Устройство для регулирования давления

ОЮЭ СО 8 ЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 119) (11 9 5 Р 16/20 ИЕ И Я Т ИС ТЕПЬСТ ТОРСКОМ ся к автома" втоматическоя газа всистемах тельство СССРП 16/20, 1984. с Я Ж ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(61) 1190370(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относитке и предназначено для аго регулирования давлениустройствах газодинамикирегулирования давления газовых поков, для проверки моновакуумметро1409987 датчиков давления, а также для измерителей скорости воздушного потока. Целью изобретения является повышение надежности, точности и быстродействия, Устройство содержит рабочую камеру 1, камеру 2 сжатого газа, регулирующий , вентиль 3, датчик 4 давления, элемент 5 сравнения,.блоки 6,7 де."чфирования,блок 8 логики, блок 9 управления, блок 10 контроля исполнительный элеУмент, например двигатель, датчик 12 положения, выходной узел 13 любого типа, элемент И 14, регистр сдвига 15, элементы 16, 17 запрета, элемент ИЛИ 18, элемент задержки 19, шину индикации неисправности 20 и элемент ИЛИ 21. Кроме того, блок 8 логики содержит четыре элемента ИЛИ, два элемента И, два триггера, инвертор, третий элемент, элемент задержки. Блок контроля 10 содержит два элемен. та задержки, два элемента И-НР, два Изобретение относится к автоматике предназначено для автоматического регулирования давления газа вустройствах газодинамики, системахрегулирования давления и расходагазовых потоков, для проверки моновакуумметров и датчиков давлений, атакже измерителей скорости воздушного потока и является дополнительным к авт.св. У 1190370,Целью изобретения является повышение надежности, точности и быстродействия регулирования.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2функциональная схема блока логики;на фиг. 3 - схема блока контроля;на фиг. 4 - функциональная схемаблока демпфирования; на фиг. 5пример построения элемента сравнения.Устройство содержит (фиг,1) рабочую камеру 1, камеру 2 сжатого газа,регулирующий вентиль 3, датчик 4давления, элемент 5 сравления, блоки 6 и 7 демпфирования, блок 8 логики, блок 9 управления, блок 10 контэлемента И, четыре ключевых элемента,два резистора, два диода, мультивибратор, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕи нуль-орган, Блок демпфирования содержит пороговый элемент, ключевойэлемент, последовательную КС-цепь(конденсатор и резистор), три диодаи резистор. Элемент 5 сравнения содержит подвижную ламель, ламели Мини "Макс", Новым в устройстве является введение в него элемента И, регистра сдвига, двух элементов запрета,двух элементов ИЛИ, элемента задержки, шины индикации неисправности. Кроме того, в блок логики дополнительновведены третий элемент И и элементзадержки, а элемент сравнения содержит подвижную ламель и ламели Мин,"Макс", содержащие электрически изолированные вырезы с перекрытием зонламелей "Мин", "Макс", 2 з.п.ф-лы,5 ил,роля, исполнительный элемент 11, например двигатель, датчик 12 положения, выходной узел 13 любого типа,элемент И 14, регистр 15 сдвига,элементы 16 и 17 запрета, элементИЛИ 18, элемент 19 задержки, шину"Индикация неисправности" 20 и элемент ИЛИ 21,Блок логики (фиг.2) содержит че 10 тыре элемента ИЛИ 22-25, два элемента И 26 и 27, два триггера 28 и 29,инвертор 30, третий элемент И 31 иэлемент 32 задержки.Блок контроля (фиг.З) содержитдва элемента 33 и 34 задержки, дваэлемента И-НЕ 35 и 36, два элементаИ 37 и 38, четыре ключевых элемента39-42, два резистора 43 и 44, двадиода 45 и 46, мутивибратор 47, эле20 мент ИЛИ 48, элемент ИЛИ-НЕ 49 инуль-орган 50.Блок демпфирования (фиг.4) содержит пороговый элемент 51, ключевойэлемент 52, последовательную КС-цепь.3 лемецт срницс цпя (фцг.5) со:и ржит подвижную анель 59, поедяеццую с одной из шин питания и намели "Мин" 60 и "Макс" 61, имеющие фигурные вырезы с перекрытием зон "Макс" и "Мин . Зоны Макс и Мин" электрически изолированы между собой.Устройство работает следующим образом.