Автомат-настройщик двухконтурных систем регулирования с опережающим сигналом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОК>3 СОВЕТСКИХ

COIiИАЛИС1И lECKVIX

РЕСПУБЛИК (5!)1 = 22 G 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКН СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ! 1

К АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4246504/06 (22) 25.03.87 (46) 30.01.91, Бюл. М 4 (71) Белорусский политехнический институт (721 Г.Т.Кулаков и В.И.Назаров (53) 621.182.26(088,8) (56) Авторское свидететьствс СССР

hL 1129459, кл. F22 С 5/12,,1983, (54) АВТОМАТ-НАСТРОЙЩИК ДВУХКО +

ТУРНЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ С

ОПЕ Р ЕЖА}О ЩИМ СИ ГНАЛ ОМ

„., Я „„1о24245 Al (; 7) Изобре-ение о1носится к теп оэнергетике и позволяет расширить диапазон качествен -, Jro реп/лир 3япия т- ..мпе .атуры пара в котл-" регате за с чет i".спользования автомат 1заци11 и, )оц =.сса выбора параметров динамических нас1роек днухконтурной системы регул.1ронан;.я с опережающим сигналом. Соотне.стненно нагрузке котла по сигналу оi длтчп,.: 34 первый блок 31 подстоойки Кор ректирует коэффициент Кр усилен я ре улятора 1 и по -.тоянную интегоирочания Тд г,cpâîãî дифференциатора 5.

1624245

Корректируется также коэффициент третьего дифференциатора 43 по сигналу с выхода пятого сумматора 28 на второй вход третьего блока 44 подстройки и сигналу Тк" с первого выхода второго блока 45 подстройки. Автоматический выбор настроек осуществИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования температур пара котлоагрегата.

Цель изобретения — автоматизация процесса выбора паоаметров динамической настройки системы и расширение диапазоона качественного регулирования при различных режимах работы объекта.

На чертеже изображена структурная схема автомата-настройщика двухконтурной системы регулирования температуры пара с опережающим сигналом.

Система регулирования температуры пара с опережающим сигналом состоит из регулятора 1, опережающего 2 и инерционного 3 участков объекта регулирования, эадатчика 4 и первого дифференциатора 5.

Автомат-настройщик содержит блок 6 управления, первый 7 и второй 8 интеграторы, первое 9 и второе 10 множительные устройства, первый инвертор 11, третье 12, четвертое 13, пятое 14, шестое 15 и седьмое

16 множительные устройства, первое 17, второе 18, третье 19, четвертое 20 и пятое

21 логические устройства, второй 22 и четвертый 23 дифференциаторы, первый ?4, второй 25, третий 26, четвертый 27 и пятый

28 сумматоры, задатчик 29 уставки, второй инвертор 30, первый блок 31 подстройки, задатчик 32 коэффициента усиления первого дифференциатора 5 диодный блок 33, датчик 34 нагрузки, третий 35 и четвертый

36 инеграторы, установленный на пульте 37 оператора блок 38 отображения информации, восьмое 39 и девятое 40 множительные устройства, усилитель 41, фильтр 42, третий дифференциатор 43, третий блок 44 подстройки, второй блок 45 подстройки и нормально замкнутый контакт 46.

Первый выход блока 6 управления подключен к первым входам первого 7 и второго 8 интеграторов, причем второй выход первого интегратора 7 соединен через первое множительное устройство 9 с первым входом первого дифференциатора 5, второй выход второго интегратора 8 через последовательно соединенные второй вход второго множительного устройства 40 и первый ин5

15 и

45 ляется при установившемся режиме работы катлавгрегата путем подачи калиброванного ступенчатага сигнала ЬХ,д оператором с помощью пульта 37 и блока 6 управления на пятый вход регулятора 1 при разомкнутом контакте 46. 1 ил, вертор 11 связан са вторым входом первого дифференциатора. а-первые вхадь первого

9, второго 10 и 1ретьега 12 множительных устройств соединены с выходом опережающего участка 2 регулирования, причем вьход третьего множительного устройства 12 подключен к третьему входу первогодифференциатара 5, второй выход блока 6 управления через первый, второй и третий выходы эадатчика 32 коэффициента усил»ния первого диффсренциатара 5 последовтельно соединен с вторым входом третьего множительного устройства 12. с первым входом первого сумматора 24 и третьим входом четвертого множительного устройства

