Устройство для регулирования расхода жидкости

Устройство для регулирования расхода жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами, является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1158979, обеспечивает диагностику неисправности объекта регулирования. Устройство содержит установленные в трубопроводе 1 расходомер 2 и исполнительный механизм 3, блок 4 задания , вычислитель 5 рассогласования, формирователь 6 управляющего сигнала, первый переключатель 7, блок 8 памяти, компаратор 9, селектор 10, первый элемент И 11, первый формирователь 12 длительности импульсов, первый элемент ИЛИ 13, второй формирователь 14 длительности импульсов, второй элемент И 15, второй элемент ИЛИ 16, преобразователь 17 аналог-частота, второй переключатель 18, третий формирователь 19 длительности импульсов, третий элемент И 20, элемент 21 памяти, индикатор 22 отказов , индикатор 23 неисправностей, пятый элемент И 24, дополнительный элемент 25 памяти, четвертый элемент И 26, четвертый формирователь 27 длительности импульсов. В процессе регулирования и работе устройства могут иметь место четыре случая. 1. Отсутствие технологической помехи и исправные вычислитель 5 и формирователь 6 управляющего сигнала. 2. Отсутствие технологической помехи и неисправные вычислитель 5 и формирователь 6. 3. Наличие технологической помехи и исправные вычислитель 5 и формирователь 6. 4. Наличие технологической помехи и неисправные вычислитель 5 и формирователь 6. За счет введения в устройство дополнительного индикатора неисправностей с четвертым и пятым элементами И, дополнительным элементом памяти и четвертым формирователем длительности импульсов возможно продиагностировать состояние объекта регулирования: наличие технологической помехи или неисправностей элементов гидравлической цепи, т. е. более конкретно оценить характер неисправности устройства. 13 ил. « (Л bo со а 4 оо ; 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 п114 G05D7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ

0 f/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1158979 (21) 3794729/24-24 (22) 25.09.84 (46) 07.06.86. Бюл. № 21 (71) Рязанское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения «Нефтехимавтоматика» (72) Н. Н. Устинов и А. В. Хунцария (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1158979, кл. G 05 D 7/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами, является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1158979, обеспечивает диагностику неисправности объекта регулирования. Устройство содержит установленные в трубопроводе 1 расходомер 2 и исполнительный механизм 3, блок 4 задания, вычислитель 5 рассогласования, формирователь 6 управляющего сигнала, первый переключатель 7, блок 8 памяти, компаратор 9, селектор 10, первый элемент И 11, первый формирователь 12 длительности импульсов, первый элемент ИЛИ 13, второй формирователь 14 длительности импульсов, второй элемент И 15, второй элемент ИЛИ 16, „„SU „„1236434 преобразователь 17 аналог — частота, второй переключатель 18, третий формирователь 19 длительности импульсов, третий элемент

И 20, элемент 21 памяти, индикатор 22 отказов, индикатор 23 неисправностей, пятый элемент И 24, дополнительный элемент 25 памяти, четвертый элемент И 26, четвертый формирователь 27 длительности импульсов.

В процессе регулирования и работе устройства могут иметь место четыре случая. 1. Отсутствие технологической помехи и исправные вычислитель 5 и формирователь 6 управляющего сигнала. 2. Отсутствие технологической помехи и неисправные вычислитель 5 и формирователь 6. 3. Наличие технологической помехи и исправные вычислитель 5 и формирователь 6. 4. Наличие технологической помехи и неисправные вычислитель 5 и формирователь 6. 3а счет введения в устройство дополнительного индикатора неисправностей с четвертым и пятым элементами И, дополнительным элементом памяти и четвертым формирователем длительности импульсов возможно продиагностировать состояние объекта регулирования: наличие технологической помехи или неисправностей элементов гидравлической цепи, т. е. более конкретно оценить характер неисправности устройства. 13 ил.

1236434

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода текущей среды, может быть использовано в различных отраслях промышленности и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. № 1158979.

Целью изобретения является обеспечение диагностики неисправности обьекта регулирования.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства..

Устройство содержит установленные в трубопроводе 1 расходомер 2 и исполнительный механизм 3, последовательно соединенные блок 4 задания, вычислитель 5 рассогласования, формирователь 6 управляющего сигнала и первый переключатель 7, выход которого подключен к исполнительному механизму 3, блок 8 памяти, связанный первым входом с выходом формирователя 6, а выходом -- с вторым входом первого переключателя 7, последовательно соединенные компаратор 9 и селектор 10.

