Система регулирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 4151) 1 05 В 13/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/02, 1977 3 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский ордена Лениналитехнический институт им. В.Ина(прототип),(54) (57) 1. СИСТЕИА РЕГУЛИРОВАНИЯпо авт. св. У 924668, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, в ней дополнительно установлены датчик расхода,второй блок сравнений и задатчик рас"хода, выходом подключенный к первомувходу второго блока сравнения, вторым входом через датчик расходаподключенного к выходу объекта регули.рования, а выходом подключенного куправляющему входу блока временной1141377 2. Система по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем,что блок временной задерзки содержит первый ключ, усилитель и последовательно соединенные источник постоянного напряжения, вто рой ключ, сумматор и апериодическое звено, выходом соединенное с управИзобретение относится к системам .автоматического регулирования выходного параметра объекта путем изменения расхода твердых, жидких или газо. образных материальных потоков при 5 управлении объектами с переменным и транспортным запаздыванием и коэффициентом усиления, в частности для регулирования величины рН загрязненных жидкостей при их подкислении или подщелачивании перед обработкой на очистных установках или при злектрокоагуляцни, злектрсфлотации и т.п. на установках водоочистки, может найти применение в машиностроительной ,15 химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. По основному авт. св,924668 известна система, содержащая последо вательно соединенные задатчик регулируемого параметра, блок сравнения, регулятор, первый коммутатор, первый исполнительный механизм, первый регулирующий орган, датчик положения, 25 второй коммутатор и блок временной задержки, выходом соединенный с управляющим входом первого коммутатора, вторым выходом через последовательно соединенные второй исполнительный ЗО механизм, второй регулирующий орган и датчик положения подключен к второму выходу второго коммутатора, выходы первого и второго регулирующих органов соединены соответственно с первым и вторым входами объекта регулирования, вход которого через датчик регулирования параметра соединен с вторым входом элемента сравнения Г 13. 40Недостатком известной системы является ее низкая точность при откло - нении запаздывания объекта регулирования от расчетной величины. ляющим входом первого ключа, выходом подключенного к выходу временной задержки, первым входом соединенного с управляющим входом второго ключа и с сигнальным входом первого ключа, а вторым входом через усилитель подключенного к второму входу сумматора. Целью изобретения является повышение точности системы.Поставленная цель достигается тем, что в системе дополнительно установлены датчик расхода, второй блок срав. нения и задатчик расхода, выходом подключенный к первому входу второго блока сравнения, вторым входом через датчик расхода подключенного к выходу объекта регулирования, а выходом подключенного к управляющему входу блока временной задержки, который содержит первый ключ, усилитель и последовательно соединенные источник постоянного напряжения, второй ключ, сумматор и апериодическое звено, выходом соединенное с управляющим входом первого ключа, выходом подключенного к выходу временной задержки, первыч входом соединенного с управляющим входом второго ключа и с сигнальным входом первого ключа, а вторым входом через усилитель подключенного к второму входу сумматора.На фиг.1 приведена структурная схема системы; на фиг. 2-схема блока временной задержки; на фиг. 3-временные диаграммы, иллюстрирующие работу системы,Система регулирования содержит объект 1 регулирования, датчик 2 расхода, датчик 3 регулируемого параметра, задатчик 4 регулируемого параметра, первый блок 5 сравнения, регулятор 6, первый коммутатор 7, первый и второй исполнительные механизмы 8 и 9, первый и второй регулирующие органы 10 и 11, первый 12 и второй 13 датчики положения, второй коммутатор 14, блок 15 временной задержки, первый и второй ключи 16 и 17 инерционный блок 18, второй блок 19 сравнения, задатчик 20 расхода, источник 2 1 постоянного напряжения, усили11413 77 3тель 22, сумматор 23, апериодическое звено 24. На фиг, 3 приняты следующие обозначения: О- выходнойсигнал-го функционального блока,Ос - порог срабатывания первого ключа, ъ щ- время запаздывания объекта1 регулирования.В состав блока временной задержки.