13, первый выход которого связан через второй вход с первым сумматором 24, выход котарага подключен к входу диоднага блока

33, а первый выход диаднага блока 33 лррс.э второй инвертар соединен са вгары,л входом первого интегратора 7 и са вторил входом третьего логического устройства 19. второй выход диоднага блока 33 соединен соответственно со вторым входом второго интегратора 8 и третьим входом третье а логического устройства 19, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входам второго интегратора 8 и третьим входам первого интегратора 7, причем первый вход третьего лагическага устройства 19 связан с выходом объекта у ".равления через третий дифференциатар 43 и первый вход второго сумматора 25, второй вход которого подключен к эадат- ику 29 уставки, первый и четвертый входы третьего логического устройства 19 соединены соответственно с первым выходам второго интегратора 8 и с первым выходом первого интегратора 7, третий выход блока 6 управления через второй вход третьего сумматорз 26 и первый вход второго логического устройства 18 соединен с первым входом третьего интегратора 35, второй вход которого соединен с пятым выходом блока 6 управления. а выход через пятое множ тельное устройство 14 присоединен к первому входу четвертого множительного устройства 13, причем второй вход второго лагическага устройства 18 соединен с шес1624245 гым входом блока б управления, четвертый вь.ход которо«о через второй вход четвертого сумматора 27 и ««ервое логическое устройство 17 присоединен к г«ервому входу четвертого интегратора 36, второй вход которого соединен с шестым выходом блока 6 управления, а выход четвертого ин-.егратора 36 п рисоединен к первому входу блока 38 отображения информации и через второй вход пятого сумматора 28 — к второму входу блока 38 отображения информации, причем первый вход пятого сумматора 28 присоединен к выходу первого множительного устройства 9, первый вход блока 6 управления подключен к выходу шестого множительного устройства 1«5 через четвеотое логическое устройство 20, причем первый вход шестого множительного устройства 15 соединен с выходом пятого множительного устройства

14, а второй вход шестого множител «;ого устройства 15 соединен с вь ходом датчика

34 нагрузки, который подклю е» к второму входу четвертого множительного 13 устройства, второму входу седь«лагг; множительного устройства 16, четвертому входу блока 38, отображения информации и через первый и второй выходы первого блока 31 подстройки подключен соответствм«i о к четвертым входам регулятора 1 и первого ди<рференцлатора 5, причем трет«лй вход блока 38 ото< бражения информации соединен ", выходом седьмого множительного устройства 16, третий вход которого подключен к выходу пятого сумматора 28, а первый вход — к выходу четвертого множительного устройства 13, второй вход блока б управления через пятое логическое устройство 21 подключен к выходу второго сумматора 25, первый вход которого через вторэй дифференциатор 22 связан с выходом объекта управления, а второй подключен к задатчику

29 уставки, четвертый вход блока 6 управления присоединен к выходу объекта управления, который также соединен с первыми выходами третьего 26 и четвертого 27 сумматоров, третий вход блока 6 управления соединен с пультом 37 оператора, пятый вход блока 6 управления через четвертый дифференциатор 23 связан с выходом датчика 34 «агрузки, седьмой выход блока 6 управления соединен с пятым входом регулятора 1, восьмой выход блока б управления подключен к шестому выходу регулятора 1 через в"орой вход нормально замкнутого контакта 46, первый вход которого соединен с выходом датчика 34 нагрузки через первый выход второго блока 45 подстройки, четвертый вход третьего дифференциатора

43 и первый вход восьмого множительного устройства 39, второй вход которого под5

55 ключен к выходу третьего блока 44 подстройки, а первый и второй входь третьего блока 44 подсгройки — к выходам пятого сумматора 28, причем третий вход третьего дифференциатора 43 подключен к выходу девятого множительного устройства 40, первый и второй входы которого соединены соответственно с уси«ителем 41 и выходом седьмого множительного устройства 16.

