Позиционный регулятор

(51)4 С 0 фр;Дй.ьД Е о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР(56) Клюев А.С. Двухпозиционные автоматические регуляторы и их настройка.М.: Энергия, 1967, с. 82-83, рис.3-13,3-14,Авторское свидетельство СССРВ 1200238, кл. С 05 В 11/18, 1984.(57) Изобретение относится к автоматическим регуляторам и может быть применено в двух- и трехпозиционных системах автоматического регулированияобъектами с запаздыванием с использо-ванием исполнительных механизмов постоянной скорости. Цель изобретенияповышение точности регулирования позиционного регулятора при работе вдвухпозиционном режиме, которая достигается введением дополнительного промежуточного реле. Регулятор содержит задатчик 1, элемент сравнения 2, датчик параметра 16, трехпозиционный релейный регулирующий блок 3, два реле времени 4 и 5, промежуточное реле 6, подключенное к питающему напряжению контактами 7-10 реле времени. В процессе работы регулятора в установившемся автоколебательном режиме с помощью контактов 11-14 промежуточного реле 6 осуществляется периодическое реверсирование исполнительного механизма постоянной скорости 15. Моменты реверсирования и их длительность определяется настройкой контактов реле времени. Указанное реверсирование обеспечивает уменьшение амплитуды установившегося автоколебательног режима при зоне нечувствительности блока 3, равной нулю, и при ее ненулевом значении. 5 ил.415 20 25 30 35 40 4550 130Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть применено в двух- и трехпозиционных системах автоматического регулирования объектов с запаздыванием исполнительньгх механизмов с постоянной скоростью перемещения.Цель изобретения - повьпдение точности регулирования позиционного регулятора при работе в двухпозиционном режиме.На фиг.1 представлена принципиальная схема позиционного регулятора, на фиг.2 - диаграмма замыканий контактов реле времени при работе регулятора; на фиг.З и 4 - примеры переходных процессов в системе автоматического регулирования с использованием регулятора при его работе в двух- позиционном режиме; на фиг,5 - то же, с использованием регулятора при его работе в трехпозиционном режиме.Регулятор содержит задатчик 1 регулируемого параметра, элемент 2 сравнения, трехпозиционный релейный блок 3, первое и второе реле 4 и 5 времени, промежуточное реле 6, контакты 7 и 8 первого реле времени, контакты 9 и 10 второго реле времени, контакты 11-14 промежуточного реле, исполнительный механизм 15 постоянной скорости, датчик 16 регулируемого параметра.Регулятор работает следующим образом..На вход регулятора поступает сигнал П от датчика 16 регулируемого параметра. Этот сигнал поступает на первый вход элемента 2 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал от задатчика 1 регулируемого параметра. Сигнал рассогласования П, равный разности между заданным П и текущим П значениями регулируемого параметра,поступает на вход трехпозиционно га релейного блока 3. В случае, если трехпозиционный релейный блок настроен таким образом, что зона его нечувствительности равна О, то в зависимости от знака сигнала рассогласования на одном из его выходов всегда присутствует управляющий сигнал П, или П. При наличии зоны нечувствительности, если сигнал рассогласования не превьппает ее значения, управляющие сигналы на выходе. блока 3 отсутствуют. Дальнейшая работа регулятора рассмотрена на простейшем при-. 3992 2 мере, когда зона нечувствительностирелейного блока 3 равна нулю, а объект управления можно характеризоватьбезынерционным усилительным звеном,.Такой пример соответствует системамрегулирования температуры на основесмешения двух теплоносителей с различной температурой, различным системам регулирования расхода и т.д.Предположим, что в начальный моментотработки управляющего или возмущаю-,щего воздействия значение регулируемого параметра значительно ниже заданного значения. В этом случае на первом выходе блока 3, подключенном к реле 5 времени, имеется напряжение. Будем также считать, что к рассматриваемому моменту времени с момента появления сигнала на данном выходеблока 3 прошло время, большее чем время настройки контакта 8, причем время настройки контакта 7 меньше, чем контакта 8. В этом Вучае исполнитель- н ныи механизм совершает движение в сторону уменьшения сигнала рассогласования до момента переключения релейногоблока 3. Если указанное условие невыполняется, то время переходногопроцесса увеличивается за счет излишнего корректирующего воздействия, нохарактер установившегося режима неменяется. Для работоспособности регулятора условие (чтобы время настройки размыкающих контактов 8 и 10 превьдпало время настройки замыкающих контактов 7 и 9) является обязательным, Возможная диаграмма замыканий контактов реле 4 и 5 времени может в этом, случае соответствовать фиг.2. В описываемом режиме дальнейший процесс регулирования соответствует фиг.З. При перемещении исполнительного механизма значение параметра увеличивается, но при наличии в системезапаздывания информация об этом навход регулятора поступает с задержкой,равной времени запаздывания. На фиг.Зпунктирной линией изображен процессизменения параметра на выходе объекта,сплошной - на входе регулятора в предположении, что запаздывание включено между выходом объекта и входом регулятора, В момент времени, когда значение сигнала У становится равным значению сигнала П(точка В, на фиг.З),происходит изменение состояния трехпоэиционного релейного блока 3. Обмотка реле 5 времени отключается от напряжения и происходит подключение об 3 1 ЗОЗ 9 мотки реле 4 времени, Через контакт 14 напряжение поступает на вторую обмотку исполнительного механизма 15 и начинается его перемещение в противоположную сторону. Из-эа наличия запаздывания максимальное положительноеотклонение параметра от заданного значения соответствует значению в точке А на фиг.З. Значение параметра на выходе объекта начинает уменьшаться, 10 а на входе регулятора вначале увеличивается до точки А 1, а затем снижается, По истечении заданной выдержки времени 1 происходит замыкание контакта 7 и напряжение поступает на обо мотку промежуточного реле 6. Происходит переключение контактов 11-14, а также переключение обмоток исполнительного механизма и осуществляется его реверсирование до момента срабаты 20 вания контакта 8, т.