Устройство для регулирования инерционных объектов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцкалистнческкхРеслублкки 981930(23) Приоритет Государстмнный квинтет СССРОпубликовано 15.12.82. Бюллетень46Дата олублккования описания 15.12.82 ио делал изебретеннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ Изобретение относится к автол 1 атичсскому регулированию и может быть использовано,. например, для регулирования уровня или расхода воды, прсиму 1 псствснно в оросительных системах.Известно устройство для автоматического регулирования уровня нли расхода воды, состояшее из блоков, формирующих пропорционально-импульсное управление, и блоков, формируюших паузу в цикле рсгулирования 1. Недостатками данного устройства являются малые точность и быстродействие.Наиболее близким по технической сушностн к изобретению является устройство, содержашсе сумматор, первый вход которого соединен с выходами иэмеритсльного блока и дифференциатора, второй вход - с выходом блока обратной связи, а выход - со входом триггера, первый к второй выходы которого соединены соответственно с первым н вторым входами блока обратной связи, входы измерительного блока и днфферснциатора подключсны ко входу устройства, и блок стаби.лизацин 12.Недостатками известного устройства являются малая точность н быстродействие, обусловленные отсутствием связи с регулируемымпараметром в течение времени паузы в циклерегулирования, так как блок стабилизациишунтирует вход триггера на время паузы вцикле регулирования. А, например, участокрегулирования уровня (расхода) воды в ороссительном канале, длина которого зависит отмногих причин н измеряется десятками и сотнями метров, характсризустся зачастуюзначительным временем запаздывания началаизменения выходной величины (уровня вточке измерения датчиком) по отношениюк началу изменения входной (уровня на месте затвора), которое является временем паузы в цикле рсгулировання. Но за время паузы,при медленно изменяюшсмся уровне (расходе) 20воды, что обусловлено изменением водозаборапотребителями, возникает значительное отклонение регулируемого параметра на входе уст.ройства, которое не устраняется в данном981930 зцикле регулирования, что приводит к несвоевременной водоподаче или непосредственномурасходу оросительной воды.Цель изобретения - повьппение точностии быстродействия устройства путем повышения качества водоподачи и зкономии ороси.тельной воды за счет уменыпения динамической ошибки и времени переходного процесса устройства.Цель достигается тем, что в устройстве Опервый и второй входы блока стабилизации соединены с соответствующими входамитриггера, первый и второй выходы - с соот.ветствующими выходами устройства, а третьивыходы - с соответствующими третьими вхо-5дами блока обратной связи.Причем блок стабилизации содержит релевремени, блок питания, блок выбора направления и исполнительный элемент, первыйи второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока,третьи входы - соответственно с выходамиблока выбора направления, первый выходс первым входом блока выбора направленияи с первым выходом блока, второй выход - дсо вторым входом блока выбора направления и со вторым выходом блока, а третийи четвертый выходы - соответственно спервым и вторым входами реле времени, выходы которого соединены соответственно стретьими выходами блока, первый и второйвыводы блока питания подключены соответственно к выводам питания блока выборанаправления и реле времени.На чертеже приведена схема устройствадля регулирования инерционных объектов.Схема содержит измерительный блок 1,дифференциатор 2, сумматор 3, триггер 4,блок 5 обратной связи, переменные резисторы 6 и 7, резистор 8, переменный резистор 9,резисторы 10 и 11, конденсатор 12, неоновые лампы 13 и 14; блок 15 стабилизации,исполнительный элемент 16; реле 17 с размыкающими контактами 17 и с замыкающими контактами 17 и 17, реле 18 с размыкающим: контактом 18 и с эамыкаюшими контактами 18 и 18 з, блок 19 выборанаправления, реле 20 с замыкающим контактом 20 и с размыкаюшим контактом 20,реле 21 с замыкающим контактом 21 и с5 О,размыкающим контактом 21, реле времени22 с размыкающими контактами 22 и 22и размыкаюшим контактом с выдержкой времени 22 и блок 23 питания.Блок 15 стабилизации содержит исполнительный элемент 16 с реле 17 и 18, блок 19выбора направления с реле 20 и 21, релевремени 22 и блок 23 питания,Устройство работает следующим образом,4При появлении сигнала отклонения регулируемого параметра на входах (являюшихсявходом устройства) измерительного блока 1и дифференциатора 2, пропорциональный идифференциальный сигналы с их выходов через первый вход сумматора 3 подаются навход триггера 4. На том или ином выходетриггера 4 появляется управляющий сигнал,направление (знак) которого зависит от направления (знака) отклонения регулируемого параметра,Рассмотрим работу устройства, когда напервом выходе триггера 4 появляется сигналнаправления "Больше" (работа устройствапри появлении на втором выходе триггерасигнала направления "Меньше" аналогична).С первого выхода триггера 4 сигнал "Больше"поступает на первый вход блока стабилизации 15 и далее через размыкающий контакт18, реле 18 исполнительного элемента 16подается на исполнительный механизм, подключенный к выходам блока 15 стабилизации, являющихся выходами устройства (начертеже не показан) и на обмотку реле 20блока 9 выбора направления, которое срабатывает и через замыкающий контакт 20 реле 20 вызывает срабатывание реле 17 исполкительного элемента 16, которое становитсяна самоблокировку через свой замыкающийконтакт 17 и своим размыкаюшим контактом 17 разрывает цепь сигнала направления"Меньше" исполнительного элемента 16, по.ступаюшего со второго выхода блока 15 стабилизации на исполнительный механизм. Кроме того, сигнал "Больше" с первого выхода триггсра 4 поступает на первый входблока 5 обратной связи, конденсатор 12 которого начинает заряжаться через переменныерезисторы В, Я размыкающий контакт 22реле времени 22, неоновую лампу 13, реэис.