Частотно-импульсное устройство для автоматического управления производительностью дозировочного агрегата

Частотно-импульсное устройство для автоматического управления производительностью дозировочного агрегата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

CoNs Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с, 46/50

59а, 2

Заявлено 15.V) l.)968 (№ 1256402/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14. т 11.1970. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 25.Х1.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

ЧПК G 05Ь 1)/14

F 04Ь 13/00 ДК 621 3 078 621 694 31 (088.8) Авторы изобретения

Э. Д. Кутний и Ю. В. Каллиников

Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт

«Нефтехимавтомат»

Заявитель

ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОИСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ДОЗИРОВОЧНОГО АГРЕГАТА

Предлагаемое устройство относится к области систем автоматического управления tt может быть применено для автоматизации разлишых процессов смешения в производствах нефтехимии и процессов компаундирования топлива и масел, а также в производстве пищевой, фармацевтической, микробиологической промышленности и энергетике.

Известны частотно-импульсные устройства для автомати еского управления производительностью дозировочиого агрегата (насоса), содержащие датчик числа оборотов, цифровой задат ик частоты, цифровой нуль-орган, управляемые реверсивный и вычитающий счетчики, управляемый умножитель частоты, блок выбора команд управления и исполнительный механизм изменения производительности агрегата (насоса) с блоком управления.

Предложенное устройство отличается от известных тем, ITQ в пем выходы датчика числа оборотов и цифрового задатчика частоты подключены к входам цифрового нуль-органа, выходы которого подключены к входам управляемого реверсивного счетчика, управляемого умножителя частоты н логического блока выбора команд управления, к другим входам которого подключены выходы управляемого вычитающего счетчика и управляемого реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам управляемого вычитающего счетчика, и выход этого счетчика подключен к собственному сбросовому входу и к входу управляемого умножителя частоты, причем выходы логического блока выбора команд управления связаны с блоком управления исполнительным механизмом.

Это позволяет повысить точность дозирования агрегатом (насосом) среднего за время переходного процесса значения -заданного ко10 личества продукта.

Предложенное устройство содержит дозировочный агрегат 1, датчик 2 числа оборотов с частотно-импульсным выходным сигналом, исполнительный механизм 8, регулирующий ор15 ган 4, цифровой задатчик 5 частоты, цифровой нуль-орган 6, управляемый реверсивный счетчик 7, управляемый умножитель частоты

8, управляемый вычитающий счетчик 9, логический блок 10 выбора команд управления, 20 блок управления 11 исполнительным механизмом и дешифратор 12.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 и 3 — переходные процессы текущего параметра в различ25 ных блоках системы, соответствующие первому и второму режимам работы.

Сущность работы устройства заключается в следующем.

В чувствительном органе системы непре3Q рывно сравниваются сигналы задатчика и те276209 кущего параметра, характеризующего производительность агрегата (насоса). Одновременно производится интегрирование сигнала рассогласования между сравниваемыми величинами. При превышении заранее установленной зоны реакции системы по величине интегрального значения динамической ошибки (ИЗДО) в системе управления вырабатывается сигнал, который в зависимости от знака

ИЗДО запускает исполнительный механизм с постоянной максимально возможной для выбранных типов исполнительных механизмов и регулирующего органа скоростью,в сторону уменьшения ИЗДО. Б момент компенсации рассогласования сравниваемых сигналов в чувствительном органе системы вырабатывается сигнал, по которому определяется величина ИЗДО. Дальнейшее движение исполнительного механизма определяется необходимостью минимизировать время полной компенсации, образовавшейся ИЗЦО. Ы системе используется релейный закон управления с определением переключения исполнительного механизма на реверс в момент списания половины накопленного ИЗДО. В следующий момент компенсации рассогласования теоретически должна быть полностью скомпенсирована и величина ИЗДО. Однако из-за нелинейности регулирующего органа, люфтов и инерционности исполнительного механизма в моменты компенсации может оставаться нескомпенсированной некоторая часть ИЗДО, и дальнейшее движение исполнительного механизма определяется величиной и знаком нескомпенсированной величины ИЗДО. При достижении

ИЗДО заданной зоны реакции исполнитель. ный механизм останавливается.

