Устройство для управления исполнительным органом

Устройство для управления исполнительным органом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам автоматики и может найти широкое применение при управлении магистральными газопроводами . В устройстве решаются задачи разделения полезного сигнала и помехи и разделения режимов трогания и поддержания электромагнитного исполнительного органа типа соленоида. В процессе работы оператор , замыкая контакты командного блока, формирует на его выходе управляющий сигнал. Этот сигнал поступает на вход селектора импульсов, который осуш,ествляет разделение полезного сигнала и помехи. Выходной сигнал селектора поступает на первый вход усилители мощности и на вход реле времени, выходной сигнал которого поступает на второй вход усилителя мощности . Выходной сигнал усилителя мощности воздействует на исполнительный орган, который открывает клапан в магистральном газопроводе. При полностью открытом клапане срабатывают концевые выключатели исполнительного органа и подают сигнал на вход командного блока. Последний прекращает формирование управляющего сигнала . 9 ил. 8 (Л to ю х to tc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1229722

А1 (51) 4 G 05 В 11/01

i т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3777541/24-24 (22) 06.06.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа (72) Е. Н. Бантюков, И. А. Бин и Л. Б. Леонтьев (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 847269, кл. G 05 В 11/01, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 983648, кл. G 05 В 11/01, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ (57) Изобретение относится к средствам автоматики и может найти широкое применение при управлении магистральными газопроводами. В устройстве решаются задачи разделения полезного сигнала и помехи и разделения режимов трогания и поддержания электромагнитного исполнительного органа типа соленоида. В процессе работы оператор, замыкая контакты командного блока, формирует на его выходе управляющий сигнал. Этот сигнал поступает на вход селектора импульсов, который осуществляет разделение полезного сигнала и помехи.

Выходной сигнал селектора поступает на первый вход усилителя мощности и на вход реле времени, выходной сигнал которого поступает на второй вход усилителя мощности. Выходной сигнал усилителя мощности воздействует на исполнительный орган, который открывает клапан в магистральном газопроводе. При полностью открытом клапане срабатывают концевые выключатели исполнительного органа и подают сигнал на I вход командного блока. Последний прекрашает формирование управляюшего еигна- (/) ла. 9 ил.!

229722

Величина времени задержки т б элемента 16 задержки устанавливается равной величине сдвига между сериями импульсов, выдаваемыми командным блоком 1

Длительность импульсов tI, выдаваемых одновибраторами 18 и 20, выбирается равной 0,6 — 0,7 Т, где Т вЂ” период импульсов серий, т. с, период импульсов формирователя 14 импульсов командного блока 1 (фиг. 4) . Величина времени задержки ти, элемента 19 задержки выбирается равной

0,5 Т.

Усилитель 4 мощности (фиг. 6) содержит источник 36 постоянного положительного напряжения (источник питания устройства управления), резистор 37, первый

55 кающих контактов 34 и с вторым выводом резистора 33, второй вывод которого подключен к общей шине 35, элемент 13 задерж ки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 11, выхо1 которого подключен к входу сброса R-триггера 12, формирователь 14 импульсов, вход которого соединен с входом элемента 13 задержки и с выходом триггера 12, элемент 15 задержки, вход которого соединен с выходом формирователя 14 импульсов, причем выходы !О формирователя 14 импульсов и элемента 15 задержки являются соответственно первым и вторым выходами командного блока i.

Триггер 12 по тактовому S-входу работает от передних фронтов импульсов, поступающих на этот вход. Величина времени задержки т5з элемента 13 выбирается на 10—

20О4 больше времени работы tI -.. исполнительного органа 5.

Величина времени задержки т э элемента 15 устанавливается равной времени сдвига между импульсами последовательностей.

