Пневматический автоматический самонастраивающийся регулятор

Пневматический автоматический самонастраивающийся регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

l75 757

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 42г, 2pz

Заявлено 10.VII I.1963 (№ 852105/26-24) с присоединением заявки ¹

МПК G 05Ь

УДК 621 — 525 — 55(088.8) Приоритет

Опубликовано 09.Х.1965. Бюллетень № 20

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Дата опубликования описания 3.1,19бб

Авторы изобретения

Заявитель Государственный московский завод точных измерительных приборов

«ТИЗПРИБОР». Отдел главного конструктора

П Н ЕВМАТИЧЕСКИ Й АВТОМАТИЧ ЕСКИИ

САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ РЕГУЛЯТОР

1. Блок импульсного запоминания и сравнения

Подписная группа Л3 179

Известны пневматические автоматические самонастраивающиеся регуляторы, содержащие блок импульсного запоминания и сравнения, блок интегратора и блок ограничений.

Эти регуляторы предназначены для работы на объектах с ярко выраженным экстремумом.

Предложенный пневматический автоматический самонастраивающийся регулятор отличается от известных тем, что для ведения процесса около точки статической характеристики объекта с заданным наклоном касательной только слева или справа от экстремума он содержит логическое устройство, выполненное на трех пневмореле. Управляющая камера первого реле соединена с выходом элемента сравнения, выход этого реле соединен с нормально закрытым соплом второго реле и нормально открытым соплом третьего реле. Выход второго реле соединен с управляюшей камерой третьего реле.

Схема регулятора представлена на чертеже.

Все элементы регулятора функционально составляют четыре блока: блок 1 импульсного запоминания и сравнения; блок 2 логики и триггер; блок 8 интегратора и блок 4 ограничений.

Давление Р,„пропорциональное выходной координате У регулируемого объекта, поступает через повторитель 5 в элемент 6 первого звена сравнения, а через повторитель 7— в элемент 8 второго звена сравнения. Одновременно давление Р, проходит в камеры Л и Г непрерывного элемента памяти 9, на выходе которого формируется давление запоминания Р„ равное давлению в камере Д (камера запоминания). Давление Р„отслеживаемое в камере Е, через трехмембранное реле 10 проходит в элементы сравнения 6 и

8, где оно непрерывно сравнивается с текущим значением давления P Величина приращения P „— P, =ЛР за равные промежутки времени при приближении Р,, к максиму20 му уменьшается.

Пока давление Р, больше запомненного

Р, на величину ХР,,)ХР,, „„, сопло С, элемента 6 закрыто. На выходе этого элемента давление Р, равно О. Минимальное приращение ЪР„„„— это разность между максимально возможным значением параметра P, „„ и оптимальным его значением Р,,„которое должен поддерживать регулятор. Величина

ЬР„„„зависит от характеристики процесса и

30 настраивается с помощью элемента 5.

175757

Когда P,, — ХР,, „„„станет меньшим или равным Р, (P,, — ЛР,, „„,. =Р., ), сопло С> элемента б открывается и, при условии подачи питания к этому соплу, появляется сигнал

Р— — !, который сохраняется на выходе элемента б до тех пор, пока давление Р,, падает после реверса Р, Величина возможного снижения давления

Р,, ограничивается настройкой элемента сравнения 8, на выходе которого появляется импульс (при подаче питания к соплу С элемента 8), когда разность P„— Рз =б. Величиной б определяется зона нечувствительности регулятора. Настройка б производится элементом 7.

Для подачи питания к соплам С элементов б и 8, для запоминания значения давления Р,, в конце каждого предыдущего отрезка времени, а также для управления элементами памяти блока интегратора служат генератор и импульсатор. Генератор состоит из трехмембранного реле 11, переменного дросселя 12 и двух объемов 18 и 14, а импульсатор — из трехмембранного реле 15 и переменного дросселя 16.

В момент включения регулятора сопло Cz элемента 11 под действием подпора в камере

В элемента 11 открыто и питание поступает в камеру B элемента 15, открывая его сопло

C . При этом давление»а выходе импульсатора Р =О. Через некоторое время, которое определяется настройкой дросселя 16, камера В элемента 15 заполняется и открывается сопло С, этого элемента. На выходе нмпульсатора появляется сигнал P „ =l. Одновременно происходит заполнение камеры Б элемента 11 и объемов 18 и 14. Время этого заполнения зависит от настройки дросселя 12.

При заполнении камеры Б элемента 11 открывается сопло С, этого элемента и начинается сброс давления в атмосферу из камер

В, Б элемента 15, а также из камеры Б элемента 11 и объемов 18 и 14. Давление Р„ опять станет равно О.

