Многоточечный регулятор

Номер патента: 1164675

Авторы: Гончаров, Слесарев, Черных

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1)605 Р 23 И ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свцдетельство СССР У 667957, кл, С 05 Р 11/00, 1979.Авторское свидетельство СССР Р 454761, кл. С 05 В 11/014, 1970. (54)(57) МНОГОТОЧЕЧНЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий блок обегающнх устройств, соединенный первым выходом с управляющим входом блока цифровых ручных задатчиков, входом - с блоком основных датчиков, другим выходом через блок разделения во времени процес- сов измерения и регулирования - с регулирующим блоком, третьими выхо дами через соответствующие накопители аналоговых величин - с исполнительными элементами, а также корректирующие блоки, выходы которых подключены к соответствующей группе входов блока обегающих устройств, а входы - к выходам соответствукицих накопителей аналоговых величин, коммутаторов, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока обе" гаиицих устройств, и цифроаналоговый преобразователь, состояшй иэ эталонного источника напряжения, переключателя напряжений, резистивного делителя и входного регистра, вход которого соединен с выходом блока цифровых ручных эадатчиков, а выход - с управляющим входом переключателя напряжений, выход которого соединен с входом резистивного делитепя,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения нри одновременном сокращении аппаратурных затрат, регулятор содержит блок дополнительных датчиков, блок суммирования и соотношения, состоящий из первого и второго инверторов, первого и второго сумматоров, элемента ИЛИ и ключа, при этом вход комму-татора соединен с выходом блока дополнитеЛьных датчиков, а выход коммутатора вс входом второго инвертора, четвертый выход обегающих С устройств соединен с входом первого инвертора и с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом эталонного источника напряжения, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с входом переключателянапряжений, первый вход первого сумматора соединен с выходом первого инвертора, вто,рой вход первого сумматора - с выходом резистивного делителя, выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго инвертора, а выход - с вхо- . кафф дом блока обегающих устройств, вход ,элемента ИЛИ соединен с первым выходом блока обегающих устройств.Изобретение относится к автоматическому регулированию и может бытьиспользовано при автоматизации технологических процессов, где требуется многоточечное регулирование соотношения двух параметров.Цель изобретения - расширениеобласти применения при одновременномсокращении аппаратурных затрат,На Фиг. 1 представлена блок-схема, 1 фмноготочечного регулятора; нафиг, 2 - пример реализации блока обе- .гающих устройств; на фиг. 3 - примерреализации блока разделейия во времени процессов измерения и регулирования; на фиг, 4 - пример реализациирегулирующего блока; на Фнг. 5 - пример реализации корректирующего блока; на Фиг, 6 - пример реализациинакопителя аналоговой величины; на 20фиг, 7 - пример реализации цифровогоручного задатчика; на фиг. 8 - при- .мер реализации цифроаналогового преобразователя; на фиг. 9 - пример реализации коммутатора; на фиг. 10 пример реализации блока датчика; нафиг. 1 1 - пример реализации блокасуммирования и соотношения.Блок-схема многоточечного регулятора (Фиг, 1) содержит блок 1 основ- Юних датчиков, блок 2 обегающихустройств, блок 3 разделения во времени процессов измерения и регулирования, регулирующий блок 4, корректирующие блоки 5, накопители 6 анало-З 5говых величин, исполнительные элементы 7, блок 8 цифровых ручных задатчиков, цифроаналоговый преобразователь9, входной регистр 10, резистивныйделитель 11, переключатель 12 напряжений, эталонный источник 13 напряжения, блок 14 дополнительных датчи.ков, коммутатор 15, блок 16 суммиро-вания и соотношения, элемент ИЛИ 17,ключ 18, первый инвертор 19, первый 45сумматор 20, второй инвертор 21 ивторой сумматор 22..Блок 2 обегающнх устройств (фиг,2).