SU1303992A1 - Позиционный регул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическим регул торам и может быть применено в двух- и трехпозиционных системах автоматического регулировани  объектами с запаздыванием с использованием исполнительных механизмов посто нной скорости. Цель изобретени  - повышение точности регулировани  позиционного регул тора при работе в двухпозиционном режиме, котора  достигаетс  введением дополнительного промежуточного реле. Регул тор содержит задатчик 1, элемент сравнени  2, датчик параметра 16, трехпозиционный релейный регулирующий блок 3, два реле времени 4 и 5, промежуточное реле 6, подключенное к питающему напр жению контактами 7-10 реле времени, В процессе работы регул тора в установившемс  автоколебательном режиме с помощью контактов 11-14 промежуточного реле 6 осуществл етс  периодическое реверсирование исполнительного механизма посто нной скорости 15, Моменты реверсировани  и их длительность определ етс  настройкой контактов реле времени. Указанное реверсирование обеспечивает уменьшение амплитуды установившегос  автоколебательного режима при зоне нечувствительности блока 3, равной нулю, и при ее ненулевом значении, 5 ил. i СЛ 00 О оо со CD to

Description

Изобретение относитс  к -технике автоматического регулировани  и может быть применено в двух- и трехпо- зициоиных системах автоматического регулировани  объектов с запаздывани- ем исполнительных механизмов с посто нной скоростью перемещени .

Цель изобр.етени  - повышение точности регулировани  позицирниого регул тора при работе в двухпозицион- ном режиме.

На фиг.1 представлена принципиаль- на  схема позиционного регул тораJ на фиг.2 - диаграмма замыканий кон- тактов реле времени при работе регу- л тора; на фиг.З и 4 - примеры переходных процессов в системе автоматического регулировани  с использованием регул тора при его работе в двух- позиционном режиме; на фиг.З - то же, с использованием регул тора при его работе в трехпозиционном режиме.

Регул тор содержит задатчик 1 ре- тулируемого параметра, элемент 2 сравнени , трехпозиционный релейный блок 3, первое и второе реле 4 и 5 времени, промежуточное реле 6, контакты 7 и 8 первого реле времени, контакты 9 и 10 второго реле времени, контакты 11-14 промежуточного реле, исполнительный механизм 15 посто нной скорости, датчик 16 регулируемого параметра .

Регул тор работает следующим образом .

I,

На вход- регул тора поступает сигнал Up от датчика 16 регулируемого параметра. Этот сигнал поступает на первый вход элемента 2 сравнени , на второй вход которого поступает сигнал от задатчика 1 регулируемого параметра . Сигнал рассогласовани  Up, равный разности между заданным U и текущим Up значени ми регулируемого парамет- ра, поступает на вход трехпозиционно- го релейного блока 3. В случае, если трехпозиционный релейный блок настроен таким образом, что зона его нечувствительности равна- О, то в зависимости от знака сигнала рассогласовани  на одном из его выходов всегда присутствует управл ющий сигнал U или Uj. При наличии зоны нечувстви

.тельности, если сигнал рассогласовани  не превышает ее значени , управл ющие сигналы на выходе, блока 3 отсутствуют . Дальнейша  работа регул тора рассмотрена на простейшем при5

