Пневматический прерывистый регулятор

Пневматический прерывистый регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий пропорционально-интегральный блок и прерыватель, управляющий вход которого связан с выходом генератора прямоугольных импульсов , отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции , прерыватель выполнен на основе реле переключения, первый коммутируелалй вход которого связан с-каналом параметра, второй коммутируемый вход - с каналом Зсщания и инверсным входом пропорционально-интегрального блока, прямой вход которого соединен с выходом реле переключения , а выход - с выходным каналом регулятора.|

ИМОЗ СОВЕТСНИХ

О ИЦ

РЕСПУБЛИК <у) 6 05 В 11/52 С 05 В 11 44

Г

1

Ф zi

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3402568/18-24 (22) 26.02.82 (46) 23.04.83,- Бюл. 9 15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (72) В.И. Бодров, С. й. Дворецкий, М.М.Мордасов и A.B.Трофимов, ..(71) Тамбовский институт химического машиностроения (53) .621-525 (088.8) (56) 1. Берендс T Ê., ЕФремова Т.К., Тагаевская A.A. Элементы н схемы пиевмоавтоматики. М., "Машиностроение", 1968, с. 185, рис. 117.

2. Сб. "Системы н устройства .пневмоавтоматики" N., "Наука", 1969, с. 266, рис. 1 (прототип) °

„„SU„„1013908 А (54)(57) ПНЕВМЛТИЧЕСКИД ПРЕРЬщцстуй

РЕГУЛЯТОР, содержащий пропорционально-интегральный блок и прерыэатель, управляющий .вход которого свяэан с выходом генератора прямоугольных импульсов., отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, прерыватель выполнен на основе реле переключения, первый коммутируемый вход которого свяэан с каналом параметра, второй коммутируемый вход — с каналом эадаиия и инверсным входом пропорционально-интегрального блока, прямой вход которого соединен с выходом реле переключения, а выход — c выходным каналом регулятора.

1013908 .

Изобретение относится к автома-. тическому регулированию и управлению, а именно к пневматическим .регуляторам, и мойет быть применено в автоматических системах управления объектами в химической, нефтеперерабатынаюцей и других отраслях промышленности.

Известен непрерывно-дискретный пропорционально-интегральный регулятор, содержащий два узла умножения на постоянный коэффициент непрерывного действия, две задержки на такт непрерывного сигнала и точный усилитель мощности, причем каналы параметра и задания соединены 15 с соответствующими входами узлон, выход первого узла соединен с третьим входом второго узла и через первую задержку на такт с третьим сноим входом, а выход второго узла через вторую задержку на такт соединен с входом точного усилителя мощности, выход которого соединен с выходом регулятора 1 ).

Наиболее близким к изобретению 25 янляется пневматический прерывистый регулятор, содержащий пропорциональ-. но-интегральный блок, генератор прямоугольных импульсон и прерыватель, управляющий нход которого связан с выходом генератора f2).

Недбстатком известного регулятора является сложность конструкции.

Цель-изобретения - упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что прерыватель нн(йолнен íà основе реле переключения, первый комму-, тируемый вход которого связан с каналом параметра, второй коммутируе мый вход — с каналом задания и ин- 40 нерсным входом пропорционально-интегрального блока, прямой вход .которого соединен с выходом реле пере,ключения, а выход — с выходным ка.налом регулятора. 45

На фиг. 1 приведена принципиальная хема построения регулятора, на фиг. 2 — циклограмма работы ре" гулятора.

Пневматический регулятор содержит три пятимембранных э емента сравнения 1 — 3. Выход элемента 1 (P ) соединен с одним из входов дроссельного сум)(атора 4, содержащего переменный 5 и постоянный б дроссели. Вы-55 ход элемента 2 (Р2 ) через переменный дроссель 7 соединен с сноей положительной камерой, с пневмоемкостью 8 и элементами 1 и 3. Выход элемента 3 (РЭ ) соединен через уси- 60 литель мощности 9 с своей отрицательной камерой, с вторым входом дроссельного сумматора 4 и через постоянный дроссель 10 — с своей положительной камерой. Канал зада ния 11 (РЭ ) непосредственно соединен с камерами 12 и 13 элементов

1 и 2 и соплом трехмембранного реле

14, а канал параметра 15 (PÄ) через трехмембранное реле 14 соединен с камерами 16 и 17 элементов 1 и 2.

Трехмембранное реле 18 и 19, переменные дроссели 20 и 21, пневмоемкость 22 соединены так, что на выходе реле 18 . формируются управляющие импульсы P . В одну из камер каждого реле 14, 18 и 19 подается давление подпора.

Пневматический регулятор работает следующим образом.

Для элемента сравнения 2, дросселя 7 и пневмоемкости 8 справедливы следующие выражениями

РЭ+ РИ вЂ” -р — РИ (2)

V ОРИ а,Э кт где Р - давление в канале параметП ра (от датчика, измеряющего технологический параметр объекта );

Р - давление в канале задания

Э ,(от задатчика );

V — объем пневмоемкости 8; у — проводимость дросселя 7;

R — универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” абсолютная температура газа.

