Регулятор расхода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19 14, С 057/06 6 05 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ следователь 19/00 Изой и для непрерывногодистанционной пере-меси, используемойзрывоустойчивых перепредназначвнны приготовления качки бетонной для сооружения мычек в шахтах итель- может е относится к с бывающей техник ние при регулир высокопроизвод агнетательных у орна найти подач смеси рименводы тельных тановка ьно СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исский институт горноспасательного дела( 57) Изобретение относится к строительной и горнодобывающей технике иможет найти применение при регулиро.ванин подачи воды .в высокопроизводительных смесительно-нагнетательных установках, предназначенных для непре:рывного приготовления и дистанционной перекачки бетонной смеси, используемой для сооружения взрывоустойчивых перемычек в шахтах. Целью изобретения является повышение надежностии быстродействия регулятора. Поставленная цель достигается за счет тогочто в регуляторе, содержащем датчики задатчик, соединенные выходами свходами измерителя рассогласования,подключенного выходом к входам блока, определения модуля и блока определения знака, соединенного первым и вто рым выходами с первым и вторым входа-. ми дискретного регулирующего блока, подключенного третьим входом к выходу генератора тактовых импульсов, а вы ходами - к входам многоканального исполнительного механизма, каждый канал которого содержит усилитель мощности и вентиль с электромагнитным приводом, соединенный входом с выходом усилителя мощности, вход которого является входом исполнительного механизма, причем вентили всех каналов исполнительного механизма соединены между собой параллельно, генератор д тактовых импульсов выполнен управляемым и его управляющий вход соединен с выходом блока выделения модуля, а дискретный регулирующий блок содержит С источник .постоянного напряжения и многоразрядный реверсивный сдвигаю щий регистр, входы управления. сдвигом соединены с выходами блока определения ар знака, тактовый вход - с выходом гене- в ратора тактовых импульсов, информационные входы - с общей шиной и с выходом источника постоянного напря- ф жения, а разрядные выходы - с входами фф многоканального исполнительного механизма, причем проходные сечения всех вентилей выполнены равными.Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия регуля-.тора,На фиг.1 приведена блок-схема регу 5лятора; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Регулятор содежит измеритель 1рассогласования, блок 2 определениямодуля, генератор Зттактовых импульсод, блок 4 определения знака, многоразрядный реверсивный сдвигающий ре-гистр 5, усилитель 6 мощности, электромагнитный привод 7, вентиль 8, трубопровод 9, датчик 1 О, задатчик 11,блок 12 аналого-дискретной обработкирассогласования параметра, дискретный регулирующий блок 13, многоканальный исполнительный механизм 14, источник 15 постоянного напряжения, общуюшину 16 регулятора.Обозначения, принятые на фиг.2:П 1,0 - сигналы рассогласования напрямом и инверсном аналого-.вых выходах измерителя 1 рассогласования;Б - сигнал на выходе блока 4 определения знака;Ц - сигнал на входе блока 3 опреЭ.деления модуля;Б - частотно-модулированный сиг 4нал на выходе генератора 3тактовых импульсов;Б(,П. - ЕИМ-сигналы на выходах Я,Имногоканального35реверсивйого сдвигающего регистра 5 и соответствующееизменение расхода по каждомувентилю 8, равное АЯ;суммарное изменение расходачерез все вентили 8 во.времени,Генератор 3 тактовых импульсов, уп равляемый модулем сигнала рассогласования Б , выполняет в данном случаеФункции преобразователя напряжение -частота, Проходные сечения всех вентилей 8 исполнительного механизма 14выполнены одинаковыми.1Регулятор работает следующим образом.При включении в моментна первый вход измерителя 1 рассогласоват",сия поступает сигнал с выхода датчика 10, значительно превышающий норму,5определяемую задатчиком 11, Много-,Разрядный реверсивный сдвигающий регистр 5 очищен и все вентили 8 закрыты. Вследствие этого на прямом и инверсном выходах измерителя 1 рассогласования появляются напряжения рассогласования Б 1,0 значительной величины (фиг.2). В йромежуток време-, ни от 10 до Йз положительное.напряжение П(это напряжение сигнала рассогласования Б,1, прошедшее через блок 2 определения модуля) запускает генератор 3 тактовых импульсов, Одновременно блок 4 определения знака также запускается напряжением У и на время от й до й устанавливает на своих выходах код микроаперации "Сдвиг влево" (фиг,2,И ), что разрешает многоразрядному реверсивному сдвигающему регистру 5 заполняться "единицами", поступающими на второй информационный вход (0=1).многоразрядного реверсивного сдвигающего регистра 5 с выхода источника 15 по стоянного напряжения. Количество этих "единиц" за этот промежуток времени равно количеству импульсов, поступающих на тактовый вход С многоразрядного реверсивного сдвигающего регистра 5 с выхода генератора 3 тактовых импульсов, а изменение скорости заполнения зависит от изменения периода их поступления (фиг.2, Б 4,).Итак, первый импульс в моменто на тактовом входе многоразрядного реверсивного сдвигающего регистра 5 вызывает появление первого ДИМ-сигнала Б р, на его первом разрядном выходе, который через соответствующий усилитель 6 мощности и электромагнитный привод,.7 открывает вентиль 8, Вследствие этого на Я увеличивается расход Ц жидкости (или газа), подаваемой по трубопроводу 9, уменьшая отклонение параметра от задания. Оно начинает уменьшаться, но ввиду недостаточности регулирующего воздействия исчезнуть не может.Поэтому в моменты й ,1 ,1 ,С генератор 3 тактовых импульсов формирует еще импульсы, и аналогичным образом формируются еще ШИМ-сигналы Цяф9 е уапц и т.