состоит из генератора импульсов, вы"полненного на резисторах 23-26кон- яденсаторе 27, транзисторах 28 и 29и микросхеме 30, счетчика 31, дешифратора 32, токовых ключей 33- 331,реле 34- 34, имеющих по четырезамыкающих контакта, и перемычек р35- 35.Блок 3 разделения во времени процессов измерения и регулированйя(Фиг. 3) состоит из микросхем 36-39, конденсатора 40 и реле 41, имеющегодва запоминающих контакта.Регулирующий блок 4 (Фиг. 4) состоит иэ сумматора, выполненного на операционном усилителе 42 и резисторах 43-46, и двух компараторов, состоящих из операционных усилителей 47 и 48, диодов 49 и 50, транзисторов 51 и 52 и резисторов 53 и 54.Каждый корректирующий блок 5 (фиг, 5) состоит из потенциометров 55, конденсатора 56, резисторов 57 - 57 и переключателя 58 настроек.Каждый накопитель б аналоговой величины (фиг. 6) состоит.из усилителя 59 мощности, в качестве которого используется магнитный усилитель типа УИД, и электродвигатель 60, в качестве которого применяется однооборотный электрический исполнительный механизм постоянной скорости типа ИЭО.Блок 8 цифровых ручных эадатчиков состоит из переключателей типаПП 6-11 Т ОЮ 3.602.160 ТУ (Фиг. 7).Конструктивно этот переключатель выполнен в виде поворотного колеса-барабана, на окружности которого нанесены цифры от 0 до 9. Поворотное колесо закреплено в пластмассовом корпусе, на передней стороне которого имеется окно-прорезь. Размеры этого окна позволяют видеть только одну цифру. Рядом с каждой цифрой имеются рычажки, с помощью которых можно перемещать поворотное колесо, устанавливая любую цифру в прорези корпуса.Поворотное колесо внутри корпуса имеет четыре контакта, которые в зависимости от установленной десятичной цифры принимают замкнутое или разомкнутое состояние. Причем замкнутое и разомкнутое состояние контактов соответствует переводу десятичной цифры в двоичную систему счисления (см. таблицу).Для, каждого канала регулирования задатчик состоит иэ трех таких переключателей.Цифроаналоговый преобразователь 9 (фиг. 8) состоит из входного регистра 61, резистивного двигателя 62, переключателя 63 и эталонного источника 64 напряжения. Переключатель 63 напряжения образовансоответствующимй переключателями.Резистивный делитель 62 образован соответствующимирезисторами.4675 4ного преобразователя 9 поступает на блок 16 суммирования и соотношения,Выходной сигнал эталонного источ ника 13 напряжения .цифроаналоговогопреобразователя 9 подключен к блоку 16 суммирования и соотношения.Блок 16 суммирования и соотношения, осуществляя функциональное преобразование подключенных к нему сигналов, вырабатывает на выходе сигйал рассогласования.Сигнал рассогласования с выхода блока 16 суммирования и соотношения и сигнал с выхода соответствующего корректирующего блока 5 блоком 2 обегающих устройств через блок 3 разделения во времени процессов измерения и регулирования подключается к регулирующему блоку 4. Блок 3 разделения во времени процессов измерения и регулирования осуществляет временное разделение моментов подключения датчиков и начала формирования регулирующего воздействия регулирующим блоком 4 для исключения влияния переходных процессов, возникающих при подключении датчиков.Регулирующий блок 4, алгебраически,суммируя сигнал рассогласования с вы.хода блока 16 суммирования и соотношения и сигнал с выхода корректирующего блока 5, вырабатывает регулирующее воздействие по определенному закону регулирования (например, по пропорционально-интегральному закону Сигнал регулирующего воздействия с выхода регулирующего блока 4 блоком 2 .обегающих устройств последовательно во времени распределяется по накопителям 6 аналоговых величин, где осуществляется хранение сигнала регулирующего блока воздействия на период, пока регулирующий блок 4 обслуживает последующие каналы. С выхода накопителей 6 аналоговых величин регулирующие воздействия поступают на ис- .полнительные элементы 7 и корректирующие блоки 5. з 116Коммутатор 15 (фиг. 9) состоитиз реле 65 - 65, каждое иэ которыхимеет по одному замыкающему контакту.