Автомзт-на тройщик двухконтурной системы регугировани темперагуры папа с

cпережающим сигналом работает следующим об««азам.

В рабочем состоянии отрабатывается задание Х д поступающее с задатчика4или внутренние ".> и внешние f2 возмущения.

Регулируемая величина Х() находится в допустимых пределах, Первый блок 31 подстройки формирует согласно нагрузке котла сигналы D по коррекции с первого выхода— коэффициента Кр усиления регулятора 1 и второгс выхода — постоянную Тд интегрирования первого дифференциатора 5.

Также осуществгяется коррекция коэффициента третьего дифференциатора 43 путем подачи с выхода пятого сумматора 28 сигнала Ь«, на второй входтретьегоблока44 подстройки, а на первый вход — сигнала заданной постоянной Т« времени со втооого выхода второго блока 45 подстройки.

На выходе блока 44 получают сигнал К = (bl— — Т, д)i„ ", который поступает на второй вхсд восьмого множительного устройства

39, где умножается «а сигнал, поступающий на первый вход с выхода второго дифференциатора 43, причем ео втором блоке 45 подстройки значение заданной постоянной

Т„ " времени корректируется сигналом D no нагрузке котла, поступающего с выхода датчика 34 нагрузки. При этом нормально замкнутый контакт 46, пульт 37 оператора и блок 6 управления находится в исходном положении.

Режим адаптации осуществляется при установившемся состоянии работы котла (контроль ведется на блоке 38 отображения информации по сигналу D) путем подачи калиброванного ступенчатого сигнала Л Хзд по инициативе оператора через пульт 37 оператора и блок 6 управления, причем до подачи индентифицирующего сигнала ЛХ®д с первого выхода блока 6 управления через первые входы первого 7 и второго 8 интеграторов устанавливаются нулевые условия — ад„д =0 и ад,д =О, а со второго вы+ хода блока б управления соответственно через первый, второй и третий выходы задатчика 32 коэффициента усиления первого дифференциатора 5 устанавливается на1024 45

55 чальное значение Kg - Кд, ча третьем v.иожительном устройстве 12, четвертом множительном устройстве 13 и первом сумматоре 24, при подаче сигнала 01/a1 "" выхода датчика 34 нагрузки на входы четвертого 13, шестого 15 и седьмого 16 множительных устройств с восьмого выхода блока 6 управления осуществляется размыкание контакта 46. После этого.осуществляется подача калиброванного ступенчатого сигнала ЛХзд на пятый вход регулятора 1, Одновременно включаются третий 35 и четвертый 36 интеграторы и г;одаются сигналы соответственно с третьего выхода ь:с ка 6 управления (величиной 0,663 Л Хзд) нэ:горой вход третьего сумматора 26 и четвертого выхода (величиной Л рег) на второй вход четвертого сумматора 27. Затем сигнал

X(t) сравнивают нэ четвертом сумматоре 27 с Ьрег и при X(t) = Ьper первое логическое устройство 17, воздействуя на первый вход четвертого интегратора 36, останавливает его, выход которого фиксирует величину т поступающую на второй вход пятого сумматора 28 и первый вход блока 38 отображения информации. Далее сигнал X(t) сраннивают нэ третьем сумматоре 26 с величиной 0,663 Л ХЗд и при X(t) = 0,663 Л Х.-д второе логическое устройство 18, воэдейс1вуя на первый вход третьего интегратора 35 останавливает его, фиксируя неличи. у to,,;;, которая в пятом множительном устройстве

14 умножается на константу 0,883. нн выходе которого получаем величину а1, которая поступает соответственно на шестое 15 четвертое 13 множительное устройства, э также на первый вход пятого сумматора 28.

Одновременно второй выход второго логического устройства 18 через шестой вход блока 6 управления обрабатывает сигнал

ЛХзд задатчика до нуля, При этом на пятом сумматоре 28 определяется значение Ь,=at—

1з, которое одновременно подается чг седьмое множительное устройство 16 и блок 38 отображения информации. Далее в шестом множительном устройстве 15 перемножзются сигналы а1 и 1/a!Зд, т.е. а1/а1 д и результат сравнивают в четвертом логическом устройстве 20 с заданием 0,9 и 1,1 и если 0,9 a>/a tэд 1,1, то через первый вход блока

6 управления цикл останавливается и с выхода четвертого множительного устройс ва

13, где происходит умножение а1 /а1 д кд. получают сигнал Кд,, т.е, Кд,. =-Кдн, а сигнал с выхода седьмого множительного устоойства 16 получают равным Кин, так как Кин =

Т"/а1 д . Кдн, который и подается нэ третий вход блока 38 отображения информации.