На фиг. 5 приведен второй пример выполнения селектора импульсов 2 для случая, когда командный блок 1 выдает сигнал управления в виде двух сдвинутых во времени серий импульсов, длительность 25 каждой из которых определяется величиной а в цепях передачи сигнала управления действуют только одиночные импульсные помехи. В этом случае селектор 2 импульсов содержит элемент 16 задержки, вход которого является первым входом селекто- 3î ра 2, на который подается основная серия входных импульсов, элемент И 17, первый вход которого соединен с выходом элемента

l6 задержки, а второй вход является вторым входом селектора 2 импульсов, на который подключается сдвинутая во времени серия З5 входных импульсов, одновибратор 18, вход которого соединен с выходом элемента

И 17, элемент 19 задержки, одновибратор

20, к входу которого подключен выход элемента 19 задержки, элемент ИЛИ 21, первый вход которого соединен с выходом одновибратора 18 и с входом элемента 19 задержки, выход одновибратори 20 подключен к второму входу элемента ИЛИ 21, выход которого является выходом селектора 2 импульсов. вывод которого соединен с первым полюсом источником 36 постоянного положительного напряжения, стабилитрон 39. второй вывод которого является вторым входом усилителя 4 мощност.1, стабилитрон 38, первый вывод которого соединен с вторым выводом резистора 37 и яв 15IcTOII первым входом усилителя 4 мощности, стаби IHTpoH 40, резистор 41, транзистор 43, база которого соединеHà с первыми выводамн резистора 41, стабилитронов 39 и 40 и с вторым выводом стабилитрона 38, коллектор транзистора 43 является выходом усилителя 4 мощности, резистор 42, к первому выводу которого подключен эмиттер транзистора 43. второй вывод стабилитрона 40 соединен с вторыми выводами резисторов 41 и 42 и с общей шиной

44. На чертеже фиг. 6 показано подключение вывода усилителя 4 мощности к обмотке 46 исполнительного органа 5 (исполнительный орган питается от другого источника 45 постоянного положительного напряжения).

Командный блок 1 Но первому варианту выполнения (фиг. 2) работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 7 находитс51 в нулевом положении, замыкающие KQHтакты 29 разомкнуты.

При замыкании замыкающих контактов

29 на тактовом входе триггера 7 появляется единичный сигнал, IIo переднему фронту которого триггер 7 устанавливается в единичное положение. Сигнал с единичного выхода триггера 7 запускает элемент 8 задержки и поступает на выход командного блока 1 в качестве сигнала управления. При появлении сигнала на входе командного блока 1 (это сигнал об окончании работы исполнительного органа 5) триггер 7 устанавливается в нулевое положение через элемент

ИЛИ 6. Снимается сигнал с выхода командного блока 1. В том случае, если по какойлибо причине исполнительный орган 5 не окончит работу в течение установ1енного времени tp ., то через время т на выходе элемента 8 задержки появляется cHI-HH1, который через элемент ИЛИ 6 устанавливает триггер 7 в нулевое положение и этим прекращает выдачу сигнала управления на выходе командного блока !.

Командный блок 1 по второму варианту выполнения (фиг. 4) работает следующим образом.

В исходном положении триггер 12 находится в нулевом положении, замыкающие контакты 34 разомкнуты, формирователь

14 нмпульсов заторможенII и не выдает импульсы.

При замыкании замыкающих контактов

34 на тактовом входе три5чера 12 появля Tся единичный сигнал, Ilo переднему фронту которого триггера 2 устанавливается в едHI(è÷íîå положение. Сигнал с елиничнOгo выходя триггера 12 запускает элемент 13 задержки и разрешает работу формирова1229722 теля 14 импульсов, который начинает выдавать импульсы на первый выход командного блока 1 и на вход элемента 15 задержки.

С выхода последнего последова тельностьимпульсов, сдвинутая на время т1, поступает на второй выход командного блока 1. В момент появления сигнала на входе командного блока 1 (это сигнал об окончании работы исполнительного органа 5) триггер 12 устанавливается в нулевое положение через элемент ИЛИ 11. При исчезновении сигнала (О на единичном выходе триггера 12 формирователь 14 импульсов затормаживается и прекращает выдачу импульсов. На выходах командного блока 1 оканчивается импульсные последовательности (сигнал управления, Если по какой-либо причине исполнительный орган 5 не окончит работу в течение установленного времени tp.6, то через время т1 на выходе элемента 13 задержки появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 1! устанавливает триггер 12 в нулевое положение, формирователь 14 импульсов затормаживается и прекращает выдачу импульсов.

