующего воздействия, блок определения знака производной состоит нз подключенных квходным каналам параметра и заданияэлементов сравнения с дроссельнымиделителями, переключателя с параллельным регулируемым дросселем, входпереключателя подключен к выходу первого элемента сравнения, а средняя 15 точка регулируемого дросселя соединена с управляющим входом данногоэлемента сравнения, вход второгоэлемента сравнения блока определениязнака производной соединен с входным 20 каналом задания, выход блока определения знака производной соединен содной из управляющих камер ключа (2),Однако визвестном устройстве приотработке сложных входных воздействий 25 во время управления колебательнымиобъектами с запаздыванием возможноухудшение качества регулирования попричине недостаточной чувствитель,ности блока определения знака произ" 30 водной к малым изменениям регулируе 868703мого параметра в управляемом устрой-стве, что ухудшает его динамическиехарактеристикиЦель изобретения - улучшение динамических характеристик устройства.Укаэанная цель достигается тем,что в блок определения знака производной введен элемент памяти, а вВ.устройство - генератор, выход которого соединен с управляющим входом элемента памяти блока определения знака производной, второй управляющийвход данного элемента памяти подключен к каналу задания, вход элементапамяти соединен с каналами параметра, а выход соединен с одним из выходов элемента сравнения блока определения знака производной,На Фиг. 1 представлена схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 -графин его работы.Регулятор содержит формирователь1 управляющего воздействия, ключ 2,блок 3 определения знака производной, генератор 4 и сигнум-реле 5Входы Формирователя 1 управляющеговоздействия соединены с входными каналами (регулируемой величины) параметра Рп и задания Рдд.Формйрователь 1 управляющего воздействия состоит из элемента 6 сравнения и из двух интеграторов, первыйиз которых включает элемент 7 памяти переменный дроссель 8, емкость9 и усилитель 10 Второй интеграторвыполнен аналогично первому и состоит из элемента 11 памяти, переменного дросселя 12, емкости 13 и усилителя 14.Блок 3 определения знака производной содержит два элемента 15 и 16сравнения, четыре переменных дросселя 17 - 20, два постоянных дросселя21 и 22, причем дросселн 17, 18, 21и 22 образуют дроссельные делители,емкость 23, переключатель, состоящий из двух,трехмембранных реле 24 и25 и элемента 26 памяти. Дроссели19 и 20 образуют регулируемый дроссель, включенный параллельно переключателю.Генератор 4 состоит из универсального элемента 27, переменного дросселя 28, емкости 29, обратного клапана 30 и постоянного дросселя 31.В качестве сигнум-реле 5 использу-.ется дискретный элемент сравнения.Устройство работает следующим образом,Сигналы, пропорциональные заданному Рди текущему Р,с, значениямрегулируемой величины, поступают навходы элемента б, сравнения, работающего в зависимости от положенияэлементов 7 и 11 памяти, управляемых блоком 3 определения знака производной и сигнум-реле 5, попеременного в режиме интегрирования и запоминания. В обратную связь элемента 6 в зависимости от положения выходного ключа 2, управляемого блоком3, подключается выход первого иливторого интегратора.Если знак функции блока 3яагуп хО, а знак Функции сигмумреле яИп хО, это случай, когда параметр находится в первом квадрантеизменения параметра, элемент 6 сравнения подкЛючается через элемент 7памяти к инерционному звену дроссельемкость (элементы 8 и 9) и в первоминтеграторе производится операцияинтегрирования ошибки15 0=Т 1 Х)дЭта величина через выходной ключ,подается на выход устройства и в положительную обратную связь этого жеинт гпатопа,Одновременно от элемента б сравнения посредством элемента 11 отключено,инерционное звено(элементы .12 и 13второго интегратора). Если яагуп хО,а25 яИп х0 (параметр находится вовтором квадранте) элемент 6 сравненияотключен от инерционных звеньев, аФормируется канал связи между инерционными звеньями, в результате чегопроисходит перетек из емкости 13через дроссели 12 и 8 и емкость 9.В пределе давления в емкостях выравниваются, стремясь к средией величине этих давлений.В блоке определения знака произ"водной реализуется операцияЩиарТф) ЙоР Равд40 теское ящи О, х)о;где 1 =т,ест еди Их) о;Р Р Р (пТ)- п 1 + Т Знак этой величины определяется элементом 16 Е непрерывно нарастает от0 О до 1 в каждом такте до наступленияследующего такта (Фиг, 2 в). Запоминание переменной величины осуществляется посредством элемента 26 памяти, который управляется генератором4. Чувствительность узла предвареиия55 повышается за счет скачкообразногоизменения переменной величины на еговходе в момент стирания памяти (нулевое значение выхода генератора),.Генератор 4 Формирует сигнал,график которого приведен на Фиг. 2,в из которого видно, что Т м ТДискретный элемент 5 сравнения формирует инверсный знак ошибки рассогласования.формирование выходного сигнага цроиэводится по закону Ц(,Ц 01 И 1+И),ЕСЛИ Ыд Х 7 О; Ъ( ) Если 91 ф Регулирующее устройство Формирует регулирующее воздействие из двух уровней,. разность значений которых уменьшается прн движении параметра к линии задания вада (х х)ьО и увеличивается при от- О клонении параметра от линии задания в 1 дп(х х)0, при этом изменяется выход того интегратора, который соединен с выходным каналом устройства, а выход другого запомнен. )5Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить ,качество регулирования технологических процессов эа счет увеличения чувствительности блока определения знака производной при большом запаздывании объекта регулирования. Устройство эффективно при использовании его в системах автоматического регулирования, объекты которых колебательны и имеют большое запаздывание.Формула изобретенияПневматическое регулирующее уст ройство содержащее сигнум-реле,подключенное к каналам задания к пара, метра, ключ, выход которого является выходным каналом устройства, формирователь регулирующего воздействия 35 состоящий из подключенного к входным каналам параметра и задания элемента сравнения и двух интеграторов, включающих последовательно соединенные элемент памяти, переменный дроссель, емкость и усилитель, выходы усилителей интеграторов соединены с входными камерами ключа, а выход сигнум-реле и блока определения знака производной соединены с управляющими входами элементов памяти обоих интеграторов, первые входы элементов памяти соединены ежду собой, вторыес выходами элемента сравнений формирователя регулирующего воздействия, блок определения знака производной состоит из,подключенных к входному каналу параметра двух элементов сравнения с дроссельными делителями, переключателя с параллельньм регулируемым дросселем, вход переключателя подключен к выходу первого элемента сравнения, асредняя точка регулируемого дросселя соединена с управляющим входом первого элемента сравнения, вход второго элемента сравнения блока определения знака производной соединен с входным каналом задания, а выход блока определения зиака производной соединен с одной из управляющих камеры. ключа, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, улуншения динамических характеристик устройства, в блок определения знака производной введен элемент памяти, а в устройство - генератор, выход которого соединен с управляющим входбм элемента памяти блока определения знака производной, второй управляющий вход данного элемента памяти соединен с каналом задания, вход элемента памяти подключен к каналу параметра, а его выход соединен с одним из входов элемента сравнения блока определения знака производной.Источники информации,приня-ые во внимание при экспертизе1. Козлов В.И. Самонастраивающиеся .системы с релейными элементами.ф 1 Энергияфф, 1974, с. 434.2 Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2496817/18-24,кл. 6 05 В 13/00, 1977 (прототип).