Блок 1 основных датчиков и блок114 дополнительных датчиков (фиг.10)для каждого канала регулирования содержит мазутомерМПСФ для измерениярасхода топлива или дифманометр ДИКдля измерения расхода газа, нормирующий усилитель, выполненный на операционном усилителе 66 и резисторах67 и 68, и линеаризатор, выполненный на операционных усилителях 6971, резисторах 72-83 и диодах 84-87.В блоке 16 суммирования и соотношения (фиг. 11) для реализации инверторов и сумматоров используютсяоперационные усилители: 88 - первыйинвертор 19; 89 - первый сумматор20; 90 - второй инвертор 21; 91 - 20второй сумматор 22. Обмотка 92 релеи его контакт реализуют ключ 18.Элемент ИЛИ 17 выполнен на диодах93 - 93Многоточечный регулятор работает 25следующим образом,Блок 2 обегающих устройств осуществляет последовательную во времени коммутацию общих и индивидуальных функциональных устройств регуля- Здтора, образуя таким образом контурыуправления для независимых объектовуправления на период времени, достаточный для нормального функционирования объекта, Сигнал с блока 135основных датчиков блоком 2 обегающихустройств подключается к блоку 16суммирования,и соотношения. Сигналыс блока 14 дополнительных датчиковс помощью коммутатора 15 подключают Ося к блоку 16 суммирования и соотно-,шения. Управление коммутатором осуществляется от блока 2 обегающихустройств.Заданное значение регулируемого 45параметра (уставка) в режиме стабилизации или коэффициент соотношенияв режиме соотношения для каждого канала регулирования вырабатываетсяблоком 8 цифровых ручных задатчиковв виде двоично-десятичного кода посигналам управления от блока 2 обе-гающих устройств. Код с выхода блока 8 цифровых ручных задатчиков по- .ступает на цифроаналоговый преобразователь 9,Выходной аналоговый сигнал с резистивного делителя 11 цнфроаналогоРежим работы регулятора для данного канала определяется перемычкой в блоке 2 обегающих устройств: для режима соотношения двух параметров устанавливают перемычку, для режима стабилизации перемычку не устанавливают. Перемычки для каждого канала в отдельности устанавливают оператором перед включением регулятора в систему.Наличие перемычек разрешает прохождение последовательных во времени сигналов подключения из блока 2 обегающих устройств на управляющий вход коммутатора 15 и элемент ИЛИ 17. 5В режиме стабилизации (при отсутствии для подключенного в данный момент канала перемычки в блоке 2 сбегающих .устройств схема регулятора находится в следующем состоянии. гООтсутствие сигнала последовательного подключения на управляющем входе коюгутатора 15 означает, что по данному каналу многоточечного регулятора не используется дополнитель , ный датчик и величина сигнала на входе второго инвертора 21 равна нулю и, следовательно, величина сигнала на выходе второго инвертора 21 равна нулю. 20Отсутствие сигнала последователь-, ного подключения на входе элемента ИЛИ 17 формирует сигнал управления ключом 18 так, что второй вход клгоча 18 замыкается с его выходом. При этом на вход переключателя 12 напряжений поступает сигнал с эталонного источника 13 напряжения.В режиме свбили аг;гги цифроаналоговый преобразователь 9 (с выхода входящего в него резистивного дели- теля 1 1) выдает сигнал, пронорциональный коду входного регистра 10, т.е.351 ч Вмгце Ч - величина сигнала на выходеНрезистивного делителяКг г,- коэффиггиент деления цифрогапаналогового преобразовате- ООпя, соответствующий коду,установленному на цифровомручном задатчике;Е - напряжение эталонного нсвтточника 13. 45Вьиодной сигнал с резистивного делителя 11 является сигналом заданного значения регулируемого параметра (уставкой).50Сигналрассогласования в режиместабилизации, равный разности сигнала основного датчика .