Устройство может работать в двух основных режимах, определяемых в основном характеристикойй регулирующего органа.

Рассмотрим работу системы в первом режиме.

Многокомпонентный дозировочный агрегат осуществляет приготовление продукта Q в заданном соотношении А: В: С. Продукт Q затем смешивается с другими компонентами тоже в заданном соотношении Q к этим компонентам.

Управление производительностью дозировочного агрегата осуществляется с помощью исполнительного механизма 8, меняющего положение регулирующего органа 4, который меняет число оооротов привода и линейно зависящую от них производительность дозировочного агрегата 1.

Всякое изменение задания B системе (как правило, общего для параллельно работаю;цих агрегатов), а также отклонение текущего параметра от задания приводит к переходному процессу регулирования, за время которого накапливается динамическая ошибка по производительности, приводящая к нарушению соотношения продукта Q с другими компонент.ам и.

4

На фиг. 2, а изображен переходный процесс изменения текущего параметра при изменении задания. В цифровом нуль-органе б производится непрерывное сравнение сигнала с датчика 2 и блока цифрового задатчика б частоты и:при превышении заданной зоны реакции системы по ИЗДО на выходе появляется сигнал, поступающий на логический блок с0 и запускающий исполнительный механизм 8 в сторону уменьшения возникшего рассогласования.

Исполнительный механизм д начинает с максимальной постоянной скоростью двигаться в сторону приближения текущего параметра к заданному.

В управляемом реверсивном счетчике 7 непрерывно производится интегрирование величины рассогласования.

Б точке с (см. фиг. 2, а) в цифровом нульоргане 6 возникает сигнал компенсации рассогласования. За время вс в системе накопилось ИЗДО, характеризуемое площадью авс.

По сигналу, поступившему на управляемый вход счетчика 7, величина ошибки переписывается в счетчик 9 параллельным кодом, а затем открывается вход умножителя частоты 8, и удвоенная абсолютная величина текущего рассогласования 2/Л// начинает поступать на счетный вход счетчика 9, списывая находящееся в нем ИЗДО. Паправление счета в счетчике 9 определяется знаком величины рассогласования по триггеру знака счетчика /. lleреходный процесс, происходящий в счетчике /, изображен на фиг. 2, б, а переходный процесс, происходящий в счетчике 9, — на фиг. 2, в.

После списания половины ИЗДО (точки с/, D, D ) на выходе счетчика 9 появляется сигнал, поступающий на вход блока 1У и производящий реверсирование исполнительного механизма D. Текущий параметр начинает приближаться к заданию, и в точке е (см. фиг. 2, а) происходит компенсация рассогласования.

Характер нелинейности регулирующего органа 4, инерционность и люфты исполнительного механизма приводят в реальной системе к тому, что компенсация ИЗДО (точка 0 на фиг. 2, б) происходит раньше компенсации рассогласования, и ко времени компенсации рассогласования в точке е в счетчике 7 будет некоторая величина нескомпенсированной

ИЗ,ЦО, характеризуемая величиной О Е и имеющая знак, обратный прежней ИЗДО. В дальнейшем система работает аналогично.

В момент Л/ = 0 (точка е) величина ошибки переписывается в счетчик 9 и после списания ее половины в точке производится реверс исполнительного механизма д.

Движение текущего параметра будет осуществляться около заданного значения с убывающей величиной перерегулирования. В моменты компенсации рассогласования производится опрос величины ИЗДО. Если между двумя опросами (при 3f = О) величина ИЗДО будет меньше установленной зоны реакции системы, то тогда следующим сигналом Af =

276209

15 о и

= 0 исполнительный механизм 8 останавливается, так как текущий параметр находится в зоне реакции системы по ИЗДО.