Перед подачей питания на устройство подается сигнал исходного состояния (11 Исх 1) на первый управляющий вход блока 8 логики. После подачи питания данный сигнал снимается. Время снятия сигнала выбирается таким, чтобы данный сигнал перекрыл переходные процессы в устройстве, Триггеры 28 и 29 устанавливаются в со стояние0"и разрешаютпрохождение сигнала через элементы И 26 и 27 блока 8 логики. В случае если регулировочный вентиль 3 находится не в закрытом состоянии, то соответственно отклонен и датчик 12 положения, В этом случае с соответствующего выхода датчика 12 положения через второй 23 или третий 24 элементы ИЛИ поступает сигнал, управляющий при помощи блока 9 управления исполнительным элементом 11 до тех пор, пока не появится сигнал на выходе "0" датчика 12 положения. Связь датчика 12 положения с исполнительным элементом 11, с регулирующим вентилем 3 осуществляется обычно механически.При выработке датчиком 12 положения сигнала на выходе 10" на инверторе 30 блока 8 логики появляется сигнал, запрещающий прохождение информации через элементы И 26 и 27. В этом случае регулирующий вентиль 3 находится в исходном состоянии (закрыт), При любом последующем отклонении регулирующего вентиля 3 за счет любых помех или любых ненормированных процессов он приводится в исходное состояние аналогично изложенному, а вход устройства закрывается сигналом с триггера 28.При поступлении на второй управляющий вход блока 8 логики сигнала включения ("Вкл") триггеры 28 и 291 11 устанавливаются в состояние 1 и элементы И 2 6 и 2 7 закрываются , т . е . схема установки в исходное состояние отключается , а через первый элемент ИЛИ 2 2 с единичного выхода триггера 28 ца блок 9 урацлення поступаегсигнал прнцудцтельцого открытия регулирующего вецтидя 3 до тех пор, пока давление в рабочей камере 1, иц- .дицируемое датчиком 4, не достигнетноминального значения, поддерживаявеличину давления номинальной, Номинальное значение давления определяется одновременной выработкой сигналовна выходах "Макс" и "Мин" элемента 5сравнения. В этом случае на выходеэлемента И 14 вырабатывается сигнал,поступающий на дополнительный вход(Вх 7) блока 8 логики, который закрывает входы второго и третьего элементов ИЛИ 23 и 24, запрещая прохождение сигнала через элементы ИЛИ23 и 24, Далее этот сигнал черезэлемент 32 задержки, величина кото"рой выбирается таким образом,чтобы окончились переходные процессы в схеме, вырабатывает на выходетретьего элемента И 31 сигнал, устанавливающий четвертый элемент ИЛИ25 в состояние "0". Сигнал принудительного открытия вентиля 3 снимается, вход устройства открывается .иЭ схема готова к обработке сигналов, т,е. в зависимости от сигналов датчика 4 давления изменяется сигнал на выходах "Макс" и "Мин" элемента 5 сравнения. При сигнале "Макс" вырабатывается си.нал закрытия регулирующего вентиля 3 до тех пор, пока не достигнет номинального значения (сигнала "Макс" в "Мин"), при сигналеМин" - сигнал открытия регулировочного вентиля 3 до достижения номинального значения. При сигнале номинального значения схема никаких сигналов не вырабатывает. Далее процесс повторяется, Заданный предел регулирования определяется выработкой на выходах "Макс" и "Мин" элемента 5 сравнения дозированных сигналов, Датчик 4 давления обычно механически связан через преобразователь с движком, который, подключая ламели "Макс" и "Мин" элемента сравнения, осуществляет выдачу названных дозированных сигналов, Ламели "Макс" и "Мин" имеют фигурные вырезы с перекрытием зон "Макс" и "Мин" на уровне номинального давления (фиг.5), В этом случае вырабатывается дозированный сигнал номинального значения ("Макс-"Мин),При возникновении неисправности в устройстве блок 10 контроля формиует сигнал неисправности. Анализ еисправностей производится следуюим образом. При поступлении сигнала на шину Проверка" ключевой эле 5 ент 41 закрывается и последовательо с обмоткой двигателя включается епь изпоследовательно включенос первого 43 и второго 44 масштабос резисторов, величина, которых 10 ыбирается таким образом, чтобы паение на них при нормальном рабоем токе двигателя не вызывало срабаывание нуль-органа 5 Я, который таке открывается сигналом "Проверка".