(действительная величина регулируемого параметра) и заданного значения регулируемого гга раметра, в блоке 16 суммирования и соотношения Формируется следующимобразом,Сигнал основного датчика инвертируется первым инвертором 19. Проинвертированный сигнал основного датчика и сигнал уставки с резистивного делителя г 1 складываются в первом сумматоре 20. Результат сложения в виде сигнала с выхода первого сумматора 20 складывается с сигналом на вь;ходе второго инвертора 21 во втором сумматоре 22. Поэтому- Ч - Ч - Ч2 о 22 М о.,югде Ч - величина сигнала на выходе2 опервого сумматора 20;Ч - величина сигнала на выходевторого сумматора 22;Ч - величина сигнала основногодатчика,Регулирующий блок 4 вырабатываеттакое регулирующее воздействие, чтобы рассогласование свести к нулю,т,е. чтобы действительное значениерегулируемого параметра стало равно заданному. Равенство наступитпри Ч 2 = О,В режиме соотношения (при наличии для подключаемого в данный момент канала перемычки в блоке 2 обегающих устройств) схема регуляторанаходится в следующем состоянии,Сигнал последовательного подключения с блока 2 обегающих устройств,поступая на коммутатор 15, подключает сигнал соответствующего дополнительного датчика блока 14 на выходвторого инвертора 21,Сигнал последовательного подключения формирует на выходе элементаИЛИ 17 сигнал управления ключом 18так, что.первый вход ключа 18 замыкается с его выходом, При этом навход переключателя 12 напряжений поступает сигнал основного датчика,поэтомуПервый сумматор 20 складывает величины сигналов, присутствующих наего входах: на первом входе Ч,на втором входе проинвертированныйпервым инвертором 19 сигнал основного датчика2 о Чм Чо ао о . о.Чо, (1 1 РО)П 3 оинвертированный вторым инвертором 21 сигнал дополнительного датчика складывается во втором сумматоре 22 с величиной сигнала на выходе первого сумматора 207 11640 г 8 Ч = Ч - Ч= Ч (1 - К ) - Ч Предлагаемое устройство позволяет,хг го ч ч. оч. цап Ц используя одни и те же блоки, осугде Ч- величина сигнала дополни- . ществлять стабилизацию регулируемого ельно; о датчика. параметра относительно заданного Заданное соотношение двух парамет- значения и регулирование соотношения 5 двух параметровПри этом выбор заданвыходного сигнала Ч т.е. ходного сигнала Ч , т.е. ного коэффициента соотношения и заданно о значения регулируемого параметпоэтому ра осуществляется с помощью одного 1 О блока - блока цифровых ручных эадат значительную экономию техническихсредств, особенно применительно кмноготочечному регулятору. Двоичный Десятичная цифра Состояниеконтакта 1 О 1 2 3 Д 5 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Контакт 1 Контакт 2 1 1 О 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 О 0 Контакт 3 0 .0 Контакт 4 23 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 П р и м е ч а н и е, 0 - контакт разомк",-ут. 1 - контакт замкнут,о,д.Ч,. 1Отн Ч 1 - К,где К- заданный коэффициент отношения двух параметров.Эта формула определяет однознач ное соответствие между Кр и Крапотн Таким образом, заданное соотношение двух параметров в режиме соотношения и уставка в режиме стабилизации устанавливаются одним и тем же блоком 820 цифровых ручных задатчиков. чиков.Применение многоточечного регулятора позволяет сократить затраты на обор.довэние, уменьшить габариты и эанвмаемо площадь эа счет многократного использования Функциональных блоков, Поэтому расширение Функциональных воэможностей регулятора даетГбао Я Юла ОЛЙФМЯ е Ф Ф Юлю йд Яагаг 9 ЛРО 5 ЯЯющце 580 дь1164675 8,ф Фп ЭвамиРцюЮлювцие Файг Дааиу ГЮауа 0 айядаН Фию,РР оставитель Л ехред, Л Лике тенцов Ю, Кова/ да ректо ипенк каэ 4755 аж 863енноготений5, Раув писно фил Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тир ВНИИПИ Государст по делам изобр 3035, Москва, Ж омитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5

Смотреть

Заявка

3547506, 04.02.1983

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ "БУРЕВЕСТНИК"

ЧЕРНЫХ ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА, ГОНЧАРОВ НИКОЛАЙ МИХАЙЛОВИЧ, СЛЕСАРЕВ СЕРГЕЙ АНДРЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G05D 23/19

Метки: многоточечный, регулятор

Опубликовано: 30.06.1985

Код ссылки

<a href="https://patents.su/9-1164675-mnogotochechnyjj-regulyator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Многоточечный регулятор</a>

Похожие патенты