Когда Р, =О, сопло С> трехмембранного реле 17, работающего по схеме «НЕ», открыто; на выходе реле формируется импульс

P„=l. Этот импульс подается к соплам С, элементов сравнения 6 и 8. При срабатывании элементов сравнения импульс Р, =1 с настраиваемой частотой будет проходить на .выход соответствующего элемента сравнения.

В промежутках между периодами сравнения (т. е. когда Р „=О) сопло С элемента памяти 9 закрыто под действием подпора в камере Б. B период сравнения должно произойти раззапоминание элемента памяти 9, для чего сигнал P„=l проходит в камеру Б трехмембранного реле 18 и через дроссель 19 постепенно заполняет камеру В этого реле, открывая сопло С, Выходной сигнал реле 18 меняется с О на 1 и проходит через сопло С, элемента 20 в камеру В элемента 18. При этом открывается сопло С> этого элемента и давление Р,, поступает в камеру запоминания Д элемента 18.

Во время раззапоминания элемент памяти

9 отсекается от элеменгов сравнения 6 н 8 с помощью трехмембранного реле 10, давление

Р„=О через открытое сопло С элемента 21 проходит в камеру В элемента 10. Под действием подпора в камере Б элемента 10 его сопло С закрыто.

Настройкой регулируемого дросселя 16 определяется время периода сравнения (время продолжительности импульса Р, ), а дроссель 12 служит для установки шага импульса (частота импульса) в единицу времени.

2. Блок логики и триггер

Сигналы Р, и Р от соответствующих элементов сравнения поступают в блок логики, 20 который в необходимые моменты времени выдает импульс на реверс выходного давления Р,. регулятора.

Рассмотрим случай работы схемы, когда при включении регулятора давление Р,, воз25 растает с возрастанием Р, Когда Р,, достигнет оптимального значения Р,,„, сраоатывает элемент сравнения 6. Он выдает сигнал в камеру В элемента 22, выходное давление которого изменится с О на 1. В то же время

З0 на выходе элемента сравнения 8 давление

Pz — — О, à P — — 1. При подходе к максимуму слева достаточно, чтобы олок логики выдал импульс P „= 1. Это получается в результате того, что сопло С. элемента 28 открывает55 ся под действием сигнала Р„,> — — 1, который формируется на триггере включений регулятора в работу. Появление сигнала Р„,,=l происходит следующим образом: подпор в камере Б элемента 24 закрьиает сопло С,. этого элемента, а подпор в камере В элемента 25 открывает сопло этого элемента; сопла

С. элемента 28 и С, элемента 26 также открыты. Сигнал Р„,, при включении регулятора в работу равен О.

45 Когда импульс Р„=l поступает на триггер в камеру Е элемента 24 и камеру Я элемента 25, сопло С элемента 24 открывается, а сопло С элемента 25 закрывается.

В камере Б элемента 25 запирается О, поэтому сопло С,, этого элемента остается попрежнему открытым и давление Р„; не изменяется. Выход триггера на интегратор в данном случае изменится с О на 1, так как через открывшееся сопло Сз элемента 24 в камеру

В этого элемента поступит сигнал. Сопло С элемента 24 откроется, соединив линию Р„„ с питанием. Таким образом, при появлении импульса Р„= 1 происходит изменение выходного сигнала Р„,> триггера. После ревер60 са давление Р,. начинает падать и соответственно уменьшается давление Р,„пока не сработает элемент сравнения 8. Ранее было указано, что при падении Р,, давление Р> остается равным 1. Следующий реверс Р,.

65 наступает при условии Р,= 1 и P.,=l, 175757

50

3. Блок интегратора

4. Блок ограничений

Импульс Р> 1 поступает в камеру B элемента 27, открывает сопло С этого элемента, и питающий воздух проходит через сопло

С, элемента 28 и сопло С, элемента 26 на выход блока логики; Р„=1.

В промежутках между периодами сравнений, когда Р,==Р,=О давление Р„, ме1«яется с 1 на О, поэтому сопло С элемента 28 открывается; Р„=-О.

Появление сигнала Р„=1 от элемента сравнения 8 вызывает следующую смену выходного сигнала Р„„триггера, что приведет к реверсу Р, Включение регулятора может произойти в такой момент, когда давление Р,, перешло за максимум на правую ветвь крйвой. Но и в этом случае регулятор должен поддерживать только оптимальное значение параметра Р,, на левой ветви кривой.

В таких условиях давление Р,. будет уменьшаться, а Р,, увеличится, и в точке, расположенной справа от максимума, произойдет срабатывание первого звена сравнения (элемеита б). Однако сигнал P1 — — 1 не вызовет появления импульса Р„=1, так как сопло С,. элемента 28 заперто подпором в камере Б этого элемента, а при дальнейшем изменении Р,, справа налево давление Р,. уменьшается и давление Р, в этом случае равно 1, а Р, проходящее ь камеру А элемента 23, равно О.