В устроиство входят последовательно соединенные первый элемент И 11, первый формирователь 12 длительности импульсов и первый элемент ИЛИ 13, последовательно соединенные ьторой формирователь 14 длительности импульсов, второй элемент M 15 и второй элемент ИЛИ 16.

Устройство содержит также последовательно соединенные преобразователь 1? аналог--частота и второй переключатель 18, последовательно соединенные третий формирователь 19 тлительности импульсов, третий элемент I 20, элемент 21 памяти и индикатор 22 отказов, причем гыход селектора 10 подключен к второму входу второго элемента И 5 и к псрвому входу первого элемента

И 11. второй вход которого связан с вторым входом первого элемента ИЛИ 13 и с выходом второго формирователя 14, выход первого формирователя 12 подключен к входу второго формирователя 14, к входу третьего формирователя 19 и к второму входу второго элемента ИЛИ 6, третий вход которого соединен с выходом элемента 2! и с третьим входом первого элемента ИЛИ 13, а выход— с третьим входом первого переключателя 7, с вторым вхо,чом второго переключателя 18 и с первым входом преобразователя 17, связанного вторым входоvl с выходом расходомера 2 и с третьим входом второго переключателя 18, а третьим входом — с выходом формирователя 6, четвертый вход первого элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом третьего элемента И 20 и с выходом компаратора 9, а выход — с вторым входом блока 8, вход компаратора 9 подключен к выходу вычислителя 5, второй вход которого связан с выходом второго переключателя 18.

Кроме того, в устройство входят последовательно соединенные индикатор 23 неисправностей, пятый элемент И 24, дополнительный элемент 25 памяти, четвертый эле5

10 !

2 о 1

3О

48

cg

Я мент И 26 и четвертый формирователь 27 длительности импульсов, подключенный своим входом к выходу второго формирователя 14, причем второй вход пятого элемента 24 соединен с выходом первого элемента 21, а второй вход четвертого элемента 26 соединен с выходом компаратора 9.

В качестве расходомера 2 могут быть использованы турбинные расходомеры и объемные счетчики типа НОРД, ТУРБОКВАНТ, РОТОКВАНТ, СМИТ, МЕТЕРФЛОУ, ЛЖУ, ШЖУ и др. с преобразователями типа ПИ-2, ПИ-2М, ПК-1 и др, В качестве исполнительного механизма 3 может быть испол ьзован регулирующий расход жидкости клапан с пневматическим приводом типа ПОУ, 25С5ОНЖ или др., оснащенные преобразователем типа ЗПП и т. п.

Блок 4 задания представляет собой управляемый генератор частоты, изменяющий частоту следования импульсов иа своем выходе в зависимости от задания расхода жидкости, которое может вводиться либо вручную, либо автоматически с ЦВМ.

В качестве блока 4 зад-í,èÿ и вычислителя 5 рассогласования (фиг. 2) может быть использовано устройство для регулирования расхода жидкости без трубопровода, расходомера, исполнительного механизма и формирователя управляющего сигнала, в состав которого входят генератор 28 импульсов, задагчик 29, счетчик 30, регистр 31, синхронизатор 32, элементы 33 и 34 задержки, элемент И-HE 35, дешифратор 36, первый и второй преобразователи 37 и 38 и алгебраический сумматор 39. Сигналы на выходах генератора 28, задатчика 29, синхронизатора 32, первого 33 и второго 34 элементов задержки представлены соответственно на фиг. За — е.

Импульсы с генератора 28 с частотой следова ия в 2" (где и — разрядность счетчика 30) раза большей, чем максимальная частота следования импульсов с расходомера, поступают на задатчик 29, на выходе которого (при отсутствии запрещающего сигнала на втором входе) устанавливается равномерная частота следования импульсов, пропорциональная требуемому расходу жидкости через расходомер. После обнуления счетчика 30 импульсом с второго элемент", 34 происходит его заполнение импульсами с выхода задатчика 29.

Возможны четыре случаи его заполнения.

