Устройство для регулирования расходов компонентов при смешении

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 12,08.77 (21) 2518441/18 с присоединением заявки РЙ З 11/00 Государстоенный котатет СССР но делам нэобротоннй н открытой) Авторы изобрете оробьев и Л. П. Журавле Куйбышевский филиал Специального конструкторского б по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии(71) Заявите СХОДО РЕГУЛИРОВАНИ ПРИ СМЕШЕНИИ 4) УСТРОИСТВО ДЛ КОМПОНЕНТого, налич юченных и ие двух последоватегральных звенье й процесс, снижает йства, увеличивает оцесса, что в конеч очность регулировароме тельно вкл затягивает быстродейс переходно твие устро реходного пр понижает тшибку пе ом итоге Изобретение относится к устройствамрегулирования технологических параметровнапример, расходов компонентов при ихнепрерывном смешении в трубопроводеи может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.Известно устройство для регулированиярасходов компонентов при смешении, содержащее объект регулирования, датчикирасхода, регуляторы и исполнительныемеханизмы (11,Однако, в этом устройстве невозможно осуществить регулирование расходовпо ведущему компоненту как в автоматическом, так и в принудительном режимах.Наиболее близким техническим решениемявляется устройство для управления процессом непрерывного смешения, содержащееимпульсный задающий генератор, интерполятор и и каналов по числу смешиваемых компонентов, каждый из которыхсодержит задатчик с элементом ИЛИ,реверсивный счетчик, подключенный к цифро-аналоговому преобразователю, датчик расхода, связанный с объектом регулирования, последовательно соединенные пропорционально-интегральный регулятор и исполнительный орган 121.Однако, известное устройство имеет следующие недостатки; поскольку прои:.- водительность всех каналов строго привязана к частоте задающего генератора, это ограничивает функциональные возможности системы (производительноств системы регулирования всегда занижена), в системе невозможно осуществить регулирование расходов по ведущему компоненту как в автоматическом, так и в принудительном режиме.696422 51015 зЦель предлагаемого изобретения- расширение функциональных возможностей и повышение точности устройства.Для этого устройство для регулирования расходов компонентов при смещении содержит последовательно соединенные и подключенные ко входу импульсного задающего генератора блок выбора максимального сигнала, блок сравнения, интегратор, а в каждом канале - делитель частоты, частотный дискриминатор, сумматор, сдвоенный переключатель. При этом выходы пропорционально-интегральных регуляторов всех каналов подключены ко входам блока выбора максимального сиг нала, а выход импульсного задающего генераторе через последовательно соединенные первые размыкающие контакты сдвоенных переключателей всех каналов подключен ко входу интерполятора, .выход которого подключен к задатчику каждого канала. Выход элемента ИЛИ в каждом ,канале через второй размыкающий контакт соответствующего сдвоенного переключателя подключен к первым входам частот ного дискриминатора и реверсивного счетчика, которые через первый замыкающий контакт данного сдвоенного переключателя подключены к выходу импульсного задающего генератора. Второй замьцсающий контакт сдвоенного переключателя каждого канала подключен к выходу даь- чика расхода и .ко входу делители часто ты, выход которого подключен ко вторым входам реверсивного счетчика и частот ного дискриминатора, выход которого подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен выход цифро-вналогового преобразователя, а выход сумматора подключен ко входу пропорционально-интегрального регулятора.