PL104503B1 - Urzadzenie do selektywnego tlumienia zaklocen w ukladach automatycznej regulacji - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do selektywnego tlumienia zaklócen w ukladach automatycznej regulacji.

Znane i stosowane w ukladach automatycznej regulacji urzadzenie do tlumienia zaklócen sklada sie z oporu pneumatycznego i pojemnosci pneumatycznej. W urzadzeniach tych na sygnal odpowiadajacy wielkosci regulowanej nalozone sa szumy wynikajace z przypadkowych fluktuacji mierzonego parametru lub przyjetej metody pomiaru. Przejawia sie to w postaci nieustannych oscylacji wskazan przyrzadu pomiarowego wokól sredniej wartosci parametru, przy czym amplituda tych oscylacji wykazuje na ogól duza stalosc. Jezeli sygnal o takim przebiegu poda sie bezposrednio na regulator i dalej poprzez regulator na silownik, to oscylacje te spowoduja nieustanne zbedne ruchy elementów nastawczych w procesie, co zaklóca bieg procesu oraz skraca zywotnosc aparatury. W przypadkach omawianych oscylacji wskazan przyrzadów pomiarowych w petle regulacji wtraca sie dodatkowe elementy inercyjne dla tlumienia tych oscylacji. Dodatkowe inercje oprócz szkodliwych szumów, tlumia takze sygnaly uzyteczne informujace o zachodzacych w procesie zmianach, co powoduje szko¬ dliwe opóznienie interwencji regulatora w proces.

Celem wynalazku jest urzadzenie do selektywnego tlumienia zaklócen tj. do tlumienia oscylacji bedacych skutkiem nieistotnych dla wyniku procesu zaklócen pomiarowych, a równoczesnie przekazywanie bez opóznien tych sygnalów, które swiadcza o zadzialaniu na proces istotnych zaklócen, którym uklad regulacji powinien niezwlocznie przeciwdzialac. Dla osiagniecia tego celu postawiono sobie zadanie skonstruowania takiego urza¬ dzenia, które cel ten bedzie realizowalo w sposób automatyczny.

W ukladach automatycznej regulacji pracujacych na sygnale pneumatycznym cel ten zostal osiagniety przez wlaczenie w obwód regulacji elementu tlumiacego skladajacego sie z pojemnosci pneumatycznej i oporu pneumatycznego o odpowiednio dobranej zaleznosci przeplywu gazu od spadku cisnienia na tym oporniku.

Budowa opornika pneumatycznego jest taka, ze do czasu az róznica cisnienia przed opornikiem i za opornikiem nie przekroczy nastawionej wartosci, to gaz przeplywa przez kanal o duzym oporze pneumatycznym, który razem z przylaczona za tym oporem pojemnoscia pneumatyczna skutecznie usrednia oscylacje sygnalu wejscio¬ wego.2 104503 W momencie gdy róznica cisnien przed opornikiem i za opornikiem osiagnie nastawiona wartosc zostaje otwarty dodatkowy kanal o malym oporze dla przeplywu gazu do pojemnosci pneumatycznej. W zwiazku z malym oporem kanalu, tlumiace dzialanie ukladu opór-pojemnosc zanika i nie przeszkadza w szybkim przeka¬ zaniu zmiany cisnienia na wejsciu ukladu na jego wyjscie do dalszego wykorzystania. Korzyscia sterowania takiego urzadzenia tlumienia zaklócen jest to, ze jak dlugo wartosc srednia sygnalu na wejsciu do elementu tlumiacego liczona za okres czasu zalezy od doboru wartosci opornosci kanalu i doboru pojemnosci pneumatycz¬ nej jest stala, to oscylacje sygnalu wejsciowego nie przenosza sie na sygnal wyjsciowy, którego wartosc jest w przyblizeniu stala i równa wartosci sredniej sygnalu wejsciowego. Przy bardzo duzej zmianie sygnalu wejscio¬ wego wzgledem jego wartosci sredniej, co swiadczy o tym, ze oprócz zwyczajnych oscylacji nastapila dodatkowa zmiana tego sygnalu, zostaje otwarty dodatkowy kanal i tlumienie zanika. Zmiana ta szybko pojawia sie na wyjsciu elementu tlumiacego co powoduje potrzebna reakcje ukladu regulacji bez dalszej zwloki.