В первом случае (фиг. 4а):a период времени между двумя импульсами с первого элемента 33 (или с расходомера) на счетчик 30 с задгтчика 29 может поступить число импульсов A =- Во+ А ;, равное или большее Л о + И, где N: —— — 2" — — число импульсов, необходимое для заполнения всех п разрядов счетчика 30 кроме последнего знакового разряда; У вЂ” некоторое дополнительное количество импульсов для рассматриваемого случая; М вЂ” число импуль1236434

55 сов, необходимое для заполнения всех младших разрядов счетчика 30. Как только на все входы элемента 35 поступят логические единицы со всех младших и последнего разряда счетчика 30, поступление импульсов с выхода задатчика 29 прекращается, поскольку сигнал с выхода элемента 35, воздействуя на первый, запрещающий вход задатчика 29, запрещает появление импульсов на его выходе. В счетчике 30 до появления импульса сброса с второго элемента 34 фиксируется код, равный Np+ М, и в момент прихода импульса с первого элемента 33 во все блоки памяти регистра 31 запишутся логические единицы. Этот случай соответствует максимальным отрицательным значениям сигнала рассогласования. Сигнал рассогласования ограничивается на уровне максимального кода младших разрядов счетчика 30.

Во втором случае (фиг. 4б) за упомянутый период времени на счетчик 30 с задатчика 29 поступает число импульсов N =

= Nn+ Ny, меньшее Np+ М, где ¹ некоторое дополнительное количество импульсов для рассматриваемого случая. Запрещающий сигнал с выхода элемента 34 не выдается.

Импульс с первого элемента 33 запишет в первом знаковом блоке памяти регистра 31 логическую единицу, а в остальные блоки— состояния младших разрядов счетчика 30.

Этот случай соответствует отрицательному сигналу рассогласования без его ограничения. В пределе, когда сигнал рассогласования равен нулю, в первом знаковом и в остальных блоках памяти регистра 31 запишутся соответственно логические единица и нули.

В третьем случае (фиг. 4в) за период времени между импульсами с первого элемента 33 на счетчик 30 с задатчика 29 поступает число импульсов N = Np — N>, где Np — некоторое количество импульсов для рассматриваемого случая, большее

М + 1. В момент прихода импульса с первого элемента ЗЗ на второй вход блоков памяти регистра 31 на первый вход этих блоков с выхода дешифратора 36 поступит сигнал принудительной записи логических нулей.

Во все блоки памяти регистра 31 записаны логические нули. Этот случай соответствует максимальным положительным значениям сигнала рассогласования. Сигнал рассогласования ограничивается на уровне обратного максимального кода младших разрядов счетчика ЗО.

В четвертом случае (фиг. 4г) за упомянутый период времени на счетчик 30 с задатчика 29 поступает число импульсов N =

= Nn — N<, где N4 — некоторое количество импульсов для рассматриваемого случая, меньшее М + 1. В момент прихода импульса с первого элемента 33 на второй вход блоков памяти регистра 31 на первом входе этих блоков отсутствует сигнал с дешифратора 36

45 принудительной записи логических нулей. поскольку все старшие разряды счетчика 30 находятся в состоянии логических единиц.

Импульс с первого элемента 33 запишет в первом знаковом блоке памяти регистра 31 логический нуль, а в остальные блоки состояния м: адших разрядов счетчика ЗО.

Код младших разрядов счетчика 30 равен обратному коду счетчика положительного сигнала рассогласования без его ограничения. В пределе, когда сигнал рассогласования равен нулю, в первом знаковом и остальных блоках памяти регистра 31 запишутся соответственно логические нуль и единицы. Первый 37 и второй 38 преобразователи и алгебраический сумматор 39 преобразуют полученные комбинации кодов в аналоговый сигнал. При записанной в первом знаковом блоке памяти регистра 31 логической единице, отрицательном сигнале рассогласования выходной сигнал преобразователя 37 равен нулю, и на выход алгебраического сумматора 39 проходит выходной сигнал с преобразователя 38, т. е. преобразованныЙ в аналоговый сигнал прямой код. записанный в блоках памяти регистра 31.

При записанном в первом знаковом блоке памяти регистра 31 логическом нуле, положительном сигнале рассогласования выходной сигнал преобразователя 37 равен максимальному значению выходного сигнала преобразователя 38. На выход алгебраического сумматора 39 проходит разность выходных сигналов преобразователей 38 и 37, аналоговый сигнал противоположной, чем в предыдугцем случае, полярности. Разность обратного кода и максимального значения его прямого кода равно значению его прямого кода с обратным знаком. Только операция вычитания производится с аналоговыми сигналами, эквивалентными обратному коду и максимальному значению его прямого кода.