На выходах командного блока 1 оканчиваются импульсные последовательности (сигнал управления).

Селектор 2 импульсов по первому варианту выполнения (фиг. 3) работает следующим образом.

При появлении импульса на входе селектора 2 импульсов подготавливается к открытию элемент И 10 и запускается элемент

9 задержки. Если на вход селектора 2 импуль- 30 сов поступил сигнал управления, длительность импульса которого намного превосходит время задержки т9 элемента 9 задержки, то в момент появления импульса на выходе элемента 9 задержки срабатывает элемент И 10 и на выходе селектора 2 импуль- 35 сов появляется сигнал. Если на вход селектора 2 поступила помеха, длительность которой мерньше т9, то к моменту появления импульса на выходе элемента 9 задержки на первом входе элемента И 10 уже отсутст40 вует импульс и элемент и 10 не срабатывает, т. е. одиночные импульсы, имеющие длительность меньше т9, появляются селектором

2 импульсов.

Селектор 2 импульсов по второму варианту выполнения (фиг. 5) работает следующим образом.

Импульсы основной последовательности, поступающие на первый вход селектора 2 импульсов, задерживаются элементом 16 задержки на время сдвига между импульсными последовательностями и поступают с выхода элемента 16 задержки на первый вход элемента И 17, на второй вход которого поступают импульсы сдвинутой во времени последовательности. Если импульсы, поступающие на входы селектора 2 импульсов, являются сигналом управления, то про- 5S исходит совпадение во времени импульсов на входах элемента И 17, который срабатывает и каждый импульс с его выхода запускает одновибратор 18. Одновибратор 18 выдает импульс длительностью fi, одновременно запускается элемент 19 задержки. Через время задержки т 9 импульс с выхода элемента 19 задержки запускает одновибратор

20, который также выдает импульс длительностью l). Импульсы с выходов одновибраторов 18 и 20 поступают через элемент

ИЛИ 21 на выход селектора 2 импульсов.

При поступлении следующих пар импульсов на входы селектора 2 импульсов он работает аналогично. При пост плении каждой пары импульсов сигнала управления на выходе селектора 2 импульсов формируется импульс длительностью t = 1,1 — 1,2 T. Так как эта длительность больше периода импульсов сигнала управления, то на выходе селектора 2 импульсов будет формироваться непрерывный сигнал. В момент окончания импульсных последовательностей оканчивается и сигнал на выходе селектора импульсов 2 с задержкой на время 1,1 — 1,2 T. При поступлении на какой-либо вход одиночного импульса-помехи элемент И 17 не срабатывает и на выход селектора 2 импульсов не выдаются сигналы. Работа этого варианта выполнения селектора 2 импульсов иллюстрируется временными диаграммами, приведенными на фиг. 7.

Усилитель мощности (фиг. 6) работает следующим образом.

В исходном состоянии на первый вход усилител я 4 мощности подается сигнал

U;=0, а на второй вход — U = — 1. Стабилитрон 38 закрыт, так как величины сигнала

U„,, недостаточно, чтобы открыть его ни по цепи стабилитрон 38 стаоилитрон 40— общая шина 44, ни по цепи стабилитрон

38 - — стабилитрон 39. Транзистор 43 закрыт и ток через обмотку 45 исполнительного органа 5 близок к нулю.

