CS267818B1 - Zapojení vstupního obvodu regulátoru - Google Patents

Abstract

Zapojení vstupního obvodu regulátoru je určeno ke zpracování vstupních unifikovaných stejnosměrných proudových a napětových signálů používaných v regulační technice, k vytvoření signálů regulační odchylky a k zajištění činnosti zpětné vazby odporovým vysílačem od polohy servomotoru. Vstupní obvod regulátoru je vybaven pomocnými svorkami, jejichž vodivým propojením lze upravit funkci obvodu pro různé unifikované signály. Vlivnost zpětné vazby a korekce střední polohy servomotoru pro vyrovnaný stav regulačního obvodu se nastavuje potenciometry. Jako vstupní stejnosměrné signály regulátoru je možno použít např. unifikované proudové signály 0 mA až 5 mA, 0 mA až 20 mA nebo_4 mA až 20 mA, případně unifikované napětové signály 0 V až 10 V nebo 2 V až 10 V.

Description

. Vynález se týká zapojení vstupního obvodu regulátoru sestávajícího z obvodu nastavení žádané hodnoty, vstupních odporů, obvodu zpětné vazby od polohy servomotoru, zesilovače a napěťového zdroje.

Pro zpracování vstupních unifikovaných stejnosměrných proudů a napěťových signálů, využívaných v regulační technice, se běžně používají regulátory se zapojením vstupních obvodů vždy pro jeden druh vstupního signálu. V případě, že je třeba změnit rozsah vstupního signálu, je nutno vyměnit i regulátor.

V běžném provozu regulačních zařízení, kdy jsou používány různé unifikované signály je nutno, aby pro případné poruchy regulátorů byly k dispozici náhradní regulátory pro různé používané signály. Také při výrobě a distribuci regulátorů pro jediný vstupní signál je nutno, při změně vyráběného typu regulátorů měnit chod výroby, tzn. měnit zapojení přístroje, hodnoty a typy součástek a technologické postupy tak, aby nově vyráběný typ regulátoru splňoval požadavky na jiný vstupní signál.

V praxi se kromě regulátorů, přístrojů pro regulaci fyzikálních veličin převedených na unifikovaný signál, používají i ovladače, přístroje, které v závislosti na vstupním unifikovaném signálu ovládají polohu servomotoru. Tyto ovladače jsou vyráběny také vždy pro jistý druh vstupního signálu. Záměna vstupního signálu přináší stejné problémy jako u regulátorů.

Tyto nedostatky do značné míry odstraňuje zapojení vstupního obvodu regulátoru podle vynálezu .

Podstata vynálezu spočívá v tom, že kladná napájecí svorka zapojení je spojena s kladnou napájecí svorkou zesilovače a s prvním vývodem prvního předřadného odporu. Druhý vývod prvního předřadného odporu je spojen s katodou první zenerovy diody, s prvním vývodem druhého srážecího odporu a s prvním vývodem prvního srážecího odporu, jehož druhý vývod je spojen s prvním vývodem potenciometru žádané hodnoty a s prvním vývodem prvního proměnného odporu. Druhý vývod prvního proměnného odporu je spojen s první pomocnou svorkou a s prvním vývodem druhého proměnného odporu, jehož druhý vývod je spojen s druhou pomocnou svorkou, s druhým vývodem potenciometru žádané hodnoty, s prvním vývodem prvního rozsahového odporu a s prvním vývodem třetího proměnného odporu. Druhý vývod třetího proměnného odporu je spojen s druhým vývodem prvního rozsahového odporu, se svorkou napěťového středu, s prvním vývodem potenciometru vlivnosti zpětné vazby, s prvním vývodem korekčního potenciometru, s anodou první zenerovy diody, s katodou druhé zenerovy diody a s prvním vývodem odporového vysílače, jehož jezdec je spojen s druhým vývodem druhého srážecího odporu. Anoda druhé zenerovy diody je spojena s prvním vývodem třetího srážecího odporu a s prvním vývodem druhého předřadného odporu. Druhý vývod druhého predřadného odporu je spojen se· zápornou napájecí svorkou zapojení a se zápornou napájecí svorkou zesilovače, jehož výstup je výstupem zapojení a jehož druhý vstup je spojen s jezdcem potenciometru vlivnosti zpětné vazby.