При таком построении в качестве первого преобразователя 37 может быть использована простая цепь из последовательно соединенных источника опорного сигнала и коммутационного элемента. Таким образом, на выходе алгебраического сумматора 39 имеется аналоговый сигнал, прямо пропорциональный сигналу рассогласования в случаях, когда не происходит его ограничения до уровня полного заполнения младших разрядов счетчика 30.

Ограничение сигнала рассогласования позволяет сократить количесTÿо необходимой для реализации предлагаемого устройства аппаратуры без ущерба для качества регулирования, поскольку для режимов регулирования, близких к установившемуся, ограничение может быть выбрано таким, чтобы сигнал на выходе алгебраического сумматора 39 менялся линейно в зависимости от входных кодов преобразователей 37 и 38, а сигналы рассогласования, превышаю1236434 щие выбранный ограничивающий уровень, возникают лишь во время больших переходных процессов, что происходит обычно при включении устройства, а это время относи тельно мало по сравнению с полным временем работы.

В установившемся режиме частота следования импульсов с задатчика 29, деленная на 2", должна быть равна частоте следования импульсов с расходомера, в последнем и остальных разрядах регистра 31 записаны либо логические единица и нули, либо логические нули и единицы, алгебраическая сумма аналоговых сигналов в этом случае равна нулю.

Точность сравнения задания и отработки определяется разрядностью счетчика 30.

При использовании в устройстве элементов с высоким быстродействием эта разрядность может быть выбрана весьма большой, т. е. достигается высокая точность сравнения, Поскольку для сравнения используются цифровые логические элементы, точность и стабильность сравнения соответствует характеристике цифрового устройства.

Формирователем 6 управляющего сигнала может служить интегратор, постоянная интегрированная которого может быть существенно уменьшена путем параллельного подключения к основному резистору интегратора с помощью коммутационного элемента дополнительного резистора.

Схема возможного построения первого переключателя 7 представлена на фиг. 5.

Переключатель состоит из логического инвертора 40 и ключей 41 и 42»а полевых транзисторах, собранных в одном корпусе.

На вторые свободные аналоговые входы ключей 41 и 42 поступают соответственно сигналы с выходов блока 8 и формирователя 6, вход логического инвертора 40 и первый вход ключа 42 соединены с выходом второго элемента 16. Выходы ключей 41 и 42 являются выходом переключателя 7. Если команда на выходе второго элемента 16 отсутствует, -o ключ 41 закрыт, а сигнал с выхода формирователя 6 через открытый ключ 42 поступает на вход исполнительного механизма 3. Если на выходе второго элемента 16 появляется команда, ключ 42 закрывается, а сигнал с выхода блока 8 через открывшийся ключ 41 поступает на вход исполнительного механизма 3.

В качестве блока 8 памяти могут быть использованы циклически последовательно соединенные сумматор 43, релейный элемент

44 с двуполярным выходом, коммутационный элемент 45 и интегратор 46 (фиг. 6). Первым сигнальным входом блока 8 является второй свободный вход сумматора 43. Вторым управляющим входом этого блока является второй управляющий вход коммутационного элемента 45, выходом — выход интегратора 46. Соединенные (фиг. 6) элементы образуют релейный астатический контур, кото.)

25 зо

55 рый может работать в двух режимах: в режиме слежения за входным сигналом (коммутационный элемент 45 замкнут) и в режиме запоминания входного сигнала (коммутационный элемент 45 разомкнут) .

Компаратор 9 может быть построен по схеме, приведенной на фиг. 7. Схема содержит элементы 47 и 48 — первый и второй нуль-органы, выполненные, например, на операционных усилителях, и элемент ИЛИ 49

На вторые свободные входы нуль-органов 47 и 48 поступает сигнал с выхода вычислителя 5, на первые входы — соответственно с источником пороговых напряжений +U„, — U„. Выход элемента 49 является выходом компаратора 9.