мального сигнала, блок 16 сравнения,интегратор 17,На фиг. 2 представлена функциональнаясхема частотного дискриминатора которыйсодержит два входных формирователя 18,две дозирующие емкости С 4, С; на -копительную емкость С 5, диоды зарядноразрядных цепей 11, 12, ДЗ, 4, операционный усилитель 19, резйсторы Я, ЯПредлагаемое устройство может работать в одном из двух режимов, устанавливаемых сдвоенным переключателем3, При указанном на фиг. 1 положениисдвоенного переключателя 3 устройствоработает в режиме автоматического выбора ведущего канала. В исходном состоянии реверсивные счетчики 4 сброшены в"0", на выходе пропорционально-интегральных регуляторов 9 напряжение отсутствует, исполнительные органы 10 (регулирующие клапаны) закрыты, через объект1 1 регулирования (участок трубопровода)компонент нв смешение не подается. Отсутствует сигнал с датчика 12 расходаь снято опорное напряжение Е р. С помощью задатчика 1 устанавливается задание каждому каналу - заданный коэффициент соотношения расхода компонентав смеси. При подаче Еоп включается вработу интегратор 17, напряжение на выходе которого начинает плавно повышаться. Импульсный задающий генератор 14начнет генерировать импульсы, частотакоторых также плавно возрастает. Этиимпульсы, пройдя последовательно через, размыквющие контакты переключателей3 всех каналов, начиная с первого, пос-.тупят на интерполятор 1 3, Четырехдекадный интерполятор 13 на своих выходных шинах создает сетку частот от0,0999 Кг.з до 0,0001 Хг,5., где 1. -частота импульсного задающего генератора.Таким образом, в каждый канал со сторо45 50 55 На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, которое содержит о каналов по числу смешиваемых компонентов, в каждом канале задатчик 1, который служит для установки заданного соотношения, элемент И 11 И 2, сдвоенный переключатель 3, реверсивный счетчик 4, частотный дискриминатор 5, делитель 6 частоты, цифро-аналоговый преобразователь 7, сумматор 8, пропорционально-интегральный регулятор 9, исполнительный орган 10, объект 11 регулирования, датчик 12 расхода, интерполятор 13, общие для всех каналов импульсный задающий генератор 1 4, блок 1 5 выбора мвксины задания Я ) поступает частотныйсигнал импульсного задающего генератора 14, умноженный на коэффициент, установленный на задатчиках 1 ( в данномслучае с точностью до единицы четвертого знака). Этот сигнал поступает нв вход сложения реверсивного счетчика 4 и на вход ( ц ) частотного дискриминатора 5. На выходе цифро-аналогового преобразователя 7 и на выходе часточ ного дискриминатора 5 появится плавно нарастающее напряжение, которое суммируется в сумматоре 8 и пройдя пропорционвльно-интегральный регулятор 9пк;тупит на вход исполнительного органа696422 10. Срабатывание исполнительногооргана ( открытие регулирующего клапана) вызовет поток жидкости объекта 1 1 регулирования, данные о расходе этой жидкости в виде частоты импуль 5 сов снимаются с датчика 12 расхода и через делитель 6 частоты поступают на вход вычитаниями реверсивного счетчика 4, и нв вход (и ), частотного дискриминатора 5, создавая тем самым замкнутую обратную связь, Одновременно напряжение с выходов всех пропорциональ но-интегральных регуляторов 9 поступает в блок 15 выбора максимального сигнала, На выход блока 15 проходит максимальное напряжение из всех входах, которое вычитается из Е и в блоке 16, сравнения, вследсвие чего напряжение на входе интегратора 17 начнет умень 20 шаться, будет замедляться рост напряжения на его выходе. Наступит момент, когда напряжение на входе блока 1 5 вы бора максимального сигнала станет равным Еоп (Еоп - выбирается равным напряжению, при котором исполнительный орган открыт на максимальную величину) Напряжение на входе интегратора 17 станет равным О, Рост напряжения на его 30 выходе прекратится, частота импульсного задающего генератора 1 4 станет постоянной. Переходный процесс закончится. Производительность всей системы регулиром-: иия будет определяться (управляться) . 35 напряжением пропорционально-интегрального регулятора канала, который первым достигает максимальной производительности (клапвн которого открыт полностью). Пропорционально-интегральный регулятор 40 этого канала как бы автоматически переключится на управление импульсным задающим генератором общей производительности системы регулирования, Если в процессе работы пропускания способность 45 этого канала увеличится, а ограничивающим общую производительность станет другой канал, то автоматически произойдет смена ведущего канала, так квк увеличивающееся напряжение на выходе пропорционально-интегрального регулятора нового канала превысит напряжение канала, бывшего до этого ведущим. Это напряжение, воздействуя на интегратор 17, установит обшую производительность устройства с учетом максимально возможной производительности нового ведушего канала. 