Druhý vývod potenciometru vlivnosti zpětné vazby je spojen s druhým vývodem odporového vysílače a s druhým vývodem korekčního potenciometru. První vstup zesilovače je spojen s prvním vývodem čtvrtého rozsahového odporu, s druhou vstupní svorkou a s prvním vývodem třetího rozsahového odporu, jehož druhý vývod je spojen se čtvrtou pomocnou svorkou a s prvním vývodem druhého rozsahového odporu. Druhý vývod druhého rozsahového odporu je spojen se třetí pomocnou svorkou, s první vstupní svorkou a s jezdcem potenciometru žádané hodnoty.

Druhý vývod čtvrtého rozsahového odporu je spojen se třetí vstupní svorkou a jezdec korekčního potenciometru je spojen s druhým vývodem třetího srážecího odporu.

CS 267 818 Bl

Výhodou zapojení vstupního obvodu regulátoru podle vynálezu je to, že navržený obvod umožňuje využití vstupních stejnosměrných unifikovaných proudových signálů 0 mA až 5 mA, 0 mA až 20 mA nebo 4 mA až 20 mA, případně stejnosměrných unifikovaných napětových signálů 0 V až 10 V a 2 V až 10 V. Vstupní obvod lze jednoduchým propojením pomocných svorek nastavit pro použití zvoleného vstupního .signálu, přičemž zařízení, jehož vstupním obvodem je zapojení podle vynálezu, může pracovat buď jako regulátor na konstantní hodnotu se zpětnou vazbou od polohy servomotoru nebo bez zpětné vazby nebo v případě potřeby jako ovladač servomotoru. Volba funkce (regulátor nebo ovladač) se opět provádí propojením pomocných svorek.

K výhodám zapojení vstupního obvodu regulátoru dle vynálezu lze přičíst i snadné seřizování obvodu, které je umožněno jednoduchostí tohoto zapojení.

Výhodou je i to, že vlivnost zpětné vazby, tj. pásmo proporcionality zpětné vazby, je možno nastavit v širokých mezích při potlačení vlivu přechodových odporů mezi jezdcem a odporovou drahou odporového vysílače.

Příklad zapojení vstupního obvodu regulátoru podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu.

Kladná napájecí svorka 31 zapojení je spojena s kladnou napájecí svorkou 33 zesilovače 29 a s prvním vývodem prvního předřadného odporu 15 . Druhý vývod prvního předřadného odporu 15 je spojen s katodou první zenerovy diody 17, s prvním vývodem druhého srážecího odporu 13 a s prvním vývodem prvního srážecího odporu 12. Druhý vývod prvního srážecího odporu 12 je spojen s prvním vývodem potenciometru 4_ žádané hodnoty a s prvním vývodem prvního proměnného odporu 2· Druhý vývod prvního proměnného odporu 2 je spojen s první pomocnou svorkou 19 a s prvním vývodem druhého proměnného odporu 2. Druhý vývod druhého proměnného odporu 2 je spojen s druhou pomocnou svorkou 20, s druhým vývodem potenciometru £ žádané hodnoty, s prvním vývodem prvního rozsahového odporu 5 a s prvním vývodem třetího proměnného odporu 2·

Druhý vývod třetího proměnného odporu 3 je spojen s druhým vývodem prvního rozsahového odporu 2> ^se svorkou 21 napětového středu, s prvním vývodem potenciometru 10 vlivnosti zpětné vazby, s prvním vývodem korekčního potenciometru 11, s anodou první zenerovy diody 17, s katodou druhé zenerovy diody 18 a s prvním vývodem odporového vysílače 2· jezdec odporového vysílače 2 je spojen s druhým vývodem druhého srážecího odporu 13. Anoda druhé zenerovy diody 18 je spojena s prvním vývodem třetího srážecího odporu 14 a s prvním vývodem druhého předřadného odporu 26. Druhý vývod druhého předřadného odporu 16 je spojen se zápornou napájecí svorkou 32 zapojení a se zápornou napájecí svorkou 34. zesilovače 29, jehož výstup 30 je výstupem zapojení a jehož druhý vstup 28 je spojen s jezdcem potenciometru 10 vlivnosti zpětné vazby. Druhý vývod potenciometru 10 vlivnosti zpětné vazby je spojen s druhým vývodem odporového vysílače 2 ^{a 3} druhým vývodem korekčního potenciometru 11. První vstup 27 zesilovače 22 je spojen s prvním vývodem čtvrtého rozsahového odporu 2> ³ druhou vstupní svorkou 25 a s prvním vývodem třetího rozsahového odporu 2· Druhý vývod třetího rozsahového odporu 2 J^e spojen se čtvrtou pomocnou svorkou 23 a s prvním vývodem druhého rozsahového odporu 2· Druhý vývod druhého rozsahového odporu 6 je spojen se třetí pomocnou svorkou 22, s první vstupní svorkou 24 a s jezdcem potenciometru 2 žádané hodnoty. Druhý vývod čtvrtého rozsahového odporu 2 je spojen se třetí vstupní svorkou 26 a jezdec korekčního potenciometru 11 je spojen s druhým vývodem třetího srážecího odporu 14. Zapojení pracuje takto. Stabilizaci symetrického kladného a záporného napětí pro napájení vstupního obvodu regulátoru zajištuje první zenerova dioda 17 s prvním předřadným odporem 15 a druhá zenerova dioda 18 s druhým předřadným odporem 16. Kladným napětím je přes první srážecí odpor 12 napájena první část obvodu složená z prvního proměnného odporu 2>