Если же четвертое логическое устройство 20

15 I..3""

35 л0 установит, что 0,9>а! /н1 Д=1.1, то с ныхо,- э этого устройства нэ первыи в> од Ь с а 5 управления сигнал че поступает «а ости î:ку цикла, э с ныходэ четверт о множительнгго устройства 13 пояни1ся сигнал Кдн A

Кд, который поступит нэ второй вход пер ного сумматора 24, где он сравнивается . сигналом Кд и через диодный блок 33 раэ ность сигналон (Кд — Кдч) вкгючает v .рны

7 и второй 0 интеграторы, соответственно воздействуя на их вторые входы. =cëè (Кд —

Кдн)<0, то через второй иччертор 30 Бклю laется первый ин гегрвтор 7, второй выход ко+ торого начнет корректиронат1 л,, нэ первом множительном устоойст е 9 через

oTopoA axon«. Eon . < (.: — K, н, .>0. zo второ= выход диодно: о ".лока 33 через нтооой вход интегратора 8 включает по:лед ий, изменяя через второй вход второ о t,ío к»,т"..льного устройства 10 значение с .й„д. Одновременно сигналы с диодного блока 33 пода ются а второй и третий s!xopo«pcthего л логичен«.ого устройсгвэ 1". где сравниваются с пятым и первым выходами и;.,лого 7: второго Ь ингегратооов, и в слу;ае их расчетна третье логическое устро с но l.: octa «анлинает nepehiй 7 и второй 3 интег„.ятг1ры, оздейс.гнуя соотнетстне«но нн -х -.етьи входы. В результат ус ананлинаекя новое значени.. Kдч = л,;". - : Л (,д.,г,-.л: —:: отий дифференцинтор 22 or!релел е. n () /Ф и сравнивает с станк",л .,-. . атч яка

29 — е =О, Усли сЬ(т) / d! =с. то и. ".ce!,o. ическое ус ройство 21,:оэдейстнуя .-:а б:"ок 6 упрэнления, врез нторг,й ход инициирует по ачу нового с упенчатого наэдейс1вия ."; X„.д, т,е. цикл продолжается до в: ..илне- ния усло;;ия 0,9 а./э1 д 1. 1.

Формула изобрете *,я

Автомат- настрои «,ик днухкс н; урн ых с! . стем регулирон;. u s с опере кающим сигналом, содержащий рильто подключенный н цепь обратной связи гь,стемы, второй выход которого соединен с первым входом первого дифферэнциатора, ко второму входу которого подключен вь.хсд инерционного участка обьекта, э второй выход оп режающего участка обьекта упранления соединен с входом . силителя, н орой дифференциатор, вхс;д которого соединен с выходом инерционного участка объекта управления, а тл и ч а!o шийся тем, что, с цель о аегоматиэации процесса выбора пэрэметров динамиче" кой «,ctpoйки системы и расширения диапазона качественного регулирования в широком диапазоне изменения параметров характеристик обьекта, гис ема дополни1624245 тельнс снабжена блоком управления, первым, вторым, третьим и четвертым интеграторами, первым -- девятым множительными устройствами, flepBblM и вторым инвесторами, первым — пятым логическим 1 устройствами, третьим и четвертым дифференциаторами, первым — шестым сумматорами, задатчиком установки, первым, вторым и третьим блоками подстроики, задат иком коэффициентов усиления первого дифференциатора, диодным блоком отображения инфо„"млции, усилителем. фильтром, нормально замкнутым контактом и блоком деления, причем первый выход блока управления соединен с первыми входами первого и второго интеграторов, и ричем второй вь ход первого интегратора соединен через первое множительное устройство;-. перль,м вхо дом первого дчфференциатора, второй выход второго интегратора через последовательно соединенные второй вх :д можительного ус1ройства и пел.-ый инвертор связан с вторым входом первого дифференциатора, а первые входы первогс, второго и третьего множительных устройств соединены с выходами опережающего участка управления, причем выход третьего множительного устройства подключен к третьему входу первьгс дифференциатора, второй вы",oä блока управления ч рез выхо" ды один. два и три зада.гчика коэффициента уСИЛЕНИя ПЕРВОГО дИффЕрЕНцИа-.Ор - r, C l;с:довательно соединен с вторым входом третьего множительного устройсгял, с первым входом первого сумматора и трегьим входом четвертого множительного устройства, первый выход которого связан через второй вход с первым сумматором, выход которого подключен к входу диодног бло ка, а первый выход диодного блока через второй инвертор соединен с вторым входом первого интегратора и вторым входом третьегологического стройства, второй выход диодного блока соединен "оответственно с вторым входом RTopolo интегратора и третьим входом третьего логического устройства, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьи.л входом второго интегратора и третьим входом первого интегратора, причем первый и четвертый входы третьего логического устройства соединены соответственно с первым выходом второго интегратора и первым выходом первого интегратора, третий выход блока управления через второй вход третьего сумматора и первый вход второго логического устройства соединен с первым входом третьего интегратора, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выход через пятое