Могут быть обозначены две группы факторов, вызывающих срабатывание компаратора 9, что сигнализирует об отклонении режима работы устройства для регулировачия расхода жидкости от номинального значения. К первой группе относятся отказы вычислителя 5 или формирователя 6, а к второй -- наличие неисправности в объекте регулирования расходом жидкости, включающего в себя трубопровод с протекающей

r!o нему жидкостью и элементы гидравлической цепи: источник жидкости (например, резервуар) и насос-нагнетатель (не показаны), расходомер 2 и исполнительный механизм 3, фильтр и задвижки (не показаны).

Отказы вычислителя 5 или формирователя 6 носят в основном характер внезапных отказов, что приводит к внезапным отказам всего устройства регулирования, если не приняты специальные меры защиты.

Неисправность объекта регулирования может иметь двойственный характер: ограниченная по времени неисправность, определяемая наличием технологической помехи, или длительная, неисчезающая неисправность, вызванная неисправностями или отказами перечисленных элементов гидравлической цепи. Примерами длительной неисправности могут служить неисправности, вызванные поломкой одной из лопастей центробежного насоса, что вызывает пульсацию потока жидкости, на которую не рассчитана работа устройства регулирования, поломка подшипника турбинного расходомера и прекращение в связи с этим выдачи им сигнала, заедание штока регулирующего клапана и т. п. Обычно наиболее характерной неисправностью является действие в объекте регулирования возникающих в нем технологических помех, вызванных прохождением по трубопроводу и элементам гидравлической цепи газовых пузырей, мягких «пробок», мелких неотфильтрованных частиц и т. п.

По этой причине вместо рассмотрения влияния неисправности объекта регулирования рассмотрено влияние на работу предлагаемого устройства технологической помехи, тем более что длительно действующая технологическая помеха аналогична по дейст

1236434 вию неисправностям и отказам упомянутых элементов гидравлической цепи.

При отсутствии технологической помехи и исправных вычислителе 5 и формирователе 6 выходной сигнал вычислителя 5 находится в пределах допустимой зоны ошибки поддержания расхода в любой точке рабочего диапазона. Нуль-органы 47 и 48 остаются в исходном положении и команда на выходе элемента 49 отсутствует.

При наличии технологической помехи или неисправных вычислителе 5 или формирователе 6 на выходе вычислителя 5 появляется сигнал, переводящий один из нульорганов 47 или 48 в состояние, при котором на выходе элемента 49 вырабатывается команда, свидетельствующая о потере точности, выходе за пределы допустимой зоны ошибки поддержания расхода, задаваемой пороговыми напряжениями.

Селектор 10 может состоять из одновибратора 50 и элемента И 51 (фиг. 8). При появлении команды на выходе компаратора 9 запускается одновибратор 50, время длительности импульса которого выбирается несколько большим времени действия случайных кратковременных технологических или сетевых помех. При наличии такой помехи команда на выходе элемента 51 (селектора 10) отсутствует, если команда на выходе компаратора 9 появилась по причине длительно действующей технологической помехи или неисправных вычислителе 5 или формирователе 6, команда на выходе элемента 51 появится после окончания импульса одновибратора 50.

Блок-схема преобразователя 17 аналог— частота приведена на фиг. 9. Входящие в нее первый и второй элементы И 52 и 53, реверсивный счетчик 54 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 55 и аналого-частотный преобразователь 56 образуют астатический следящий контур при отсутствии команды на входах первого 52 и второго 53 элементов.

Первые свободные входы первого и второго элементов 52 и 53 соединены с выходом второго элемента 16, второй свободный вход первого элемента 52 — с выходом расходомера 2, а второй свободный вход цифроаналогового преобразователя 55 — с выходом формирователя 6. Выход аналого-частотного преобразователя 56 является выходом преобразователя 1 . В установившемся режиме работы частоты сигналов на втором свободном входе первого элемента 52 и на выходе аналого-частотного преобразователя 56 равны друг другу. Достигнутое состояние означает равенство коэффициентов передачи объекта и преобразователя 17, имеющих общий вход, по отношению к их разным выходам. При этом статический коэффициент передачи последовательно соединенных преобразователей 55 и 56 от второго свободного входа преобразователя 55 до

5 о

55 выхода преобразователя 56 оказывается равным статическому коэффициенту передачи технологической линии регулирования

pdcxo13 жидкости в составе: исполнительный механизм 3 — поток жидкости — расходомер 2, в области рабочей точки регулирования расхода. равного расходу, заданному блоком 4. Команда. воздействующая на Входы первого и второго элементов 52 и 53. прекращает поступление импульсов на вход реверсивного счетчика 54, преобразователь 17 переводится в режим запоминания.