При появлении сигнала U>= 1 на первом входе срабатывает цепочка стабилитрон 38— стабилитрон 40 — общая шина 41 и на базу транзистора 43 подается напряжение срабатывания стабилитрона 40. Транзистор 43 открывается и через обмотку 45 исполнительно:-о органа 5 начинает протекать ток трогания исполнительного органа 5. При появлении после этого сигнала U; = — 0 срабатывает цепочка стабилитрон 38 — стабилитрон

39, потому что напряжение стабилизации стабилитрона 39 выбирается меньше напряжения стабилизации стабилитрона 40. На базе транзистора 43 устанавливается меньшее напряжение, так как стабилитрон 40 выходит из режима стабилизации. Сопротивление транзистора 43 возрастает и ток через обмотку 45 исполнительного органа 5 уменьшается, т. е. через обмотку 45 исполнительного органа 5 протекает ток поддержания.

При коротком замыкании в цепях исполнительного органа 5, когда на коллектор транзистора 43 попадает напряжение питания исполнительного органа 5, усилитель 4 мощ1229722 ности не выходит из строя, потому что, с одной стороны, ток через транзистор 43 ограничен резистором 42, а с другой стороны, в этом случае транзистор 43 начинает закрываться.

Устройство для управления исполнительным органом работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах командного блока 1, на выходе селектора 2 импульсов и на выходе реле 3 времени отсутствуют сигналы. Исполнительный орган 5 обесто- 10 чен.

Сигнал управления, вырабатываемый командным блоком 1, при замыкании замыкающих контактов 29 (или 34) поступает на вход селектора 2 импульсов, который анализирует сигнал по установленным признакам (допустим по длительности), и, если этот сигнал соответствует установленным критериям, то на выходе селектора 2 импульсов появляется сигнал, запускающий реле

3 времени и поступающий на первый вход усилителя 4 мощности. Последний подает в исполнительный орган 5 ток трогания. По истечении времени трогания появляется сигнал на выходе реле времени 3 и усилитель 4 мощности переключается в режим обеспечения тока поддержания. Таким образом, 25 дальнейшая работа исполнительного органа 5 протекает при меньшем токе. В момент окончания работы исполнительного органа

5 на его выходе появляется сигнал и на выходах командного блока 1 исчезает сигнал управления, вследствие этого исчезает сиг- 30 нал на выходе селектора 2 импульсов и на выходе реле 3 времени (реле 3 времени выполняется по такой схеме, чтобы при исчезновении сигнала на его входе исчезал бы сигнал и на его выходе) и исполнительный орган 5 обесточивается. устройство возвращается в исходное состояние.

Появляющиеся в цепях передачи сигнала управления помехи, не соответствующие установленным критериям селекции, подавляются селектором 2 импульсов и не приводят к самопроизвольным переключениям исполнительного органа.

Введение селектора 2 импульсов-и новых связей отличает предлагаемое устройство от известного, так как устройство не реагирует на помехи и более надежно при работе потому, что исполнительный орган большую часть времени переключения работает при пониженном токе, а также потому, что короткое замыкание в цепях исполнительного органа не приводит к выходу из строя устройства. Кроме того, уменьшается расход электроэнергии на перевод исполнительного органа из одного положения в другое, что особенно сушественно для управления исполнительными органами ком прессорных станций газопроводов, расположенных в удаленных районах. формула изобретения

Устройство для управления исполнительным органом, содержащее реле времени и последовательно соединенные усилитель мощности, исполнительный орган и командный блок, отличающееся тем, что, целью повышения помехозащищенности и надежности устройства, в нем установлен селектор импульсов, соединенный входом с выходом командного блока, а выходом — с первым входом усилителя мощности и через реле времени — с вторым входом усилителя мощности.

1229722

1229722 иг. 7

Ощbopvoe

omEepcmIue

faaonpoEoo

Кпр

KP cz h иЕо8у аеа

К ycmpoucm8у р праЕпения исполнительным органам

Ри г.8!

229722 д схему ccrzтгяияа уи и

/ командному

ОСОКУ СООЛ7ОЕГ тсагЕуюи его cmpudcmIu для уарадления ислопнилч епьныи органом

Редактор (. Патрушева

Заказ 2228!47

Составитель Ю. 1 ладков

1скрсд И. Верес Корректор М. I!!àроши

1ираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Ра у шс кая наб., n. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4