На правой стороне фиг. 2 изображен переходный процесс при отклонении текущего параметрр а от задания при р азличных возмущениях в системе, приводящих в точке к к превышению установленной зоны реакции по

ИЗДО. Характер движения исполнительного механизма в этом случае аналогичен вышеописанному.

В момент, соответствующий превышению зоны реакции системы (см. фиг. 2, б, точка К), в нуль-органе вырабатывается сигнал, запускающий исполнительный механизм 8 в сторону приближения текущего параметра к заданию.

В момент Af = 0 (точка е) из счетчика 7 переписывается в счетчик 9 величина ИЗДО, и начинается процесс списания этой величины удвоенным значением текущего параметра. В момент списания половины ИЗДО (точки т, М) в счетчике 9 вырабатывается сигнал, реверсирующий движение исполнительного механизма 8. Дальше система работает аналогично вышеописанному.

До момента компенсации рассогласования в точке е работа системы во втором режиме аналогична вышеописанному. На фиг. 3, а показан переходный процесс изменения текущего параметра при изменении задания; на фиг. 3, б — переходный процесс в счетчике 7; на фиг. 3, в — переходный процесс в счетчике

9. Дальше система работает по-иному. В аилу особенностей нелинейности регулирующего органа 4 процесс списания ИЗДО в счетчике 9 затягивается, и в момент 5f = 0 в точке е в системе остается нескомпенсированной некоторая величина ИЗДО того же знака.

Поэтому для компенсации этого остатка необходимо запустить исполнительный механизм

8 обратно в сторону перерегулирования текущего параметра, т. е. произвести реверс в точке е. Однако в силу инерционности исполнительного механизма 8, сигнал на реверс, выработанный в момент е, воспринимается исполнительным механизмом 8 в точке f, поэтому в системе возникает повторный момент компенсации f = 0 в точке а. ложно заставляющий опрашивать счетчик 7, поэтому в этом режиме

З0

50 блок l0 подавляет сигнал 5f = 0 в точке д.

Затем система работает аналогично вышеописанному режиму. В точке /г после списания половины ИЗДО производится реверс исполнительного механизма 8. В точке i производится опрос счетчика 7 и реверс исполнительного механизма 8 и т. д.

Если между двумя опросами 5f = 0 не появляется сигнал превышения зоны реакции системы, то по сигналу второго опроса исполнительный механизм останавливается.

Аналогично работает система и при отклонении текущего параметра от задания (переходный процесс для этого случая изображен на правой стороне фиг. 3). На фиг. 2, г и 3, г показаны временные графики для основных управляющих сигналов в системе.

Предмет изобретения

Частотно-импульсное устройство для автоматического управления производительностью дозировочного агрегата (насоса), содержащее датчик числа оборотов, цифровои задатчик частоты, цифровой нуль-орган, управляемые реверсивный и вычитающий счетчики, управляемый умножитель частоты, блок выбора команд управления и исполнительный механизм изменения производительности агрегата (насоса) с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования агрегатом (насосом) среднего за время переходного процесса значения заданного количества продукта, в нем выходы датчика числа оборотов и цифрового задатчика частоты подключены к входам цифрового нуль-органа, выходы которого подключены ко входам управляемого реверсивного счетчика, управляемого умножителя частоты и логического блока выбора команд управления, к другим входам которого подключены выходы управляемого вычитающего счетчика и управляемого реверсивного счетчика, выходы которого подключены ко входам управляемого вычптающего счетчика, и выход этого счетчика подключен к собственному сбросовому входу и ко входу управляемого умножителя частоты, причем выходы логического блока выбора команд управления связаны с блоком управления исполнительным механизмом.

276209

i !

I !

3 9 иа1

° Q сО

Заказ ЗЗб4/16

Тираж 480

Подписное

1 Q1

1 !

Редактор Е. В. Семанова

Составитель И. Н. Шувалова

1иисграфия, пр. Сапунова, 2

1Сорректор Н, Л. Бронская