Таким образом, контур является статической подстраиваемой моделью объекта регулирования.

Второй переключатель 12 может быть построен по схеме, приведенной на фиг. 10.

На схеме обозначены элемент 57 — логический инвертор, соответственно первый и второй элементы И 58 и 60, элемент ИЛИ 59.

Вход инвертора 57 и первый свободный вход элемента 60 соединены с выходом второго элемента 16, вторые свободные входы элементов 58 и 60 соединены соответственно с выходами преобразователя 17 и расходомера 2. Выход элемента 59 является выходом переключателя 18. Если входная команда отсутствует, то элемент 58 закрыт, а сигнал с расходомера 2 через открытые элементы 60 и 59 поступает на вход вычислителя 5. Если появляется входная команда, то элемент 60 закрывается, а сигнал с преобразователя 17 через открывшиеся элементы 58 и 59 поступает на вход вычислителя 5.

В качестве формирователей 12, 14, 19 и 27 длительности импульсов могут быть использованы одновибраторы, в качестве элементов 21 и 25 памяти — RS-триггеры.

Индикаторами отказа 22 и неисправности 23 могут служить элементы звуковой и световой сигнализации.

Входы и выходы элементов предлагаемого устройства, представленные на фиг. 5—

10, изображены так же, как и у соответствующих элементов на фиг. 1.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии технологической помехи и исправных вычислителе 5 и формирователе 6 управление расходом жидкости осуществляется исполнительным механизмом 3 в зависимости от сигнала задания расхода, поступаюшего с блока 4, и сигнала отработки, вырабатываемого расходомером 2 и передаваемого через переключатель 18 по сигналу -. формирователя 6 через переключатель 7.

Блок 8 находится в режиме слежения за выходным сигналом формирователя 6. На выходе компаратора 9 отсутствует команда, указывающая на отклонение расхода жидкости от заданного значения. Первый 12, второй 14, третий 19, четвертый 27 формирователи и элементы 21 и 25 находятся в исходном состоянии. Первый элемент 11 открыт, второй 15, третий 20, четвертый 25 и пятый 24 элементы закрыты. На выходах

1236434!

О первого 13 и второго 16 элементов отсутствуют соответственно команды «Память» и «Перевод», что устанавливает переключатели 7 и 18 соответственно в положения, при которых сигнал с выхода формирователя

6 проходит на исполнительный механизм 3 и с расходомера 2 на второй вход вычисли. теля 5 через переключатель 18. Преобразователь 17 находится в режиме слежения за выходными сигналами расходомера 2 и формирователя 6. Элементы 21 и 25 находятся в исходном состоянии (состояние логического нуля), индикаторы 22 и 23 не сигнализируют о наличии отказа и неисправности в работе предлагаемого устройства.

При отсутствии технологической помехи и неисправных вычислителе 5 или формирователе 6 работа устройства иллюстрируется диаграммами на фиг. 1. Компаратор 9 вырабатывает команду, указывающую на отклонение расхода жидкости через трубопровод 1 от заданного значения сверх заданной допустимой зоны ошибки поддержания расхода. Эта команда поступает на третий вход первого элемента 13, на выходе которого вырабатывается команда «Память». По этой команде блок 8 переводится в режим запоминания выходного сигнала формирователя 6. Кроме того, команда с компаратора 9 открывает третий элемент 20, а также через время, равное длительности импульса то одновибратора 50 селектора 10, появляется на его выходе и, проходя через открытый первый элемент 11, запускает первый формирователь 12. Сигнал с первого формирователя 12, поступая на второй вход первого элемента 13, удерживает команду «Память» на его выходе, а поступая на второй вход второго элемента 16, вырабатывает на его выходе команду «Перевод», которая воздействует на переключатели 7 и 18 таким образом, что на исполнительный механизм 3 проходит сигнал с выхода блока 8, а на второй вход вычислителя 5 — выходной сигнал с преобразователя 17, начинающего работать с данного момента времени в режиме преобразования выходного сигнала формирователя 6 в частоту импульсов.