CS 267 81B

Bl druhého proměnného odporu £, třetího proměnného odporu £> potenciometru 2 žádané hodnoty a prvního rozsahového odporu 2·

První část obvodu zajištuje, aby napětí na jezdci potenciometru 2 žádané hodnoty, závislé na kombinaci propojení první pomocné svorky 19, druhé pomocné svorky 20, případně svorky 21 napětového středu a na nastavení jezdce potenciometru £ žádané hodnoty, odpovídalo svojí velikostí použitému vstupnímu unifikovanému signálu. Napětí na jezdci potenciometru £ žádané hodnoty se odečítá od napětí vyvolaného průtokem inifikovaného proudového signálu třetím rozsahovým odporem £> kdy jsou propojeny třetí pomocná svorka 22 a čtvrtá pomocná svorka 23 nebo průtokem unifikovaného proudového signálu druhým rozsahovým odporem £ a třetím rozsahovým odporem £· Případně se napětí na jezdci potenciometru 4 žádané hodnoty odečítá od napětí na druhém rozsahovém odporu £ a třetím rozsahovém odporu 2, které spolu se čtvrtým rozsahovým odporem 8 tvoří napětový dělič při použití vstupních unifikovaných napěťových signálů.

V případě nulové regulační odchylky, kdy nastavení žádané hodnoty regulátoru je shodné se skutečnou hodnotou regulované veličiny tj. odpovídá okamžité hodnotě vstupního unifikovaného signálu, je napětový signál na prvním vstupu 27 zesilovače 29, vůči napětí svorky 21 napětového středu, rovný nule, jestliže bude jezdec potenciometru 10 vlivnosti zpětné vazby nastaven v krajní poloze odpovídající nulové vlivnosti zpětné vazby, bude napětí na jezdci potenciometru 10 vlivnosti zpětné vazby vůči napětí svorky 21 napětového středu rovno nule. Potom i napětový signál na výstupu 30 zesilovače 29 bude nulový. Když skutečná hodnota regulované veličiny neodpovídá nastavené žádané hodnotě, regulační odchylka není nulová, tj. když napětový signál vyvolaný vstupním unifikovaným signálem není shodný s napětím na jezdci potenciometru £ žádané hodnoty, bude na výstupu 30 zesilovače 29 napětový signál úměrný velikosti a smyslu regulační odchylky. Druhá část obvodu, tvořená druhým srážecím odporem 13, odporovým vysílačem 2, potenciometrem 10 vlivnosti zpětné vazby, korekčním potenciometrem 11 a třetím srážecím odporem 14, je napájena symetrickým kladným a záporným napětím. Odporový vysílač 2 a korekční potenciometr 11 tvoří odporový můstek, v jehož diagonále je zapojen potenciometr £0 vlivnosti zpětné vazby. Jeden bod diagonály tohoto odporového můstku je spojen se svorkou 21 napětového středu a na druhém bodě diagonály se vytváří napětí úměrné poloze jezdce odporového vysílače £ a poloze jezdce korekčního potenciometru ££. Bude-li výchylka jezdce odporového vysílače £ shodná s výchylkou jezdce korekčního potenciometru 11, bude diagonální napětí odporového můstku nulové. Změní-li se poloha jezdce vysílače £ vůči poloze jezdce korekčního potenciometru ££, odporový můstek se rozváží a na jeho diagonále se objeví napětí úměrné velikosti a smyslu odchylky. Z jezdce potenciometru £0 vlivnosti zpětné vazby pak lze vést napětový signál úměrný napětí diagonály odporového můstku na druhý vstup 28 zesilovače 29. Jestliže jezdec potenciometru 10 vlivnosti zpětné vazby bude v takové krajní poloze, kdy bude spojen se svorkou 21 napětového středu, bude vlivnost zpětné vazby nulová. Potenciál svorky 28 zesilovače 29 bude bez ohledu na rozvážení či vyrovnání odporového můstku shodný s potenciálem svorky 21 napětového středu. Jestliže ale jezdec potenciometru 10 vlivnosti zpětné vazby bude v opačné krajní poloze, bude vlivnost zpětné vazby maximální a na druhém vstupu 28 zesilovače 29 se v případě rozvážení můstku objeví plné napětí diagonály.