При поступлении сигналов реверсиования с выходов блока демпфировасрабатывает ждущий мультивибраор 47 на время, равное по длительости пусковому току, и второй мас табный резистор 44 будет зашунтироан ключевым элементом 42, т.е. ток ротекает только через один резистор 3, величина которого выбрана так, 4 тобы при номинальном пусковом токе 25 нуль-орган 50 не срабатывал, По кончании режима пуска (окончаниетельности импульса, формируемогольтивибратором 47) ключевой элеент 42 размыкается и начинается реим анализа рабочего тока (включено ва масштабных резистора 43 и 44). ри выходе любого из названных пааметров за пределы допустимых нуль рган 50 срабатывает и на выходе ервого элемента ИЛИ 48 и на соотетствующем выходе ВН формируется игнал неисправности исполнительного лемента 11.Анализ неисправности датчика 4 дав 40 ения, блоков 6 и 7 демпфирования и злов блока 8 логики производится ри помощи элементов 33 и 34 задержпричем соответствующий элемент-НЕ 35 и 36 закрыт сигналом с ра В 1 отающего входа Вх 5, Вх 7 блока 10 и 1 онтроля. При несовпадении сигналов датчика 12 положения с сигналами злемента сравнения по приходу сигнага "Опрос 1" происходит выработка сигнала неисправности. Анализ работы слока 9 управления производится анагогично путем сравнения полярности сигналов с выходов данного блока гри помощи диодов 45 и 46 и ключевых лементов 39 и 40 с сигналами на входах элементов И 37 и 38. При несовпадении названных сигналов формируется уровень на выходе второго элемента ИЦИ-НЕ 49 блока 10 контроля, который формирует сигнал неисправности, Сигнал неисправности может появиться и в нормально работающей схеме из-за сбоя, помехи или любого другого процесса, например, при наезжании вала исполнительного элемента на упор, когда токи в обмотке двигателя повышаются и т.д. В этом случае аварийный останов крайне нежелателен. Для устранения этого явления обычно посылается серия сигналов "Опрос 2". Период их следования определяется переходными процессами в устройстве, а количество- временем достижения давления от номинального значения до максимального предела допуска, т.е.:ТП5 Сгде Т- период опроса;а С - разность между временамидостижения процессом максимальной и номинальнойвеличины,и - количество посылок сигнала"Опрос 2".Сигналы неисправности или аварийного закрытия через входной элемент ИЛИ 18 и первый элемент 16 запрета поступают на входы регистра 15 сдвига. Разрядность регистра 15 сдвига определяется соответственно (и+1), так как в первый разряд регистра сдвига сигналов опроса записывается сигнал "1". Этот сигнал сдвигается в регистре 15 сдвига при приходе сигнала "Опрос 2". Если сигнал неисправности до следующего опроса 2 исчезает, то этим сигналом регистр 15 устанавливается в исходное состояние через элемент 19 задержки, поскольку в этом случае инверсный вход второго элемента 17 запрета разрешает прохождение сигнала "Опрос", Если же сигналы неисправности в течение заданного цикла "Опроса 1" присутствуют, то по каждому сигналу "Опрос 2" производится продвижение разряда, и в случае, когда "1" достигает разря да "+1" регистра 15 сдвига, на вход (Вх 6) блока 8 логики вырабатывает-. ся сигнал приведения в исходное блока 8 логики, а также включается сигнал закрытия исходного вентиля 3 на клеммы (" Закрытие" ) Вых 1 приоритетно. В случае, когда сигнал неисправности исчезает при очередном приходе09987 5 10 15 20 25 30 35 40 45 щ50 55 7 14 сигнала "Опрос 2", регистр сдвига приводится в исходное состояние при помощи элемента 19 задержки. При этом процесс заполнения регистра 15 сдвига начинается сначала. После выработки сигнала на последнем разряде регистра 15 происходит закрытие пер.- вого элемента 16 запрета. Регистр 15 устанавливается в исходное также си- Ъгналом "Исх." через элемент ИЛИ 21 исходного.