Таким образом, расход жидкости в трубопроводе 1 определяется положением исполнительного механизма 3, управляемого через переключатель 7 запомненным сигналом с блока 8, а вычислитель 5 и формирователь 6 находятся в режиме самопроверки, поскольку они отключены с помощью переключателей 7 и 18 от контура регулирования расхода жидкости, но подключены к преобразователю 17, коэффициент передачи которого равен статическому значению коэффициента передачи объекта регулирования в составе: исполнительный механизм 3 трубопровод 1 с жидкостью — расходомер 2, в точке, определяемой запомненным значением управляющего расходом жидкости сигнала с блока 8.

25 зо

50 с

Идет проверка исправности вычислителя 5 и формирователя 6. Поскольку. преобразователь 17 является практически безынерционным устройством, то при необходимости может быть резко уменьшена постоянная времени интегрирования формирователя 6 без ущерба для устойчивости контура регулирования. Это может быть осуществлено при воздействии команды «Перевод» на второй управляющий вход формирователя 6, подключении параллельно основному резистору дополнительного резистора, режим самопроверки может проводиться форсированно за более короткое время. Длительность импульса с первого формирователя 12 выбирается несколько большей периода времени, необходимого для самопроверки исправности вычислителя 5 и формирователя 6 с помощью преобразователя 17 и переключателя я 18.

В момент окончания импульса с первого формирователя 12 параллельно запускаются второй 14 и третий 19 формирователи с длительностями импульсов соответственно т и тз. Поскольку в рассматриваемом случае вычислитель 5 или формирователь 6 неисправны, команда на выходе компаратора 9 сохранится, поэтому после окончания времени длительности импульса тз с третьего формирователя 19 через открытый третий элемент 20 элемент 21 устанавливается в положение, при котором на выходах первого 13 и второго 16 элементов сохраняются соответственно команды «Память» и «Перевод», а индикатор 22 сигнализирует об отказе вычислителя 5 или формирователя 6. Импульс с четвертого формирователя 27 проходит элемент 26, находящийся в открытом состоянии, и переводит элемент 25 в активное состояние (состояние логической единицы).

Далее сигнал с второго элемента 25 на индикатор 23 не проходит, поскольку элемент

25 закрыт. Таким образом предлагаемое устройство сигнализирует только об отказе с помощью элемента 22. Длительности импульсов та и т соответственно третьего и четвертого формирователей 19 и 27 выбираются несколько меньшими времени задержки срабатывания вычислителя 5 и компаратора 9 при выходе устройства за пределы допустимой зоны ошибки поддержания расхода. Состояние блока 8 и переключателей 7 и 18 останется без изменения. Исполнительный механизм 3 по-прежнему управляется выходным сигналом блока 8. Поскольку блок 8 переведен в режим запоминания выходного сигнала формирователя 6 и в момент фиксации отклонения разности входных сигналов вычислителя 5 сверх установленной допустимой зоны ошибки поддержания расхода, то ошибка в поддержании расхода жидкости через трубопровод 1 определяется упомянутой зоной и может быть установлена в достаточно малых пределах. Регулирова1236434

12 ние расхода жидкости ведется с допустимыми отклонениями.

При наличии технологической помехи и исправных вычислителе 5 и формирователе 6 возможны четыре случая в зависимости от соотношения длительности технологической помехи т. к времени селекции т, селектора 10, длительности импульсов т, и т 2 первого 12 и второго 14 формирователей.

В первом случае т Ä(p и селектор 10 не пропускает сигнал на свой выход. Хотя блок 8 и переводится в режим запоминания, но поскольку на выходе первого элемента 13 возникает команда «Память», предлагаемое устройство остается в исходном состоянии, потому что сигнал на выходе селектора 10 отсутствует и команды «Перевод» нет. Элементы 21 и 25 находятся в исходном состоянии, индикаторы 22 и 23 не сигнализируют о наличии отказа и неисправности в работе предлагаемого устройства.

Во втоРом слУчае

Это происходит потому, что результат самопроверки положителен, воздействие, вырабатывающее сигнал на выходе компаратора 9, по истечении времени Cp + Т1 исчезнет, а первый 21 и второй 25 элементы останутся в исходном состоянии.

Третий и четвертый случаи являются наиболее характерными, на которые рассчитана работа устройства. В третьем случае

1., +1. 1(i.. (Г, + 1.1+ L H lac T !AH 11 e T ;, и аграммами на фиг. 12. Компаратор 9 также вырабатывает команду, указывающую на отклонение расхода жидкости через трубопровод 1 от заданного значения сверх установленной зоны ошибки поддержания расхода. Далее устройство работает так же, как и в предыдущем случае, когда неисправны вычислитель 5 или формирователь 6, до момента окончания импульса с первого формирователя 12 и запуска второго 14 и третьего 19 формирователей. В этот момент времени, поскольку вычислитель 5 и формирователь 6 исправны, а длительность импульса 1 первого формирователя 12 выбрана такой, чтобы этого времени хватило для проверки вычислителя 5 и формирователя 6 с помощью преобразователя 17 и переключателя 18, на выходе компаратора 9 отсутствует команда, указывающая на отклонение разности входных сигналов вычислителя 5 сверх установленной зоны ошибки поддержания расхода. Поскольку третий элемент 20 закрыт, то после окончания импульса с третьего формирователя 19 элемент 21 остачется в исходном состоянии. Команда «Память», устанавливающая блок 8 в режим запоми5

1О

»

55 нания, сохраняется на время длительности импульса т с второго формирователя 14.

Кроме того, на упомянутое время закрывается первый элемент 11. Это необходимо для того, чтобы случайная кратковременная технологическая помеха существенно не влияла на работу устройства, чтобы при ее наличии устройство переводилось на режим

"амопроверки не более одного раза за время -0+11+1,, а нс при каждом появлении упомянутой помехи за счет блокировки прохождения команды с выхода селектора 10 через первый элемент 11. В момент запуска второго формирователя 14 через открывшийся второй элемент 15 снимается команда «Перевод» на выходе второго элемента 16, переключатели 7 и 18 и преобразователь 17 возвращаются B исходное состояние, управлснис иcïÎëíèòÐ, iüíûì механи3мом 3 производится сигналом с формирователя 6 через переключатель 7, а на второй вход вычислителя 5 поступает сигнал с р11сх1>домера 2 ч(.вез переключатель 18. Причем В связи с тем, что преобра-.îBàòåëü 17 «следит» за сиг11алом с рася1,1омера 2, а технологическая помеха исчезла, переключение произойдет плавно и KoMBllда на выходе компаратора 9 не появится. Кроме того, в момент окончания импульса с второго формирователя 14 запускается четвертый формирователь 27 с д.1 и те.! ыlостыо li м и сл ьса ь 1. Так как кома llд11 на выходе компаратора 9 отсутствует, то после окончания времени длительности имп льса т .1 с четвертого формирователя 27 элемент 26 о

Поскольку длительность импульса Г с второго формирователя 14 значительно меньше среднего времени безотказной работы вычислителя 5 и формирователя 6, то за время действия этого импульса вероятность того, что вычислитель 5 или формирователь 6 откажут, практически равна нулю. Хотя на выходах компаратора 9 и селектора 10 по окончании импульса с первого формирователя 12 и возникают сигналы, указывающие на отклонение разности вxoäныx сигналов вычис1236434 лителя 5 сверх установленной зоны ошибки поддержания расхода, поскольку действие технологической помехи продолжается, исправное состояние вычислителя 5 и формирователя 6 уже зафиксировано в первом элементе 2!.

В четвертом случае (диаграммы на фиг. 13}, если длительность действия технологической помехи т,, окажется больше времени %< +1 +Á, то рассмотренный в Ilpeдыдущем случае цикл работы повторяется до моменза окон1ания технологической помехи. Если после окончания импульса с второго формирователя 14 сигнал на выходе селектора 10 еще сохраняется, то в момент окончания импульса т ? на выходе первого элемента 1! вновь появится перепад сигнала, запускаю1ций первый формирователь 12.

Задний фронт импульса т I с первого формирователя 12 запускает второй 14 и третийй 19,рорм и ров ател и, задн и и фронт импульс а т с второго формирователя 14 запускает четвертый 27 формирователь. Такой последовательный запуск формирователей

12, 14, 19 и 27 происходит;lo тех пор, пока

BhIxo, :,IIoé сигнал селектора 10 не исчезнет, т. е. не исчезнет выходной сигнал компара тора 9, не исчезнет т