После срабатывания элемента б с блока логики уходит импульс Р„=-, который откроет сопло С2 элсмента 20 и в камере В элемента 18 сохранится атмосферное давление, что приведет к запоминанию давления. равного по величине давлеш1я Р,, Настройка дросселя 19 рассчитана так, что единица, необходимая для раззапоминания, задер>кивается и раззапоминания ие происходит.

При дальнейшем снижении P,. .Параметр

Р,, достигает максимума, затем начинает падать до тех пор, пока не срабатывает элемент 8 второго звена сравнения. Когда давления Р« и Р. равны 1, блок логики через реле 27 и сопло С, элемента 23 выдает импульсы P 11 =1, Это выз1>1васт смен j Вь!ходного давления триггера P„,«с1 на О и,,следовательно, реверс Р, Сигнал Р„я с выхода триггера управляет трехмембраннь«м реле 28, которое соединяет линию выхода регулятора с од«шм из двух повторителей со сдвигом элементов 29 или

80. Элемент 29 настроен таким образом, что он уменьшает выходное давление на постоянную величину АР,. а элемент 80 увеличивает его на эту >ке величину.

Выходное давление регулятора Р,. формируется в камере А элемента памяти 31, из которой оно проходит в камеры Б повторителей 29 и 30 Выходные камеры А повторите5

З0

35 лей соединены кa>r.r;!sr с од1;им из сопел Cr и С- элемента 28. У сопл", С -)Toro элемента де>курит давление Р, — Р,, идущее от повторителя 29 с отрицател«н ым сдвигом, а у сопла С, элемента 23 давление (Р,. +ХР,. )— от повторителя 80 с положительным сдвигом.

1хогда сигнал с триггера P...„1=0, открыто сопло С, элемента 28, черсз которое давление (P,.+ХР,.) проходит в камеру В элемента памяти 82. Соплом C элемента 82 управляет пмпульсатор.

В момент, когда P =О, сопло С элемента 82 открывается, в камере А этого элемен та отслеживается поступившее на вход давление (Р,. +-ХР,.), которое проходит в камеру В элемента 81. В это время corno C элемента 81 закрыто под действием подпора в камере Д этого элемента. При смене значений Р, с О на 1 в камере Б элемента 82 запирается давление (P,. + AP,.), соответствующее выходному давлению регулятора за предыдущий шаг, которое отслеживается в камере Л элемента 81. Это давление поступает в камеру Б повторителя 80, где к нему опять прибавляется ХР, Если к этому времени сигнал Р„1 не изменится и останется раьным О, через сопло С1 элемента 28 на вход элемента памяти 80 пойдет давление (Р,. + AP,. + AP,.). .За каждый шаг выходное давление будет возрастать на величину ХР,. до тех пор, пока с блока логики не выйдет сигнал реверса Р„=1. При этом к элементу памяти 32 через сопло С> элемента 28 подключится повторитель 29 с отрицательным сдвигом.

Теперь при каждом шаге давление будет уменьшаться на вели ишу ХР,. до следующей смены сигнала Р„с О на 1.

Для надежной передачи выходного сигнала регулятора Р,. по трассе мощность его должна быть увсличе:1а. Для этой цели в прибор встроен усилитель мощности 88 со следящим устройством, функции которого выполняет элемент сравнения 84.

B камеру В элемента 84 проходит давление Р, В камере 34 с помощью усилителя

88 отсле>кивается давление, равное Р,. по величине, но усиленное по мощности. Через сопло С элемента 86 давление Р,. идет на выход регулятора и на вторичный прибор

ЗРЛ-29В.

Узел ограничений состоит из двух элементов сравнения 86 и 37, двух реле 38 и 89, двух задатчиков 40 и 41 и двух постоянш.«х дросселей 42 и 43. Элемент сравнения 87 работает на ограничеш1е верх11его предела, а элемент сравнения 86 работает на огр;пшчение нижнего предела. Вели пшы параметров опраничения задаются соответствующими задатчиками. 7

Предмет изобретения

Пневмат|кеский автоматн;ескпй самонастраива:ощнйся регулятор, содержащий блок импульсного запоминания и сравнения, блок логики и триггер, блок интегратора и блок ограничений, отличающийся тем, что, с целью ведсипя процесса около точки статической характеристики об ьекта с заданным наклоном касательной только слева или только

175757 справа от экстремума, он содержит логическое устройство, выполненное на трех пневмореле, управляющая камера первого реле соединена с выходом элемента сравнения, 5 выход этого реле соединен с нормально закрытым соплом второго реле н нормально открытым соплом третьего реле, а выход второго реле соединен с управляющей камерой третьего реле.

Составитель Н. Д. Лаини

Редактор Н. С. Коган Техред T. П. Курилко Корректоры: О. Б. Тюрина и

М. II. Ромашова

Заказ 3572/7 Тираж 1425 Формат вум, 60><90 >

ЦНИИПИ Государственного комитета по делим изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2