Przedmiot wynalazku moze byc wykonany w wersji tlokowej lub mieszkowej, której przyklad przedsta¬ wiony jest na rysunku.

Urzadzenie sklada sie z dowolnego pneumatycznego oporu A stosowanego w pneumatycznych elementach automatyki i równolegle przylaczonych do tego oporu wentyli B i C o nastawialnym progu zadzialania przy pomocy pokretel 1 i 2. Wentyl sklada sie z zaworowego gniazda 3 i 4, grzybka 5 i 6 zaworu, popychacza 7 i 8, roboczego mieszka 9 i 10, sprezyny 11 i 12 i izolujacego mieszka 13 i 14, zamontowanych na korpusie D. Robo¬ cze mieszki 9 i 10 osloniete sa oslona 15 i 16 szczelnie polaczonymi z korpusem D tworzacymi pneumatyczne pojemnosci Vi i V2. Izolacyjne mieszki osloniete sa oslonami 17 i 18, w których zakrecone sa regulacyjne pokretla 1 i 2. Dla zabezpieczenia roboczego mieszka 9 i 10 przed wykonywaniem zbyt obszernych ruchów zastosowano ograniczniki 19 i 20. W korpusie D przeprowadzono pneumatyczne kanaly: wlotowy kanal 21 laczacy wejscie urzadzenia z pneumatyczna pojemnoscia Vi i wnetrzem izolacyjnego mieszka 13, wylotowy ka¬ nal 22, który laczy pneumatyczna pojemnosc V2 z wnetrzem izolujacego mieszka 14. Kanal 23 laczy wejscie urzadzenia z wnetrzem roboczego mieszka 10, a kanal 24 laczy wyjscie urzadzenia z wnetrzem roboczego mieszka 9. Kanaly 23 i 24 polaczone sa przez regulowany pneumatyczny opór A.

W przypadku, gdy cisnienie wejsciowe W jest równe cisnieniu wyjsciowemu Wy wówczas sily dzialajace na robocze mieszki 9 i 10 znosza sie wzajemnie. Grzybki 5 i 6 zaworów dociskane sa sila sprezyn 11 i 12 do gniazd 3 i 4. Jezeli cisnienie wejsciowe rosnie wówczas na roboczy mieszek 9 i 10 dziala róznica cisnien W — W , jezeli sila wynikajaca z dzialania róznicy cisnien na mieszek 9 przenoszona przez popychacz 7 jest wieksza od sily naciagu sprezyny 11, wówczas grzybek 5 podnosi sie laczac wejsciowy kanal 21 z kanalem 24 i dalej z wyjsciem 22 urzadzenia co powoduje, ze cisnienie wyjsciowe szybko rosnie.

Jezeli róznica cisnien jest niewystarczajaca dla podniesienia grzybka 5 wówczas wejsciowy kanal 21 pola¬ czony jest z komora V2 i wyjsciowym kanalem 22 przez regulowany pneumatyczny opór A. Jezeli cisnienie na wejsciu maleje wentyle B i C zamieniaja sie rolami. W wyniku takiego dzialania urzadzenie moze znajdowac sie w trzech stanach: 1) obydwa wentyle zamkniete; zmiany W przenosza sie na W , poprzez element A i komore V-. które usredniaja sygnal wejsciowy W , 2) wentyl B — otwarty, wentyl C — zamkniety; zmiany W przenosza sie praktycznie bezzwlocznie na W poprzez kanal 24, 3) wentyl B — zamkniety, wentyl C - otwarty, zmiany Wfi przenosza sie praktycznie bezzwlocznie na W poprzez kanal 23.

Róznice cisnien Wg—W przy których otwiera sie wentyl B nastawia sie pokretlem 1, zas róznice cisnien W —We, przy których otwiera sie wentyl C nastawia sie pokretlem 2. Komora Vi zapewnia konieczne minimal¬ ne obciazenie typowych regulatorów lub przetworników pneumatycznych.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do selektywnego tlumienia zaklócen w ukladach automatycznej regulacji skladajace sie z sze¬ regowo polaczonego oporu pneumatycznego i pojemnosci pneumatycznej, znamienne tym, ze równolegle do oporu pneumatycznego przylaczony jest przynajmniej jeden wentyl o nastawialnym progu zadzialania.104 503