входят первый и второй ключи 16 и17, инерционный блок 18 и источник 102 1 посгоянного напряжения, В составинерционного блока входят усилитель22, сумматор 23 и апериодическоезвено 24,Регулирующий орган 10 регулирует 15величину малого потока, а регулирующий .орган 11 - большого потока, Положение регулирующих органов 10 и11 контролируется датчиками 12 и13 положения соответственно, 20Второй коммутатор 14 содержит. элемент сравнения и имеет второй выходсигнализации предельного коэффициента регулирующего воздействия на объект, 25Для получения качественного процесса регулирования при изменениикоэАЬициента усиления обьекта 1 вконтуре регулирования необходимо изменять коэффициент усиления так, что-З 0бы коэффициент усиления всей замкнутой системы изменялся в допустимыхпределах. Реализация условия возможна при дискретном изменении коэффициента усиления в исполнительном уст.35ройстве.При малоМ изменении коэффициентаусиления объекта 1 за время переходного процесса в системе величина регулирующего воздействия на объект 1 40характеризует коэффициент усиленияобъекта. Величина регулирующего воздействия, при котором необходимо изменять коэффициент усиления объекта,зависит от текущего значения регулируемого параметра, формы статической характеристики объекта 1 и допустимого диапазона изменения его коэффициента усиления,Текущее значение регулируемого параметра контролируеся датчиком 3 ре- гулируемого параметра, подключенным к функциональному выходу объекта 1, сигнал с которого сравнивается с заданным значением в первом блоке 5 55 сравнения и преобразуется регулято.ром 6 в непрерывный управляющий сигнал, поступающий на сигнальный вход первого коммутатора 7 и на ис"полнительный механизм 8, подключенный к его первому выходу, которыйкинематически связан с регулирующиморганом 10, воздействующим на объект1 регулирования малым потоком,Непрерывный унифицированный сигнал О 1. с датчика 12 положения регулирующего органа 10 малого потока, характеризующий управляющее воздействие на объект 1 регулирования через сигнальный вход второго коммутатора 14, поступает на встроенный элемент, где сравнивается с некоторым пороговым сигналом Оп , определяющим диапазон его изменения. При О Он коэффициент воздействия К больше, чем коэффициент воздействия К, соответствующий величине входного сигнала датчика 12 положения О+ Од. Возникающие на выходе элементы сравнения второго коммутатора 14 импульсы Ц, длительность которых соответствует времени, в течение которого выходной сигнал датчика положения ОО, управляют работой второго ключа 17 через повторитель (не показан), согласующий его входное сопротивление с выходным сопротивлением элемента сравнения второго коммутатора 14. Через второй ключ 17 выходной сигнал источника 21 постоянного напряжения подключается к первому входу инерционного блока 18, к выходу которого подключен управляющий вход первого ключа 16, Так как выходной сигнал О инерционного блока 18 изменяется по экспоненциальному закону, то он достигает величины порога срабатывания О первого ключа 17 через время 5 д, соответствукзцее времени запаздывания объекта 1 регулирования, определяемое параметрами апериодического звена 24 и величиной сигнала О, поступающего на усилитель 22 с выхода второго блока 19 сравнения, входы которого подключены к выходу задатчика 20 расхода и к вы. ходу датчика 2 расхода. Следовательно, первый ключ 16 сработает через время ад после поступления сигнала О на вход инерционного блока 18При срабатывании первого ключа 16 сиг-. йал О 1 с его ыхода поступает на управляющий вход первого коммутатора 7В этом случае к выходу регулятора 6 дополнительно подключается исполнительный механизм 9, связанныйкинематически с регулирующим органом .11 большого потока, реализующий дискретное регулирующее воздействие на объект 1 регулирования с коэффициентами К К К,.45При значительном изменении регулируемого параметра, при котором предельное регулирующее воздействие на объект 1 регулирования достигнет коэффициента К = К, унифицированный сигнал 0 с датчика 13 положения большого потока,.подключенного к управляющему входу второго коммутатора 14 также достигнет своего предельного значения и на втором выходе второ го коммутатора 14 появится сигнал, используемый для воздействия на объект 1 регулирования по другим кана-, ,лам, не предусмотренным данной систе.мой или для сигнализации о предельном 20 коэффициенте регулирующего воздействия на объект 1 регулирования о необходимости выключения системы регулирования.