RU1791794C - Air-operated regulator with limitation of output signal - Google Patents

Air-operated regulator with limitation of output signal

Info

Publication number
RU1791794C
RU1791794C SU904854956A SU4854956A RU1791794C RU 1791794 C RU1791794 C RU 1791794C SU 904854956 A SU904854956 A SU 904854956A SU 4854956 A SU4854956 A SU 4854956A RU 1791794 C RU1791794 C RU 1791794C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
constant
shift
repeater
throttle
Prior art date
Application number
SU904854956A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Баженов
Александр Ильич Бирман
Александр Алексеевич Говоров
Валерий Васильевич Подсевалов
Original Assignee
Тульский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тульский Политехнический Институт filed Critical Тульский Политехнический Институт
Priority to SU904854956A priority Critical patent/RU1791794C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1791794C publication Critical patent/RU1791794C/en

Links

Landscapes

  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к пневматическим устройствам регулировани  технологических процессов, Целью изобретени   вл етс  повышение динамической точности и упроще- ние конструкции регул тора. Цель достигаетс  тем, что в предлагаемом регул торе дополнительно установлены два посто нных дроссел , делитель и дроссельный сумматор на посто нных дроссел х и одно- мембранный повторитель без сдвига, управл юща  камера которого св зана с выходом делител , один вход которого соединен с атмосферой, другой - с выходным каналом и одним входом дроссельного сум-; матора, другой вход которого подключен к выходу задатчика нижнего уровн  непосредственно и через первый посто нный дроссель - к проточной камере первого повторител  со сдвигом, управл юща  камера которого св зана с выходом дроссельного сумматора. Управл юща  камера второго повторител  со сдвигом соединена с атмосферой , его проточна  камера - с выходом повторител  без сдвига, а сопло второго по- з вторител  со сдвигом через второй посто нный дроссель подключено к емкости (/) интегрирующего блока. 1 ил. fThe invention relates to instrumentation, in particular to pneumatic process control devices. The aim of the invention is to increase dynamic accuracy and simplify the design of the controller. The goal is achieved by the fact that the proposed regulator additionally has two constant chokes, a divider and a throttle adder for constant chokes, and a single-membrane repeater without a shift, the control chamber of which is connected to the output of the divider, one input of which is connected to the atmosphere, another - with an output channel and one input of a throttle sum; a mat, the other input of which is connected directly to the output of the lower level regulator and through the first constant choke to the flow chamber of the first repeater with a shift, the control chamber of which is connected to the output of the throttle adder. The control chamber of the second repeater with a shift is connected to the atmosphere, its flow chamber is connected to the output of the repeater without a shift, and the nozzle of the second repeater with a shift through a second constant choke is connected to the capacitance (/) of the integrating unit. 1 ill. f

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к пневматическим регул торам с интегральной составл ющей в законе управлени , с ограничени ми выходного сигнала и защитой от насыщени .The invention relates to instrumentation, in particular to pneumatic controllers with an integral component in the control law, with limitations of the output signal and protection against saturation.

Известны пневматические регул торы с ограничени ми выходного сигнала и с защитой от насыщени , содержащие пропорциональные и интегральные звень , два элемента сравнени  и два задатчика верхнего и нижнего уровней ограничени .Pneumatic controllers are known with output signal limitation and with saturation protection, containing proportional and integral links, two comparison elements and two adjusters of upper and lower limit levels.

Недостатком известных регул торов  вл етс  их низка  динамическа  точность. В частности, ограничение выходного сигнала осуществл етс  в колебательном режиме, параметры которого (амплитуда в частоте) могут быть хуже допустимых значений.A disadvantage of the known regulators is their low dynamic accuracy. In particular, the output signal is limited in the oscillatory mode, the parameters of which (amplitude in frequency) may be worse than the permissible values.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  регул тор, содержащий св занныеClosest to the proposed is a controller containing related

между собой и выходным каналом пропорциональный и интегрирующий блоки, емкость которого св зана с соплом первого повторител  со сдвигом, задатчик давлени  и входные каналы, подключенные к пропорциональному и интегрирующему блокам.between each other and the output channel, the proportional and integrating units, the capacitance of which is connected to the nozzle of the first repeater with a shift, a pressure regulator and input channels connected to the proportional and integrating units.

Недостатком этого регул тора  вл етс  сложность его конструкции -узла защиты от насыщений и ограничени  выходного сигнала/- ..-;- - -. Цель изобретени  - повышение динамической точности и упрощение конструкции регул тора.The disadvantage of this controller is the complexity of its design, a saturation protection node and limiting the output signal / - ..-; - - -. The purpose of the invention is to increase dynamic accuracy and simplify the design of the controller.

Цель достигаетс  тем, что в предлагаемом регул торе, содержащем св занные между собой и выходным каналом пропорциональный блок и интегрирующий блок, емкость которого св зана с соплом первого одномембранного повторител  со сдвигом,The goal is achieved in that in the proposed regulator comprising a proportional unit and an integrating unit interconnected with each other and the output channel, the capacity of which is connected to the nozzle of the first single-membrane repeater with a shift,

VJVj

ОABOUT

ю Yu

44

задатчик нижнего уровн  ограничени  выходного давлени  ги входные каналы, подключенные к пропорциональному и интегрирующему блокам, дополнительно установлены два посто нных дроссел , делитель и дроссельный сумматор на посто нных дроссел х и одномембранный повторитель без сдвига, управл юща  камера которого св зана с выходом делител , один вход которого соединен с атмосферой, другой -- свьГходн ым каналом -и одним BXQ- дом дроссельного сумматора, другой вход которого подключен к выходу задатчика нижнего уровн  непосредственно и через первый посто нный дроссель - к проточной ка мерё первого повторител  со сдвигом, управл юща  камера которого св зана с выходом дроссельного сумматора, управл юща  камера второго повторител , со сдвигом соединена с атмосферой, erd проточна  камера - с: выходом повторител  без сдвига, а сопло второго повторител  со сдвигом через второй посто нный дроссель подключено к емкости интегрирующего блока.a low-level output pressure limiting controller and input channels connected to the proportional and integrating units, two constant throttle, a divider and a throttle adder for constant throttle and a single-membrane repeater without shift, the control chamber of which is connected to the output of the divider, is additionally installed the input of which is connected to the atmosphere, the other via the output channel, and one BXQ is the throttle adder, the other input of which is connected to the output of the lower level master directly and through the first constant throttle is to the flow chamber of the first repeater with a shift, the control chamber of which is connected to the output of the throttle adder, the control chamber of the second repeater is shifted to the atmosphere, erd the flow chamber is with: the output of the repeater without shift, and the nozzle the second repeater with a shift through the second constant choke is connected to the capacity of the integrating unit.

На чертеже приведена принципиальна  схема прёдлагаемого регул тора.The drawing shows a schematic diagram of the proposed regulator.

Регул тор содержит пропорциональный блок 1V интегрирующий блок 2, выполненный на основе сумматора 3, дроссел  4  ёЖости 5, одномембранный повторительThe controller contains a proportional unit 1V, an integrating unit 2, based on the adder 3, a throttle 4 height 5, a single-membrane repeater

8 безi сдвига, делитель 7 и дроссельный Сумматор 8 на посто нных дроссел х, задатчик8 without shift, divider 7 and throttle adder 8 for constant throttle, master

9 нижи его у ро ёй   огра й ичё ни  в ыходн ото давлени  Рвых, первый и второй одномемб- ранные повторители 10 и 11 с положительными сдвигами Ai и Да первый посто нный дроссель 12 (рО,18 мм или .00,32 мм) и второй посто нный дроссель 13 ( р 0,18 мм), входные.кан алы Рп и Р3 и выходной канал Рвых. .9 lower it at the throat ogee at all without exiting pressure Rvykh, the first and second single-membrane repeaters 10 and 11 with positive shifts Ai and Yes, the first constant choke 12 (pO, 18 mm or .00.32 mm) and the second constant choke 13 (p 0.18 mm), the input channels Pn and P3 and the output channel Pvy. .

Сопло первого повторител  10 со сдвигом соединено с емкостью 5 интегрирующего блока 2 и через второй посто нный дроссель 13 - соплом второго повторител  11 со сдвигом, управл юща  камера которого соединена с атмосферой, а его проточна  к амерё подключена к выходу одйомембранного повторител  6 без сдвига , упраёл юща  камера которого соедине- нй с ЁЫХОДОМ делител  7 на посто нных дроссел х, один вход которого соединен с атмосферой, Другой его вход подключен к выходному каналу Рвых и одному входу .дроссельного сумматора 8, Выходной канал Рвых подключен к делителю 7 и дроссельному сумматору 8 со ct 0 ройы тех входов, где установлены посто нные дроссблирО,18 мм; со стороны других оставшихс  входов элементов 7, 8 установлены посто нные дроссели о 0,32 мм, т.е. с большим проходишьThe nozzle of the first repeater 10 with a shift is connected to the capacitance 5 of the integrating unit 2 and, through the second constant throttle 13, with the nozzle of the second repeater 11 with a shift, the control chamber of which is connected to the atmosphere and its flow-through chamber is connected to the output of the single-membrane repeater 6 without a shift, the control chamber of which is connected to the EXIT of the divider 7 for constant throttles, one input of which is connected to the atmosphere, its other input is connected to the output channel Rvykh and one input. throttle adder 8, the output channel Rvyvy p dklyuchen to the divider 7 and the adder 8 with a throttle ct 0 royy those inputs where permanent set drossblirO, 18 mm; from the other remaining inputs of the elements 7, 8, constant chokes about 0.32 mm are installed, i.e. with a big pass

сечением. Такой другой вход дроссельного сумматора 8 соединен с выходом задатчика 9 непосредственно и через первый посто нный дроссель 12 - с проточной камерой пер- вого повторител  10, управл юща  камера которого соединена с выходом дроссельно-го сумматора 8.section. Such another input of the throttle adder 8 is connected to the output of the setter 9 directly and through the first constant choke 12 to the flow chamber of the first repeater 10, the control chamber of which is connected to the output of the throttle adder 8.

Регул тор работает следующим образом . Предварительно на выходе задатчикаThe controller operates as follows. Pre-setter output

9 устанавливают давление , величина которого должна быть максимальной ( 100 кПа), что увеличивает область нормальной работы регул тора. На первом и втором одномембранных повторител х 10, 11 устанавеиваютс  соответственно положительные Сдвиги АН и Дь такой величины, чтобы сопла этих повторителей со сдвигом открывались при выходе давлени  РВых за требуемые соответственно нижний и верхний9 set the pressure, the value of which should be maximum (100 kPa), which increases the area of normal operation of the regulator. On the first and second single-membrane repeaters 10, 11, positive AN and L Offsets are set, respectively, of such a magnitude that the nozzles of these repeaters with a shift open when the pressure of Pout exceeded the required lower and upper

уровни ограничени  Рн и Рв.restriction levels Rn and Rv.

Определим ориентировочно значени  положительных сдвигов Ari и Ј этих повторителей 10, 11, исход  из следующих соображений . Коэффициенты делени  и передачиWe approximately determine the values of the positive shifts Ari and Ј of these repeaters 10, 11, based on the following considerations. Division and transmission ratios

делител  7 и дроссельного сумматора 8, каждый из которых построен на посто нных дроссел х;/0,18 иЈ 0,32 мм, примерно равны Кд 0,3; Ki 0,3; Ка 1 - Ki 0,07. Причемdivider 7 and throttle adder 8, each of which is built on constant throttles; / 0.18 and Ј 0.32 mm, are approximately equal to Kd 0.3; Ki 0.3; Ka 1 - Ki 0.07. Moreover

: р1 кдрвых, V(1): p1 red, V (1)

. Ра К1РВЫХ+ , : . где Pi - выходное давление делител  7; Р2 - выходное давление дроссельного сумматора 8. -;;::;-, ;..: -. :.;: Сопло повторител  10 откроетс , если давление в его проточной камере боль : ше суммарного давлени  Ра и пружины (Дн) в его глухой камере, т.е. АН + Ра , где Рг. определ етс  по формуле (2) при Рвых Рн. Тогда величина, сдвига Дн составит в соответствии с (3) и (2). Ra K1RVYH +,:. where Pi is the output pressure of the divider 7; P2 - output pressure of the throttle adder 8. - ;; ::; -,; ..: -. :.;: Repeater nozzle 10 will open if the pressure in its flow chamber is greater than the total pressure Ra and the spring (Day) in its dead chamber, i.e. AN + Ra, where Pr. is determined by the formula (2) at Rp. Then the value of the shift Dn will be in accordance with (3) and (2)

АН - Р2 - (KiPH - ) : (1 - К2) - К1 Реых Ki ( - Рн) (4) При Рн 20 кПа получим максимальное значение Дн 0,3 (100-20) 24 к Па, что почти соответствует техническим характеристикам повторителей со сдвигом.AN - P2 - (KiPH -): (1 - K2) - K1 Rey Ki (- Pn) (4) At pH 20 kPa we get the maximum value of Dn 0.3 (100-20) 24 kPa, which almost corresponds to the technical characteristics repeaters with shift.

Сопло повторител  11 открываетс  при Дв PI, где в соотёетствии с выражением (i) Pi КдРв. Тогда величина сдвига Дв составит - .- : ; -The repeater nozzle 11 opens at DI PI, where, in accordance with the expression (i) Pi KdPv. Then the shift amount Dv will be - .-:; -

Дз КдРв. .. :Dz Kdrv. ..:

При Рв 100 кПа получим максима л ьное значение Дв 0,3 100 - 30 кПа. Если требуетс  уменьшить Полученную величину сдвига Да, то следует использовать в качестве повторител  6 повторитель с отрицательным сдвигом, чтЬ дополнительно увеличит область мормальной работы регул тора.At Rv 100 kPa, we obtain the maximum value of Dv 0.3 100 - 30 kPa. If it is required to reduce the obtained shift value Yes, then a repeater with a negative shift should be used as repeater 6 to further increase the area of the regulator's mormal operation.

Повторители 10 и 11 в узле УЗН выполн ют функции пневматических диодов, сопла которых закрыты, если выходной сигнал Рвых измен етс  внутри заданного диапазона (Рн, Рв), т.е., Рн Рвых Рв. При этом регу- л тор работает а. линейном режиме и реализует стандартный пропорционально- интегральный закон регулировани ,The repeaters 10 and 11 in the ultrasonic coupler function as pneumatic diodes, the nozzles of which are closed if the output signal Pout varies within a given range (Rn, Rv), i.e., Rn Rvv Rv. In this case, the controller operates a. linear mode and implements the standard proportional-integral regulation law,

Рели выходной сигнал Рвых, измен  сь, становитс  больше верхнего граничного уровн  Рв, то давление Pi в нижней камере повторител  11 будет больше усили  Дс пружины в верхней камере, и сог1ло этого повторител  11 откроетс . Благодар  этому начинаетс  уменьшение под действием давлени  Pi (через посто нный дроссель 13) давлени  в емкости 5, и соответственно, выходного сигнала Рвых до восстановлени  равенства Рвых Рв.Relay output signal Pbv, changing, becomes greater than the upper boundary level Pb, then the pressure Pi in the lower chamber of the repeater 11 will be greater than the force Dc of the spring in the upper chamber, and this repeater 11 will open. Due to this, the pressure in the vessel 5 begins to decrease under the action of pressure Pi (through the constant throttle 13) and, accordingly, the output signal Pout until the equality of Pout Pb is restored.

Аналогично при уменьшении выходного сигнала Рвых ниже граничного уровн  Рн давление в проточной камере повторител  10 ( от задатчика 8) будет больше суммарного давлени  Р2 и пружины (Ан) в глу- хрй камере, и сопло этого повторител  откроетс . В результате давление в емкости 5 и сигнал Рвых на выходе регул тора будут увеличиватьс  под действием давлени  за- датчика 9 ДО ВЫПОЛНеНИЯ УСЛОВИЯ Рвых Рн. Similarly, when the output signal Pout is lower than the boundary level Рн, the pressure in the flow chamber of the repeater 10 (from the setpoint 8) will be greater than the total pressure P2 and spring (An) in the deep chamber, and the nozzle of this repeater will open. As a result, the pressure in the vessel 5 and the signal Pout at the outlet of the regulator will increase under the influence of the pressure of the sensor 9 BEFORE THE CONDITION OF REV Pn.

. В отличие от известных регул торов процесс ограничени  выходного сигнала не сопровождаетс  автоколебани ми, так как все элементы узла УЗЫ работают практически в непрерывном режиме. Кроме того, дл  улучшени  динамики процесса ограничени  выходного сигнала установлены со стороны большего давлени  в узлах сопрозаслонка повторителей 10, 11 первый 12 и второй 13 посто нные дроссели (,18 мм и Ј0.32 мм). Дл  типовой ПИ-части (регул тор ПРЗ, 31 системы СТАРТ) первый посто нный дроссель 12 можно не устанавливать, при этом динамика процесса ограничени  РВых снизу (на уровне Рн) не ухудшаетс ; Узел УЗН реализуетс  на простых одномембран- ных повторител х и посто нных дроссел х, в то врем  как в известных регул торах используютс  многомембранные (3-х и 5-ти) элементы сравнени . :. Unlike the known regulators, the process of limiting the output signal is not accompanied by self-oscillations, since all the elements of the ultrasound node operate almost continuously. In addition, to improve the dynamics of the output signal limiting process, constant pressure chokes (18 mm and Ј0.32 mm) are installed on the higher pressure side of the repeaters 10, 11 at the co-damper nodes of the repeaters. For a typical PI part (PRZ regulator, 31 START systems), the first permanent choke 12 can be omitted, while the dynamics of the process of restricting the PBout from below (at the pH level) does not deteriorate; The USN node is implemented on simple single-membrane repeaters and constant throttles, while the known regulators use multi-membrane (3 and 5) comparison elements. :

За счет использовани  делител  и дроссельного сумматора на посто нных дроссел х с разным проходным сечением увеличиваетс  область нормальной работы регул тора; где возможно ограничение его выходного сигнала, несмотр  на наличие значительного рассогласовани  между заданием Рз и переменной РП.Through the use of a divider and a throttle adder for constant throttles with different cross-sections, the area of normal operation of the controller increases; where it is possible to limit its output signal, despite the presence of a significant mismatch between the specification of P3 and the variable RP.

Claims (1)

Регул тор выполнен на серийно выпускаемых блоках и элементах и подготовлен к промышленному использованию. Формула изобретени The controller is made on commercially available blocks and elements and is prepared for industrial use. The claims Пневматический регул тор с ограничением выходного сигнала, содержащий св занные между собой пропорциональный и интегрирующий блок и выходной , подключенный к выходу пропорционального блока, выход интегрирующего блока св зан с соплом первого одномембранного повторител  со сдвигом, задатчик нижнего уровн  ограничени  выходного давлени , а также входные каналы, подключенные к пропорциональному и интегрирующему блокам, и сумматор, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  динамической точности регул тора , в нем сумматор выполнен на посто нных дроссел х, а также установлен ы два посто нныхPneumatic regulator with output signal limiting, containing interconnected proportional and integrating unit and output connected to the output of the proportional unit, the output of the integrating unit connected to the nozzle of the first single-diaphragm repeater with a shift, a regulator of the lower level of output pressure limiting, as well as input channels connected to the proportional and integrating units, and an adder, characterized in that, in order to simplify the design and increase the dynamic accuracy of the controller, in an adder configured to permanent choke x, and also installed two permanent s дроссел , делитель н а посто нных дроссел х , и одномембранный повторитель без сдвига, управл юща  камера которого св зана с каналом между посто нными дро ссе- л ми делител , вход первого посто нного дроссел  которого соединен с атмосферой, вход второго посто нного дроссел  которого соединен с выходным каналом и входом первого посто нного дроссел  сумматора, вход второго посто нного дроссел  которого подключен к выходу задатчика нижнего уровн  непосредственно и через первый посто нный дроссель - к проточной камере первого повторител  со сдвигом, управл юща  камера которого св зана с каналом между посто нными дроссел ми сумматора , управл юща  камера второго повторител  со сдвигом соединена с атмосферой, его проточна  камера - с выходом повторител  без сдвига, а сопло через второй посто-  нный дроссель подключено к .выходу интегрирующего блока.a throttle, a divider for constant throttle, and a single-membrane repeater without a shift, the control chamber of which is connected to the channel between the constant drills of the divider, the input of the first constant throttle of which is connected to the atmosphere, the input of the second constant throttle of which connected to the output channel and the input of the first constant choke of the adder, the input of the second constant choke of which is connected to the output of the lower level master and directly through the first constant choke to the flow chamber of the first l with a shift, the control chamber of which is connected to the channel between the constant dashes of the adder, the control chamber of the second repeater with a shift is connected to the atmosphere, its flow chamber is with the output of the repeater without a shift, and the nozzle is connected to the second through a constant choke to . the output of the integrating unit.
SU904854956A 1990-07-26 1990-07-26 Air-operated regulator with limitation of output signal RU1791794C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904854956A RU1791794C (en) 1990-07-26 1990-07-26 Air-operated regulator with limitation of output signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904854956A RU1791794C (en) 1990-07-26 1990-07-26 Air-operated regulator with limitation of output signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1791794C true RU1791794C (en) 1993-01-30

Family

ID=21529720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904854956A RU1791794C (en) 1990-07-26 1990-07-26 Air-operated regulator with limitation of output signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1791794C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №531131, кл.О 05 В 11/50, 1974. Авторское свидетельство СССР № 1087958, кл. G 05 В 11/50, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4313465A (en) Method and control device for dosing flow media
CA2255991A1 (en) Hydraulic control valve system with load sensing priority
US5433237A (en) Dedrooped bypass valve
RU1791794C (en) Air-operated regulator with limitation of output signal
US4815433A (en) Method of and device for controlling and/or regulating the idling speed of an internal combustion engine
WO1993011383A1 (en) A pressure regulator for maintaining a stable flow level of a fluid
ES2180334T3 (en) REGULATION DEVICE FOR THE REGULATION OF A JOURNEY WITH VARIOUS COVERED VARIABLES OF REGULATION.
US4630639A (en) Apparatus for controlling pressure and flow rate
JPS6320605A (en) Air pressure regulator
JPS6429681A (en) Hydraulic gain control circuit
SU1753453A1 (en) Pneumatic regulator with restricted output signal
RU2050574C1 (en) Pneumatic controller with limitation of output signal
SU1246051A1 (en) Pneumatic proportional-integral regulator
SU1732355A1 (en) Pneumatic generator of continuous linearly decreasing signal
RU1809877C (en) Linear variable signal generator
SU1038921A1 (en) Pneumatic adjusting device
SU1509941A2 (en) Device for generating maximum pneumatic signal
JPH0432403B2 (en)
SU1285429A1 (en) Pneumatic adaptive regulator with variable structure
SU1087958A1 (en) Pneumatic proportional-integral regulator with output signal limits
SU691807A1 (en) Pneumatic control arrangement
SU1273951A1 (en) Pneumatic filter
Verma et al. Stabilization of nonlinear systems and coprime factorization
SU1188698A1 (en) Pneumatic regulator with dead zone
SU1059546A1 (en) Programmed pressure set-point device