В устройстве имеются две шины "Опрос 1" и "Опрос 2", Шина "Опрос 1" применяется для экспресс-анализа неисправностей при любом сигнале на выходах ВН блока 10 управления, шина "Опрос 2"- для предохранения от ложоного аварийного отключения.При работе подвижных. частей в условиях вибраций, при соударениях, при избытке кинетической энергии и т.д. на полезный сигнал с выходов . элемента 5 сравнения накладывается сигнал вибраций, прерывая его. Такие вибрации обычно ненамного превышают, частоту полезных сигналов, поэтому борьба с ними при помощи фильтров неэффективна, в систему вносятся значительные запаздывания, и она усложняется. Для ликвидации явлений вибрации и дребезга примейены блоки б и 7 демпфирования. В них сигнал с выходов элементов 5 сравнения передним фронтом заряжает".я через диод 55 и резистор 54 конденсатор 53.Постоянная времени данной цепи выбирается такой, что конденсатор 53 полностью заряжается во время одного дребезга, а процессы в цепи заряда не влияют на входной сигнал, поскольку они развязаны диодом 55. При прекращении сигнала конденсатор 53 разряжается через большой входной импеданс порогового элемента 51, поддерживая на его выходе сигнал, достаточный для срабатывания элементов ИЛИ устройства. Следующий импульс дре безга приводит к подзаряду конденсатора 53. При изменении выхода блока дешифрования с "Макс" на "Мин" или наоборот конденсатор из блока, с которого снят сигнал, разряжается пу тем включения разрядного резистора 58 соответствующим ключевым элементом 52. Поствянная разряда кала и не влияет на быстродействие. На фиг.4 показано включение диодов для обрабо тки сигналов "-", при отработке сиг-. 8налов "+" полярность диодов меняется на обратную.Элемент 5 сравнения (фиг.5) выбран так, что ламели "Макс" и "Мин" имеют электрически изолированные между собой вырезы на величине номинального давления, Это обуславливает возможность индицировать номинальное значение при регулировании,Формула изобретения 1. Устройство для регулирования давления по авт.св. Ф 1190370, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це-. лью повышения точности, быстродействия и надежности устройства, оно содержит элемент И, последовательно соединенные первый элемент ИПИ, первый элемент запрета и второй элемент ИЛИ, а также элемент задержки, второй элемент запрета и регистр сдвига, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента запрета, установочные входы - к выходу второго элемента ИЛИ, а выход - к первому входу второго элемента запрета, к третьему входу блока управ. ления и к шестому входу блока логики, входы первого элемента ИЛИ связаны соответственно с первым и вторым выходами блока контроля, а выход с вторым входом второго элемента запрета, третий вход которого соединен с.шиной опроса и с входом элемента задержки, подключенного выходом к второму входу первого элемента запрета, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с шиной "Установка в исходное положение", входы элемента И связаны с соответствующими входами элемента сравнения, а выход - с седьмым входом блока логики.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок логи. ки содержит последовательно соединенные элемент задержки и третий элемент И, второй вход которого подключен к первому входу блока, а выход - к третьему входу четвертого элемента ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с седьмым входом блока н с третьимивходами второго и третьего элементов ИПИ.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что элемент сравнения содержит подвижную ламель, квязанную с входом элемента сравне 1409987 1 Онияи две ламелиМакси и "Ыинд1выходы которых подключены к соответствующим выходам элемента сравнения,причем ламели имеют Фигурные вырезы,электрически изолированные и перекрЫвающие друг друга.1409987 Х Составитель Л.Цаллагова Техред И.Ходанич Корректор В,Гирня актор Е.Копч Заказ 3479/4 ИИПИ о енин Рауш 113035,венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Прои Тираж 866 Государстве делам изобре осква, Ж,Подписноекомитета СССРи открытий кая наб., д.