Система работает следующим об разом.Непрерывный сигнал рассогласования между выходными сигналами датчика 2 расхода и задатчика 20 расхода с выхода второго блока 19 сравнения поступает на второй вход инерционного блока 18, Выходной сигнал датчика регулируемого параметра 3, характеризующий возмущение в объекте 1 регулирования, поступает сов- З 5 местно с выходным сигналом задатчика 4 иа входы первого блока 5 сравнения, выходной сигнал которого преобразуется регулятором 6 в управляющий сигнал, поступающий через сигнальный40 вход коммутатора 7 на его первый выход и на первый исполнительный механизм 8, связанный кинематически с первым регулирующим органом 10,воз. действующим на объект 1 регулирова 45 ния малым потоком. Первый датчик 12 положения, связанный с первичным преобразователем положения первого регулирующего органа 10, установленного на первом исполнительном механизме 8,50 формирует на своем выходе непрерывный унифицированный сигнал, который через сигнальный вход второго коммутатора 14 поступает на встроенный элемент сравнения, где сравнивается с внутренним пороговым сигналом. При сигнале с выхода датчика 12 положения, превышающем внутренний пороговый сигнал второго коммутатора, на его выходе формируется сигнал, который при водит к срабатыванию второго ключа, управляющим входом подключенного к выходу второго коммутатора 14, Через второй ключ 17 источник постоянного напряжения подключается к первому входу инерционного блока 18, выходной сигнал которого в зависимости от параметров его усилителя 22 и аперио" дического звена 24 и величины сигнала, подаваемого на второй вход инерционного блока 18 с выхода второго блока 19 сравнения через время транспортного запаздывания объекта 1 регулирования достигает значенияобеспечивающего срабатывания первогоклю. ча 16, подключенного к выходу инерционного блока 18. Через первый ключ 16 сигнал с первого выхода второго коммутатора 14 подается на управляющий вход первого коммутатора 7, в результате чего к выходу регулятора 6 через первый коммутатор 7 дополнительно подключается второй исполнительный механизм 9,связанный кинематически с вторым регулирующим органом 11, воздействующим на.объект 1 регулирования большим потоком. Иаксималъное значение унифицированного сигнала на выходе второго датчика 13 поло- жения, подключенного к сигнальному входу коммутатора 14, обеспечивает подачу на второй выход второго коммутатора 14 сигнал, характеризующий предельный коэффициент регулирующего воздействия на объект 1 регулирования используемый в других системах управления, сигнализации, блокировки и др.Формирование выходного сигнала О инерционного блока 18 приведено на фиг, 2.Преобразование непрерывного унифицированного сигнала на выходе встроенного элемента сравнения вто" рого коммутатора 14 в последовательность прямоугольных импульсов О на входе первого ключа 16 инерционного блока 18 приведено на фиг. 3Временные задержки5 р прямоугольных импульсов, поступающих на управляющий вход коммутатора 7, приведены на Аиг. 3. Получение резкого фронта и среза формы сигнала О , управляющего первым коммутатором 7, достигается тем, что йри возникновении импульса сигнала 0 первый ключ 16 включаетсяпри истечении времени запаздывания "Сум объекта 1 регулирования, соединяя первый, выход второго коммутато. ра 14 с управляющим вхрдом первогокоммутатора 7, при установившемся значении 64 .При исчезновенииимпуль-; са напряжения 0 первый коммутатор 7 также выключается, так как Ц О , ,хотя первый ключ 16 некоторое время, :остается включенным за счет инерци:онных свойств инерционного блока, 18.Отличительйые особенности предлага" емой стстемы регулирования позволяют ;примерно в 6 раз повысить ее точность. Предлагаемая система позволяетзначительно повысить качество регулирования объектов, обладающих .переменным коэффициентом усиления и тРанс.5 портным запаздыванием, изменяющихсяв широких пределах, путем дискрет" ного изменения коэффициента усиления в контуре регулирования управляющими импульсами, формирующимися в зависимости от текущего времени запаздывания. объекта регулирования, не вызывая колебания в системе при .возникновении переходного .процесса.1141377 д р,Составитель Ю,ГладРедактор В,Иванова Техред С,Легеза орректор Л.Пилипен Подписноета СССР аказ б., д. 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород,ектн 4/35 Тир ИИПИ Государст по делам изобре3035, Москва, Ж ж 863енного комитеений и откры35, Раушская