6Наличие нового корректирующего эвеначастотного дискриминатора 5 позволяет значительно увеличить быстродействие устройства, снизить время переходного процесса и уменьшить ошибку переходного процесса, т.е, повысить точность регулирования.Импульсы частоты заданной ( 1 з, ) своим зарядным током 1 здр заряжают конденсатор С, а импульсы частоты измеренной Я , ) разряжают (1 ра ь р ) кон денсатор С, на котором выделяется напряжение, прямо пропорциональное разности частот 1 и 1, С помощью резисторов Я, я уствнавлимют коэффициенточастотного дискриминатора К = ОПри переводе сдвоенного переключателя 3 какого-либо канала в верхнее положение устанавливают второй внд работы устройства - режим принудительного выбора ведушего канала. В этом случае разрывается цепь: импульсный задающий генератор 1 4 - интерполятор 13, Выход импульсного задающего генератора подключается теперь уже через замкнутый контакт сдвоенного переключателя 3 выбранного канала на вход фсложения реверсивного счетчика и вход Ус, частот- ного дискриминатора 5, на вход интерполятора 13 поступает частота с датчика расхода данного канала. Теперь в качестве сигнала общей производительности устройства регулирования будет сигнал с датчика расхода ведущего канала, Этот сигнал поступает на вход интерполятора 13 минуя делитель 6 частоты, Это позволяет во всех случаях, независимо от выбранного канала, иметь общий задающий сигнал (частота на входе интерполятора) выше, чем сигналы, действующие на входе "вычитания реверсивных счетчиков каналов, а, следовательно, обеспечить требуемый диапазон изменения коэффициентов заданного соотношения, устанавливаемых на эадатчиках 1.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить регулирование расходов по ведущему компоненту как в автоматическом, так и в принудительном режиме, в также повысить точность регулирования за счет увеличении быстродействия устройства, уменьшения времени и ошибок переходного процесса,формула изобретения Устройство для регулирования расхсьдов компонентов при смешении, содержа696 3 шее импульсный задающий геиератор, интерполятор ип каналов по числу смешивае-, мых компонентов, каждый из которых содержит задатчик с элементом ИЛИ, реверсивный счетчик, подключенный к цифроаналоговому преобразователю, датчик расхода, связанный. объектом регулирования, последовательно соединенные, пропорционально-интегральный регулятор и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е 10 е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные и подключенные ко входу импульсного задающего 15 генератора блок выбора максимального сигнала, блок сравнения, интегратор, а в каждом канале - делитель частоты, частотный дискриминатор, сумматор, сдвэечный переключатель, причем, выходы 20 пропорционально-интегральных регуляторов всех каналов подключены ко входам блока выбора максимального сигнала, а выход импульсного задающего генератора через последовательно соединенные первые размыкающие контакты сдвоенных переключателей всех каналов подключен ко входу интерполятора, выход которого 22подключен к задатчику каждого капала,выход элемента И 1 И в каждом каналечерез второй размыкающий контакт соответствующего сдвоенного переключателяподключен к первым входам частотногодискриминатора и реверсивного счетчика,которые через первый замыкающий контакт данного сдвоенного переключателяподключены к выходу импульсного задающего генератора, второй замыкающийконтакт сдвоенного переключателя каждого канала подключен к выходу датчикарасхода и ко входу делителя частоты,выход которого подключен ко вторым входам реверсивного счетчика и частотногодискриминатора, выход которого подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен выходцифро-аналогового преобразователя, авыход сумматора подключен ко входупропорционально-интегрального регулятора,Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании % 1352684,кл. Я 3 Р опублик, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР Ио 445225, кл, В 01 Г 3/08, 1969,.г Составитель Цаллагова Павлов Текред О. Андрейко Корректор М, Пождакто 65/47 Тираж 10 БНИИПИ Государстве по делам изобрете 113035, Москва, ЖЗаказ Подписноеного комитета СССй и открытий5, Раушская н аб., д. 4 илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,