Napětí diagonály odporového můstku působí proti napětí regulační odchylky vzhledem k tomu, že oba napěťové signály jsou přivedeny na různé vstupy zesilovače 29. Působením napětí diagonály odporového můstku je zajištěno, že při vhodném nastavení korekčního potenciometru £1 se zlepší kvalita regulačního pochodu.

Vynálezu se využije v měřící a regulační technice při konstrukci měřících a regulač ních zařízení.

Claims (1)

1. Zapojení vstupního obvodu regulátoru, vyznačující se tím, že kladná napájecí svorka (31) zapojení je spojena s kladnou napájecí svorkou (33) zesilovače (29) a s prvním vývodem prvního předřadného odporu (15), jehož druhý vývod je spojen s katodou první zenerovy diody (17), s prvním vývodem druhého srážecího odporu (13) a s prvním vývodem prvního srážecího odporu (12), jehož druhý vývod je spojen s prvním vývodem potenciometru (4) žádané hodnoty a s prvním vývodem prvního proměnného odporu (1), jehož druhý vývod je spojen s první pomocnou svorkou (19) a s prvním vývodem druhého proměnného odporu (2), jehož druhý vývod je spojen s druhou pomocnou svorkou (20), s druhým vývodem potenciometru (4) žádané hodnoty, s prvním vývodem prvního rozsahového odporu (5) a s prvním vývodem třetího proměnného odporu (3), jehož druhý vývod je spojen s druhým vývodem prvního rozsahového odporu (5), se svorkou (21) napěťového středu, s prvním vývodem potenciometru (10) vlivnosti zpětné vazby, s prvním vývodem korekčního potenciometru (11), s anodou první zenerovy diody (17), s katodou druhé zenerovy diody (18) a s prvním vývodem odporového vysílače (9), jehož jezdec je spojen s druhým vývodem druhého srážecího odporu (13), zatím co anoda druhé zenerovy diody (18) je spojena s prvním vývodem třetího srážecího odporu (14) a s prvním vývodem druhého predřadného odporu (16), jehož druhý vývod je spojen se zápornou napájecí svorkou (32) zapojení a se zápornou napájecí svorkou (34) zesilovače (29), jehož výstup (30) je výstupem zapojení a jehož druhý vstup (28) je spojen s jezdcem potenciometru (10) vlivnosti zpětné vazby, přičemž druhý vývod potenciometru (10) vlivnosti zpětné vazby je spojen s druhým vývodem odporového vysílače (9) a s druhým vývodem korekčního potenciometru (11), zatím co první vstup (27) zesilovače (29) je spojen s prvním vývodem čtvrtého rozsahového odporu (8), s druhou vstupní svorkou (25) a s prvním vývodem třetího rozsahového odporu (7), jehož druhý vývod je spojen se čtvrtou pomocnou svorkou (23) a s prvním vývodem druhého rozsahového odporu (6), jehož druhý vývod je spojen se třetí pomocnou svorkou (22), s první vstupní svorkou (24) a s jezdcem potenciometru (4) žádané hodnoty, zatím co druhý vývod čtvrtého rozsahového odporu (8) je spojen se třetí vstupní svorkou (26) a jezdec korekčního potenciometru (11) je spojen s druhým vývodem třetího srážecího odporu (14).