д., включая соответствующие вентили 8, пока сигнал рассогласования Б 1 не достигнет нуля в момент 11. С уменьшением сигнала рассогласовния снижается частота импульсов на выходе генератора 3 тактовых импульсов и соотвесттвенно увеличивается36830 6повышенное быстродействие регулятора.Дополнительно, ввиду простоты и надежности конструкции вентилей 8 с электромагнитным приводом 7 и Функциональнойпростоты усилителя 6 мощности, а также. высокой надежности многоразрядногореверсивного сдвигающего регистра 5в виде БИС, получается надежная в целом, конструкция регулятора.При этом, одновременно, существенно возрастает Функциональная надежность (живучесть) регулятора, выражающаяся в сохранении им своих характеристик в случае выхода из строя одного или даже нескольких ШИМ-каналов управления вентилями 8.Это следует из того, что в нормальном рабочем режиме регулятора часть вентилей 20 постоянно: открыта, а часть - постоянно закрыта (Фиг.2, Я) .Кроме того, данный регулятор посравнению с известным обладает следующими преимуществами:25 . гибкостью структуры регулятора,заключающейся в возможности легкои просто наращивать пропускную способность регулятора изменением разрядности реверсивного сдвигающего ре гистра 5 и количества управляемых имвентилей Я;ремонтопригодностью, вытекающейиз гибкости и живучести регулятора,в том числе и возможностью ремонта 35 "на ходу"9 без вык ючения 1более низкой стоимостью за счетдешевизны вентилей 8 с электромагнитным приводом 7 и реверсивногосдвигающего регистра 5 в виде БИС;4 О улучшенными массогабаритнымихарактеристиками за счет компактности вентилей 8 и их повышенной удельной прогускной способности, выражающейся как в отношении их веса или за нимаемого объема к проходному сече,. нию;облегченными возможностями минна 16 время между началами ШИМсигналовПЯ,0 ц,Пд и т.д,ьВ моментнапряжение 0,1 навходе блока 4 определения знака меняет знак, и с этого момента на его .выходах устанавливается микрооперация "Сдвиг вправо"подготавливая многоразрядный реверсив"1ный сдвиговый регистр 5 к заполнению"нулями", поступающими на первый инФормационный вход (РК=О) многоразрядного реверсивного сдвигающего регист-.ра 5 с общей шины 16 регулятора. Этопроисходит один раз в момент(Фиг.2, Б), когда напряжение рассогласования Б воспринимается гене 3ратором 3 тактовой частоты.Вследствие этого 01 ИМ-сигнал 11в момент 1 закончится, а вентиль 8,который открылся в момент й 4 последним, закроется первым(Фиг.2, П,Ч),Вуменьшив расход,что вновь сведет рассогласование параметра к нулю к мо"менту йт. В дальнейшем рассогласование У , например, опять увеличивается в положительную область, и уже вмомент .18 блок определения знака4 снова переключается на микроопера:цию Сдвиг влевоа вначинаетвырабатываться второй ШИМ-сигнал 0 1ликвидирующий рассогласование.Аналогично происходит регулированиеи в промежутках-С,когда сначала отрицательное, а затемположительное значительное рассогласование, возникшее иэ-за каких-либовнешних возмущений, отрабатываютсяподачей НИМ-сигналов У ,УУ на3 ф 61 чрсоответствующие вентили 8.Таким образом, многоразрядный реверсивный сдвигающий регистр 5, связанный своими выходами через усилители 6 мощности с множеством вентилей 8 с электромагнитным приводом 7и управляемый по тактовому входу частотно-модулированным сигналом рассогласования, а по входам "управлениесдвигом - полярностью (знаком) сигнала рассогласования при постоянныхпротивоположных логических уровняхна первом и втором инФормационныхвходах, обеспечивает даже при малых:рассогласованиях релейное управлениеи, в сочетании счастотно-широтноимпульсным управлением, полное использование высокоскоростных свойств многоканального исполнительного механизма 14, за счет чего и достигается тюриэации конструкции регулятора, прежде всего эа счет вентилей 8 и 50 простоты их сопряжения со схемойуправления,Формула и з о б р е т ения Регулятор расхода, содержащий датчик и задатчик, соединенные выходами с соответствующими входами измерителя рассогласования, подключенного выходом к входам блока определения.модуля и блока определения знака, сое)диненного первым и вторым выходами с первым и с вторым входами дискретного регулирующего блока, подключенного третьим входом к выходу генератора5 тактовых импульсов, а выходами - к входам многоканального исполнительно-го механизма, каждый канал которого содержит усилитель мощности и вентиль с электромагнитным приводом, соединенный входом с выходом усилителя мощности, вход которого является входом канала исполнительного механизма, причем вентили всех каналов исполнительного механизма соединены между собой параллельно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения надежности и быстродействия регулятора, в нем выход блока выделения модуля соединен с управляющим входом генераторатактовых импульсов, а дискретныйрегулирующий блок содержит источникпостоянного напряжения и многоразрядный реверсивный сдвигающий регистр, первый и второй входы "Управления сдвигом 11 и тактовый вход которого являются соответственно первым,вторым и третьим входами дискретного регулирующего блока, разрядные выходы - выходами дискретного регулирующего блока, а первый и второй иифор,дмационные входы соединены с общей шиной регулятора и с выходом источникапостоянного напряжения, причем проходные сечения всех вентилей исполнительного механизма выполнены равными,1636830 Составитель Г. Нейедодактор В. Данко Техред Л.Сердюкова ректор Н, Ревска Подписно обретениям и отк Раушская наб., дЗаказ 816 Тираж 476ВНИИПИ Государственного комитета по и113035, Москва, Жиям при ГКНТ СССР/5 О 1 изводс Мз Ц 24О Цц Ее цО ЮФ фД ЗИ но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага