PL58320B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.X.1969 58320 KI. 21 c, 46/51 MKP G 05 b /l^\0O UKD Twórcawynalazku: mgr inz. Michal Klawe Wlasciciel patentu: Instytut Energetyki, Warszawa (Polska) Sposób usuniecia nasycen ciaglego regulatora glównego w kaskadowych ukladach regulacji automatycznej oraz urzadzenie do realizacji tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób usuniecia nasycen ciaglego regulatora glównego w kaskado¬ wych ukladach regulacji automatycznej oraz urzadzenie do realizacji tego sposobu. Sposób ten bedzie mógl byc wykorzystany we wszystkich ukladach regulacji kaskadowej wyposazonych w regulatory ciagle, a w szczególnosci w kaskado¬ wych ukladach automatycznej regulacji tempera¬ tury pary przegrzanej w kotlach energetycznych.Dotychczas stosowane uklady dzialaja z wyko¬ rzystaniem regulatorów krokowych (impulsowych) oraz ciaglych z mozliwoscia nasycen w regulatorze glównym. Uklady z regulatorami ciaglymi charak¬ teryzuja sie nastepujacymi wadami. Ze wzgledu na calkujacy charakter regulatora glównego uchyb regulacji istniejacy na jego wejsciu powo¬ duje wzrost lub spadek wielkosci wyjsciowej — pradu wyjsciowego tego regulatora przestawiajac wartosc zadana regulatora podrzednego nawet wtedy, gdy organ nastawczy — zawór osiagnie swoje polozenie krancowe. Dalszy wzrost lub spadek wielkosci wyjsciowej regulatora glównego nie moze zatem oddzialywac na parametr regulo¬ wany, powoduje on jedynie nadmierne przesta¬ wienie wartosci zadanej regulatora podrzednego.Aby uklad regulacji znalazl sie ponownie w za¬ kresie regulacyjnosci musi uplynac pewien okres czasu, az wielkosc wyjsciowa regulatora wróci do odpowiedniej wartosci. W zwiazku z calkujacym charakterem regulatora wymaga to podania na 25 2 wejscie tego regulatora odpowiedniego uchybu o przeciwnym znaku niz poprzedni i odczekania az regulator scalkuje ten uchyb. Wiaze sie to z do¬ puszczeniem duzych wahan parametru regulowa¬ nego oraz wprowadzeniem duzych opóznien do procesu regulacji co z punktu widzenia procesu technologicznego jest niedopuszczalne. W pewnych stanach moze to doprowadzic do destabilizacji ukladu regulacji i koniecznosci przejscia na stero¬ wanie reczne co znacznie pogarsza jakosc regula¬ cji. Ponowne przejscie na sterowanie automatyczne zwiazane jest z identyczna koniecznoscia uplywu czasu, dopóki regulator nie wróci w zakres regula¬ cyjnosci. Wady te stanowia podstawowa przyczyne trudnosci tworzenia ukladów regulacji kaskado¬ wej w oparciu o regulatory ciagle. Uklady z re¬ gulatorami ciaglymi wykazuja poza tym wiele za¬ let w porównaniu z regulatorami krokowymi (im¬ pulsowymi), tak wiec usuniecie nasycenia regula¬ tora glównego w calosci rozwiazuje zagadnienie i daje znaczne korzysci techniczne.Celem wynalazku jest rozwiazanie ukladu re¬ gulacji kaskadowej w oparciu o regulatory ciagle z wyeliminowaniem wyzej wymienionych wad zwiazanych z nasycaniem regulatora glównego.Cel wynalazku zostal osiagniety przez objecie regulatora glównego petla sprzezenia zwrotnego, które realizuje porównanie aktualnej wartosci wielkosci wyjsciowej z regulatora glównego z wartoscia tej wielkosci istniejaca w chwili 5832058320 przekroczenia pewnego zakresu przez wielkosc wyjsciowa organu nastawiajacego i wzmocniona róznica tych wartosci steruje regulator glówny tak, aby zminimalizowac te róznice.. Urzadzenie do realizacji tego sposobu posiada uklad pamie¬ tajacy polaczony przez styki rozwierne z wyjsciem regulatora glównego oraz przez sumator-wzmac- niacz i styki zwierne z wejsciem regulatora, przy jednoczesnym polaczeniu wyjscia regulatora z dru¬ gim wejsciem sumatora-wzmacniacza.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony, w przykladzie zastosowania, na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu regulacji temperatury pary pierwotnej w kotle energetycz¬ nym, a fig. 2 przedstawia fragment ukladu z fig. 1, jako przyklad rozwiazania urzadzenia do rea¬ lizacji wyzej wymienionego sposobu.Uklad sklada sie z przegrzewacza pary 1, dwóch termopar 2, dwóch przetworników temperatury na prad standardowy 3, ciaglego regulatora glównego 4, podrzednego regulatora 5, serwomotoru nasta¬ wiajacego zawór wtryskowy wody ochladzajacej 6, ochladzacza wtryskowego 7 oraz ukladu bedacego przedmiotem wynalazku zawierajacego: uklad pa¬ mietajacy 8, sumator-wzmacniacz 9, oraz zestyk rozwierny 10 i zwiemy 11 wylaczników kranco¬ wych serwomotoru nastawiajacego 6. Na rysunku oznaczono: temperature regulowana przez — x, wartosc zadana temperatury regulowanej — x0, wielkosc wyjsciowa regulatora glównego — xP, wielkosc regulowana regulatora podrzednego — xpr, a wielkosc nastawiajaca — y.W przypadku zmiany temperatury regulowanej x na wylocie z przegrzewacza 1 zmienia sie wiel¬ kosc wyjsciowa xp regulatora glównego 4 wedlug algorytmu PI lub PID zmieniajac wartosc zadana regulatora podrzednego 5, co pociaga za soba zmiane wielkosci nastawiajacej y wedlug algoryt¬ mu P lub PI przez regulator podrzedny 5. Zmia¬ na wielkosci y powoduje zmiane ilosci wody wtryskowej do ochladzacza 7, co pociaga za soba zmiane temperatury xpr, a nastepnie temperatury x. W przypadku powstania duzych odchylen wiel¬ kosci regulowanej serwomotor 6 moze calkowicie otworzyc lub zamknac zawór wtryskowy w ochla- dzaczu 7. Prad wyjsciowy xp z regulatora 4 daje spadek napiecia na oporniku 12. Napiecie to poda¬ wane jest przez styki rozwierne 10 wylaczników krancowych serwomotoru 6 na kondensator.13 be¬ dacy elementem sprzezenia zwrotnego wzmacnia¬ cza operacyjnego 14 z wyjsciem pradowym. Gdy styki 10 sa zwarte prad wzmacniacza 14 propor¬ cjonalny jest w kazdej chwili do pradu wyjscio¬ wego regulatora 4. W momencie rozwarcia sty¬ ków 10 prad wzmacniacza 14 utrzymywany jest na wartosci istniejacej w chwili rozwarcia styków 10. Prad ten podany jest na jedno wejscie suma¬ tora-wzmacniacza 9 o dwóch wejsciach oddzielo¬ nych galwanicznie od siebie. Na drugie wejscie sumatora-wzmacniacza 9 podany jest z przeciwnym znakiem prad wyjsciowy regulatora 4. Prad wyjs¬ ciowy sumatora-wzmacniacza 9 proporcjonalny do róznicy pradów wzmacniacza 14 i regulatora 4 po¬ dany jest przez styki zwierne 11 na wejscie regu¬ latora 4. Oba styki dzialaja jednoczesnie na sku¬ tek zadzialania wylaczników krancowych serwomo¬ toru 6 nie pokazanych na rysunku. W chwili osia¬ gniecia przez serwomotor 6 polozenia skrajnego dzialaja wylaczniki krancowe, które otwieraja i styk 10 zamykajac jednoczesnie styk 11. Powodu¬ je to przerwanie polaczenia sprzezenia wyjscia re¬ gulatora glównego 4 z ukladem pamietajacym 8 i zalaczenie ukladu sprzezenia na wejscie regulato¬ ra 4. Prad wyjsciowy sumatora wzmacniacza 9 10 proporcjonalny jest zatem do róznicy aktualnej wartosci pradu xp regulatora 4 i wartosci pradu xp istniejacej w chwili zadzialania wylaczników krancowych serwomotoru 6. Prad wyjsciowy su¬ matora-wzmacniacza 9 podany na wejscie regula- 15 tora 4 tak steruje regulator 4 aby róznica aktual¬ nej wartosci pradu xp regulatora 4 i wartosci pradu xp pamietanej przez uklad pamietajacy 8 byla jak najmniejsza. W efekcie prad wyjsciowy xp z regulatora glównego 4 utrzymywany jest na 20 wartosci istniejacej w chwili zadzialania wylacz¬ ników krancowych bez wzgledu na to, co dzieje sie z wielkosciami wejsciowymi regulatora 4. Jest to równowazne z odlaczeniem regulatora 4 z petli regulacji. Po regulacji zaklócenia przez regula- 25 tor podrzedny 5 serwomotor 6 moze zmienic swe polozenie i przez zwolnienie wylaczników kran¬ cowych bezkolizyjnie zalacza z powrotem do pra¬ cy regulator glówny 4. Uklad przygotowany jest do nastepnego zadzialania, poniewaz uklad pamie- 30 tajacy 8 sledzi za wartoscia pradu xp regulatora glównego 4. Zaproponowany uklad charakteryzuje sie tym, ze umozliwia nastawianie duzych war¬ tosci wspólczynnika wzmocnienia regulatora pod¬ rzednego 5, co poprawia jakosc regulacji przez li- 35 nearyzacje charakterystyki ochladzacza wtrysko¬ wego 7 oraz zwieksza szybkosc dzialania ukladu regulacji bez pogorszenia jego stabilnosci. Przez zrównoleglenie styków 10 i 11 uruchamiajacych uklad sprzezenia zwrotnego wokól regulatora 40 glównego 4 i wyprowadzenie ich na stacyjke ste¬ rowania „automatycznie/recznie" unika sie rów¬ niez poprzednich problemów z narastaniem pradu wyjsciowego xp regulatora glównego 4, poniewaz jest on wtedy automatycznie utrzymywany na 45 wartosci, która mial w chwili przelaczenia ukladu na prace reczna. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 50 1. Sposób usuniecia nasycen ciaglego regulatora glównego w kaskadowych ukladach regulacji automatycznej, znamienny tym, ze porównuje sie aktualna wartosc wielkosci wyjsciowej (xp) z regulatora glównego (4) z zapamietana 55 wartoscia tej wielkosci istniejaca w chwili przekroczenia przez wielkosc nastawiajaca (y) pewnego okreslonego zakresu i steruje regula¬ tor glówny (4) róznica tych Wartosci tak, aby zminimalizowac te róznice. 60

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wartosc wielkosci wyjsciowej (xp) z regulatora glównego (4) istniejaca w chwili przekraczenia przez wielkosc nastawiajaca (y) pewnego zakre¬ su jest zapamietana w ukladzie pamietajacym 65 (8) a aktualna wartosc wielkosci wyjsciowej58320 (xp) regulatora glównego (4) brana jest z wyjs¬ cia regulatora glównego (4) bezposrednio.

3. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz., 1 i 2, znamienne tym, ze posiada uklad pamietajacy (8) polaczony przez styki rozwier- 6 ne (10) z wyjsciem regulatora (4), oraz przez sumatorwzmacniacz (9) i styki zwierne (11) z wejsciem regulatora (4), przy jednoczesnym polaczeniu wyjscia regulatora (4) z drugim wej¬ sciem sumatora-wzmacniacza (9). n,./ / W* PL