2g

О

4Q

55 множительное устройство присоединен к первому входу четверо о множительного устройства причем второй сход второго логического устройства,".оединен с шестым входом блока чпрагления, четвертый выход которого через второй вход четвертого сумматора и первЬе логиче кое устройство присоединен к первому входу етвертого интегратора. второй ьлод которого соединен с шес-,ь м выпадем блока упгавления, а выхо :,четверт;-.гс «и е рвгора г рисоединен к первому входу irma:.а отображения информ-;ции и .р;з втсрои вход пятого суммаэора,рисоединен h выходу пятого

МпожптЕ1..н ГО УСтРОйСтаа, ПЕРВЫЙ ВХОД

;;пока управа=ни l1o,(Kll o,гч к выходу шес; ..:.3 множите,гь1ого )lоой 1ва через четверccc,логи .ское у-.,тес:, ство, причем первый вход шестого мнсжительного устройства соединен с рыходс 1 пятого множительного устрой твл, а второй вход шестого множительного устройства соединен с вы>сдом датчика нагрузки, хогорый, в свою очередь, подкл оче; к второму входучетвертого множительного устройства. второму входу седьмого множительного устройства, четвертс:.1у входу блока отображения инфор.лации и через первый и второй выходы первого блока пп;,:тройки соответственно к четвертым вхо.,ам регулятора и первого д,.фференц.1аторэ, гричем тг етий вход блоа о1 обра:кения ил ормлции соединен с выходом седьмого множительного устройства, третий sxcC, которого подключен к выходу пятого сумматора, а первый вход — к выходу четверто o множительногс устройства, второй .од блока управления через пятое по -ическое устройство подключен к выходу второго сумматора, пс рвый лхсд которого через третий дифлере;1циат. р связан с выходом объекта i ïðçâëñ.íèÿ, à второй подключен к задагчику уставки, четвертый вход блока уп раиле гил присоединен к выходу объекта упрлгления, который также соединен с перль ми входами третьего и четвертого сумматоров, третий вход блока управления соединен с пультом оператора, а пятый вход блока управления через четвертый дифференциатор связан с выходом датчика нагрузки. причем седьмой выход блока управления соединен с пятым входом регулятора, восьмой и девятый множительные устройства, подключенные первыми входами соответственно к выходу второго дифференциатора и усилителя, вторыми входами — к выходам соответственно третьего блскл подстройки и второго выхода седьмого множительного устройства, а выходами — соответственно к шестому входу регулятора через нормально замкнутый кон1624245

Составитель М.Разутов

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор А.Ревин

Заказ 180 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 такт переключателя структуры, второй вход которого соединен с восьмым выходом блока управления и третьим входом второго дифференциатора, четвертый вход которого подключен к выходу датчика нагрузки через второй блок подстройки.