тор 8, и когда напряжение на конденсаторе12, поступающее через резистор 1 с выходаблока 5 обратной связи на второй вход сумматора 3, сравняется с напряжением на пер.вом входе сумматора 3, триггер 4 возвраша.ется в исходное состояние и управляюшийсигнал "Больше" на его выходе прекрагцается.При этом, очевидно, прекращается сигнал"Больше" на выходе блока 15 стабилизациии отпускает реле 20 блока 19 выбора направления через размыкающий контакт 20 реле20, размыкающий контакт 21 реле 21 этогоблока и замыкаюший контакт 17 реле 17исполнительного элемента 16, срабатывает релевремени 22, которое размыкаюгцими контактами 22 и 22 разрывает цепь заряда ицепь разряда (через переменные резисторы 6,9 и размыкающий контакт 22 реле времени 22) конденсатора 12 блока 5 обратной5 98 связи. Начинается пауза в цикле регулирования, определяемая величиной времени, установ. ленной реле времени 22 на размыкание своего контакта с выдержкой времени 22. Если за время паузы сигнал отклонения регулируемого параметра через измерительный блок 1 и дифференциатор 2 на первом входе сумматора 3 превышает сигнал с выхода блока 5 обратной связи на втором входе сумматора 3, то на выходе триггера 4 появляется сигнал направления "Больше" (так как ранее предположили, что имеется сигнал направления "Больше" ), который поступает на пер. вый вход блока 15 стабилизации и через размыкаюший контакт 18 реле 18 исполнительного элемента 16 подается на исполнительныймеханизм и на реле 20 блока 19 выбора направления, которое срабатывает и через свой размыкающий контакт 20 вызывает отпускание реле времени 22, через размыкающие контакты 22 и 22 которого восстанавли.ваются цепи заряда и разряда конденсатора 12 блока 5 обратной связи, который начинает заряжаться, так как сигнал "Больше" с первого выхода триггера 4 поступает на первый вход блока 5 обратной связи. И опять, при равенстве напряжений на входах сумматора 3 триггер 4 возврашается в исходное состояние и управляющий сигнал "Больше" на его выходе прекращается, вследствие чего прекращается сигнал "Больше" на выходе блока 15 стабилизации и реле 20 блока 19 выбора направления отпускает, через размыкающий контакт 20 которого, вновь срабатывает реле времени 22, через размыкающие контакты 22 и 22 которого, разрываются цепи заряда и разряда конденсато. ра 12 блока 5 обратной связи. И вновь начинается пауза в цикле регулирования. Работу устройства можно охарактеризовать как сокращение паузы в цикле регулирования при увеличении сигнала отклонения регулируемого параметра выше предыдущего значения.Если во время паузы сигнал отклонения регулируемого параметра, поступающий через измерительный блок 1 и дифференциатор 2 на первый вход сумматора 3, уменьшается (так как регулирование ведется с целью уменьшения сигнала отклонения) по сравнению с сигналом с выхода блока 5 обратной связи на втором входе сумматора 3, то на втором выходе триггера 4 появляется сигнал направления "Меньше", который поступает на второй вход блока 15 стабилизации, но на второй выход блока 15 стабилизации 15 не пройдет, так как разомкнут размыкающий контакт 17 исполнительного элемента 16. При поступлении сигнала "Меньше"со второго выхода триггера 4 на вход1930 6 1. Устройство для регулирования инерционных объектов, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходами измерительного блока и дифференциатора, второй вход - с выходом блока обратной связи, а выход - с входом триггера, первый и вто. рой выходы которого соединены соответственно с первым й вторым входами блока обратной связи, входы измерительного блока и дифференциатора подключены к входу устройства, и блок стабилизации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем первый и второй входы блока стабилизации соединены с соответствующими входами триг. гера, первый и второй выходы - с соответствуюшими выходами устройства, а третьи выходы - с соответствующими . третьими входами блока обратной связи.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в нем блок стабилизации содержит реле времени, блок питания, блок выбора направления и исполнительный элемент, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока, третьи входы - соответственно с выходами блока выбора направления, первый выход - с первым входом блока выбора направления и с первым выходом блока, второй выход - с вторым входом блока выбора направления и с вторым выходом 30 40 45 50 35 55 5 10 15 20 25 блока 5 обратной связи, выходной сигнал этого блока не изменяется, так как разомк. путая цепь заряда конденсатора .12 на время паузы в цикле регулирования. По истечении паузы в цикле регулирования (опреде. ляемой установленным временем реле време. ни 22) размыкается с выдержкой времени 22 реле времени 22 и опускают реле 17 исполнительного элемента 16 и реле времени 22. Схема возвращается в исходное состояние, Причем разряд конденсатора 12 блока 5 обратной связи через переменные резисторы 6, 9 и размыкающий контакт 22 реле времени 22 происходит почти мгновенно, что не влияет на выходной сигнал триггера 4.Технико-экономический эффект от приме. нения изобретения заключается в своевременной водоподаче и зкономии оросительной воды за счет сокращения времени регулирова. ния и повышения точности водоподачи потребителям и составляет, например, для мелиоративного канала с расходом воды 30 м /с примерно 15 тыс. руб. в год. Формула изобретения7 981930 блока, а третий и четвертый выходы - соот.ветственно с первым и вторым входами реле времени, выходы которого соединены соответ.ствснно с третьими выходами блока, первый и второй выводы блока питания подключены соответственно к выводам питания блока выбора направления и реле времени. 8Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ганхин М. 3. Автоматизация и телемеха.низация мелиоративных систем. М., Колос",1965, с. 98105.2, Авторское свидетельство СУТР М" 541142,кл. 6 05 В 11/16, 1970 (прототип 1.пиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная ВНИИПИ Заказ 9708 981930 раж 914 н