е. до момента истечения выдержки времени Т.контакта 8. Параметр на выходе объекта изменяется от значения в точке А до значе 2ния в точке АЗ . После отключения контактом 8 катушки промежуточного реле 6 состояние схемы восстанавливается и вновь осуществляется переме 1 цение исполнительного механизма в первоначальном направлении. Это перемещение 30 происходит до точки А, в которой ,направление перемещения исполнительного устройства вновь меняется из-за изменения состояния трехпозиционного релейного блока 3 (точка В на фиг.З) . 35 Напряжение отключается от обмотки реле 4 времени и поступает на обмотку реле 5 времени. Для стабильной работы регулятора и обеспечения наибольшей точности в установившемся режиме 40 необходимо, чтобы изменение направления перемещения исполнительного механизма в течение времени корректирующего воздействия осуществлялось при идентичном состоянии системы, т.е. 45 при одном и том же значении регулируемой координаты в момент каждого корректирующего воздействия, Это достигается схемой регулятора следующим образом. Выдержки времени 1и д 50 контактов 9 и 10 выбираются таким образом, чтобы в интервал времени между включением контакта 9 и отключением контакта 10 происходило изменение состояния трехпозиционного релейного блока 3, В этом случае может быть обеспечен симметричный стабильный режим, представленный на фиг.з,92 4реализуемый следующей последовательностью работы элементов схемы регуля- Гтора. От точки Адо точки А значение параметра увеличивается до момента срабатывания контакта 9Исполнительный механизм 15 реверсируется при срабатывании контактов 11-14 промежуточного реле 6. При достижении параметром значения, соответствующего точке А , вновь происходит реверсирование исполнительного механизма 15 из-за изменения состояния релейного блока 3 в точке В з до момента срабатывания контакта 1 О, что соответству.ет достижению параметром значе-ния, соответствующего точке А . ,Настройкой контактов реле времени обеспечивается такой режим, что последующее корректирующее воздействие спри изменении знака рассогласования происходило бы при том же значении параметра, что обеспечивает стабильность режима. При этом дальнейший процесс повторяется, и в системе автоматического регулирования устанавливается устойчивый автоколебательный процесс с максимальным положительным отклонением регулируемого параметра от заданного значения, соответствующим точке А или А , и максимальнымТфотрицательным, соответствующим точке А д или А. Таким образом, точность регулирования по сравнению с обычным двухпозиционным регулированием может быть повышена примерно в два раза.В случае, если отработка задающего воздействия происходит из положения, когда значение регулируемого параметра больше, чем заданное значение, процесс регулирования происходит аналогично, с тем отличием, что в начальный период несколько увеличивается время регулирования иэ-за наличия других начальных условий, В этом случае переходный процесс имеет вид представленный на фиг.4, Установившийся автоколебательный процесс характеризуется теми же параметрами.В случае, если зона нечувствительности трехпозиционного релейного блока не равна нулю, то регулятор обеспечивает работу сменьшей зоной нечувствительности при том же коэффициенте усиления или при той же зоне нечувствительности - больший коэффициент усиления по сравнению с обычным трех- позиционным регулированием. В этом случае процесс регулирования проис 5 13039ходит аналогично и может быть представлен в виде фиг.5,Таким образом, конструкция регулятора позволяет повысить качестворегулирования в системах с запаздыванием по сравнению с обычными системами как в режиме двухпозиционного, таки в режиме трехпозиционного регулирования. Аналогично работа регулятора осуществляется и в тех случаях, 0когда объект регулирования обладаетболее сложными динамическими характе-ристиками. Определение параметровнастройки регулятора в этом случаепроизводится экспериментально или 15теоретически. Наиболее просто настройку регулятора при любых режимах его,работы и с любыми объектами осуществлять графически. Для этого необходимо отключить обмотки реле 4 и 5 20времени, а затем осуществить записьпроцесса регулирования, что соответствует режиму обычного двух- или трехпозиционного регулирования. Затем позаписи процесса графически определяются наиболее целесообразные параметры настроек реле времени. формула изобретенияПозиционный регулятор, содержащий 30 исполнительный механизм постояннойскорости, последовательно соединенные задатчик регулируемого параметра, элемент сравнения, к второму входу которого подключен выход датчика регули руемого параметра и трехпозиционный 92 6релейный блок, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляющим обмоткам первого и второго реле времени, первый вывод размыкающего контакта которого соединен через замыкающий контакт второго феле времени с шиной питающего напряжения, с которой соединен через замыкающий контакт первого реле времени первый вывод размыкающего контакта первого реле времени, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования позиционного регулятора при работе в двухпозиционном режиме управления, он содержит промежуточное реле, управляющая обмотка которого подключена к вторым выводам размыкающих контактов первого и второго реле времени, первый выход трехпозиционного релейного блока подключен к первому входу исполнительного механизма постоянной скорости через первый размыкающий контакт промежуточного реле, к второму входу исполнительного механизма постоянной скорости - через первый замыкающий контакт промежуточного реле, второй выход трехпозиционного релейного блока подключен к второму входу исполнительного механизма постоянной скорости через второй размыкающий контакт промежуточного реле, к первому входу исполнительного механизма постоянной скорости - через второй замыкающий контакт промежуточного реле.1303992 Тираж 864Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, Заказ 1310/48 4 Производственно-полиграфичес едприятие, г.Ужгород, ул.Проект Составитель Е.Власовктор М,Петрова Техред Идопович Корректор С.Шекмар