Из уравнений (1) и (2) можно легко получить следующее:

P = > — (Р - P )dt, (3) Для элементов сравнения 1 и 3, дроссельного сумматора 4 справедли-, вй следующие выражения: (6) 4 где af,, p

- проводимость дросселей

5 н 6 соответственно

P - давление на выходе регуйЬ>х ляторау

Р4 — давление на выходе дроссельного сумматора 4.

Из уравнений (3) и (6) вытекает, что (Рп РЭ )+ у (Рп Рэ) (") где Р— давление на выходе интегрального звена, собранного на элементе сравнения 2, дросселе 7 и пневмоемкости 8.

1013908

Таким образом, на элементах 1

10 собран пропорционально-интегральный регулятор (ПИ-регулятор).

В реле 18 под действием подпора мембранный блок опущен вниз. Сигнал на выходе реле 18 равен единице

Р- = 1, под действием которого мембт ,ранный блок реле 14 опустится вниз и давление Р3 пройдет в камеры 16 и 17 элементов 1 и 2. Давление Р Ь „ регулятора.не будет изменяться. Одновременно с этим сигнал Р = 1 через дроссель 20 начинает заполнять пневмоемкость 22. При достижении давления в пневмоемкости 22 максималь-ного давления реле 18 (Р„, „)мембран- 15 ный блок реле 18 поднимается вверх, закроет сопло питания и откроет нижнее сопло. Произойдет сброс давления Р через нижнее сопло реле 18 в атмосферу, т.е; сигнал Р станет рав- 2() ным нулю (Р- О). Под действием подт пора мембранный блок реле 14 поднимется вверх, давление Рд поступит в камеру 16 и 17 элементов 1 и

2 и регулятор начнет отрабатывать

ПИ-закон регулирования согласно формуле (7).

При Р 0 мембранный блок реле

19 под действием подпора поднимется вверх и начнется сброс давлейия из пневмоемкости 22 через дрос-. сель 21 и нижнее сопло реле 18 в атмосферу. Понижение давления Р происходит до минимального давлениясрабатывания реле 18 Р ;„,затем под действием подпора мембраннйй блок этого реле опустится вниз. и вновь давление P станет равным единице P = 1 ; Далее процесс повторяется. Ф

Интервал времени, при котором 40

Р = 1, можно изменять дросселем 20, а интервал времени, при котором

Р. 0 — дросселем 21; .Таким образом, пропорциональноинтргральный блок выполнен на эле- 45 ментах 1 — 3 и-5 — .9, прерыватель выполнен на трехмембранном реле 14, а генератор прямоугольных импульсов выполнен на элементах 18 — 22.

Технико-экономическая эффектив- 50 ность от применения пневматического прерывистого регулятора — упрощает,ся конструкция, повышается качество регулирования технологического па::раметра в объекте, обладающим чистым запаздыванием, и запас устойчивости автоматической системы регу лирования.

Предлагаемый регулятор применен. для стабилизации концентрации азо-,. тистой кислоты в диазосоединении на; выходе аппарата диазотнрования путем изменения расхода 3-нитро-4-аминотолуола. До настоящего времени.„стабилизация концентрации азотистой кислоты производилась вручную, выход на режим осуществляется в течение 60-70 мин. При этом расходует .

Ice 27 кг 3-нитро-4-аминотолуола в час, стоимостью 1400 руб.тонна.

Стандартные регуляторы системы

"Старт" не мьгут обеспечить устойчивость ACP.

Предлагаемый регулятор выводит диазатор на режим в течение 10

12 мин. Шесть раз в сутки к пиазатору поднимается новая емкость с подготовленным раствором З-нитро-4-.

-аминотолуола, т.е. на объеКт наносится возмущение.

Экономический эффект от внедрения изобретения определяется по фор-, муле

Э= 6Öäñ N, где Э вЂ” экономический эффект от внедрения изобретения, руб/сут;

G — расход 3-нитро-4-аминотолуола, кг/ч, Ц вЂ” цена 3-нитро-4-аминотолуола (1,4 руб/кг), Ьс — разность времен вывода диазатора на режим при руч-, ном регулировании и при ис пользовании предлагаемого регулятора, ч, . N — количество раз нанесения возмущений на объект в сут-, ки.

Подставив численные значения (8 ) получим

60-10 o—

Э=171,4 6 = 189 руб. в сутки

l

Таким образом, предлагаемый пнев- матический прерывистый регулятор при эксплуатации его в контуре стабилизации концентрации азотистой кислоты в диазосоединении на выходе иэ аппарата диазотирования в непрерывном процессе приносит экономии не менее 189 руб. в сутки.

1013908

Составитель A.Òðîôèìoâ

- Редактор Н.Джуган Техред Л.Пекарь, . Корректор С.Шекиар

Заказ 3015/55 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4