O

5, 0

5

Q /

0

5

мере, когда зона нечувствительности релейного блока 3 равна нулю, а объект управлени  можно характеризовать безынерционным усилительным звеном. .Такой пример соответствует системам регулировани  температуры на основе смешени  двух теплоносителей с различной температурой, различным системам 15егулировани  расхода и т.д. Предположим, что-JB начальный момент отработки управл ющего или возмущаю-, щего воздействи  значение регулируемого параметра значительно ниже заданного значени . В этом случае на первом выходе блока 3, подключенном к реле 5 времени, имеетс  напр жение. Будем также считать, что к рассматриваемому моменту времени с момента по влени  сигнала на данном выходе блока 3 прошло врем , большее чем врем  настройки контакта 8, причем врем  настройки контакта 7 меньше, чем контакта 8. В этом с5 1учае исполнитель- ньй механизм совершает движение в сторону уменьшени  сигнала рассогласовани  до момента переключени  релейного блока 3. Если указанное условие не выполн етс , то врем  переходного процесса увеличиваетс  за счет излишнего корректирующего воздействи , но характер установившегос  режима не мен етс . Дл  работоспособности регул тора условие (чтобы врем  настройки размыкающих контактов 8 и 10 пре- вьш1ало врем  настройки замыкающих контактов 7 и 9)  вл етс  об зательным . Возможна  диаграмма замыканий контактов реле 4 и 5 времени может в этом.случае соответствовать фиг.2, В описываемом режиме- дальнейший процесс регулировани  соотв-етствует фиг.З. При перемещении исполнительного механизма значение параметра увеличиваетс , но при наличии в- системе запаздывани  информаци  об зтом на вход регул тора поступает с задержкой, равной времени запаздывани . На фиг.З пунктирной линией изображен процесс изменени  параметра на выходе объекта, сплошной - на входе регул тора в предположении , что запаздывание включено между выходом объекта и- входом регу-- л тора. В момент времени, когда значение сигнала Up становитс  равным значению сигнала Uj (точка В на фиг.З), происходит изменение состо ни  трех- позиционного релейного блока 3. Обмотка реле 5 времени отключаетс  от напр жени  и происходит подключение обмотки реле 4 времени. Через контакт 14 напр жение поступает на вторую обмотку исполнительного механизма 15 и начинаетс  его перемещение в противоположную сторону. Из-за наличи  за- паздывани  максимальное положительное отклонение параметра от заданного значени  соответствует значению в точке Ац на фиг,3. Значение параметра на выходе объекта начинает уменьшатьс , а на входе регул тора вначале увеличиваетс  до точки Ар а затем снижаетс . По истечении заданной выдержки времени t происходит замыкание контакта 7 и напр жение поступает на обмотку промежуточного реле 6, Происходит переключение контактов 11-14, а также переключение обмоток исполнительного механизма и осуществл етс  его реверсирование до момента срабаты вани  контакта 8, т.а, до момента истечени  вьщержки времени t :контакта 8i Параметр на выходе объекта измен етс  от значени  в точке А до значени  в точке AJ . После отключени  контактом 8 катушки промежуточного реле 6 состо ние схемы восстанавливаетс  и вновь осуществл етс  перемйдение исполнительного механизма в первоначальном направлении. Это перемещение происходит до точки А, в которой направление перемещени  исполнительного устройства вновь мен етс  из-за изменени  состо ни  трехпозиционного релейного блока 3 (точка В на фиг.3), Напр жение отключаетс  от обмотки реле 4 времени и поступает на обмотку реле 5 времени. Дл  стабильной работы регул тора и обеспечени  наибольшей точности в установившемс  режиме необходимо, чтобы изменение направлени  перемещени  исполнительного механизма в течение времени корректирующего воздействи  осуществл лось при идентичном состо нии системы, т.е, при одном и том же значении регулируемой координаты в момент каждого корректирующего воздействи . Это достигаетс  схемой регул тора следующим образом. Вьщержки времени t и t контактов 9 и 10 выбираютс  таким образом , чтобы в интервал времени между включением контакта 9 и отключением контакта 10 происходило изменение состо ни  тЬехпозиционного релейного блока 3. В этом случае может быть обеспечен симметричный стабильный режим, представленный на фиг.З,

реализуемый следующей последовательностью работы элементов схемы регул тора . От точки А до Точки А значение параметра увеличиваетс  до момента срабатывани  контакта 9. Исполнительный механизм 15 реверсируетс  при срабатывании контактов 11-14 промежуточного реле-6. При достижении параметром значени , соответствующего точке А , вновь происходит реверсирование исполнительного механизма 15 из-за изменени  состо ни  релейного блока 3 в точке В до момента срабатывани  контакта 10, что соответствует достижению параметром значе-ни , соответствующего точке А,.

Настройкой контактов реле времени обеспечиваетс  такой режим, что последующее корректирующее воздействие отри изменении знака рассогласовани  происходило бы при том же значении параметра, что обеспечивает стабильность режима. При этом дальнейший процесс повтор етс , и в системе автоматического регулировани  устанавливаетс  устойчивый автоколебательный процесс с максимальным положительным отклонением регулируемого параметра от заданного значени , соответствую- точке А, или А , и максимальным

JI

отрицательным, соответствующим точке АЗ или Ag. Таким образом, точность регулировани  по сравнению с обычным двухпозиционным регулированием может быть повьш1ена примерно в два раза.

В случае, если отработка задающего воздействи  происходит из положени , когда значение регулируемого параметра больше, чем заданное значение, процесс регулировани  происходит аналогично , с тем отличием, что в начальный период несколько увеличиваетс  врем  регулировани  из-за наличи  других начальных условий, В этом случае переходный процесс имеет вид,. -представленный на фиг.4. Установившийс  автоколебательный процесс характеризуетс  теми же параметрами.

В случае, если зона нечувствительности трехпозиционного релейного блока не равна нулю, то регул тор обеспечивает работу с меньшей зоной нечувствительности при том же коэффициенте усилени  или при той же зоне нечувствительности - больший коэффициент усилени  по сравнению с обычным трех- позиционным регулированием. В этом случае процесс регулировани  проис

ходит аналогично и может быть представлен в виде фиг,5,

Таким обр аэом, конструкци  регул тора позвол ет повысить качество регулировани  в системах с запаздыванием по сравнению с обычньми системами как в режиме двухпозиционного, так и в режиме трехпозиционного регулировани . Аналогично работа регул тора осуществл етс  и в тех случа х, когда объект регулировани  обладает более сложными динамическими характеристиками . Определение параметров настройки регул тора в этом случае производитс  экспериментально или теоретически. Наиболее просто настройку регул тора при любых режимах его , работы и с любыми объектами ocyniec- твл ть графически. Дл  этого необходимо отключить обмотки реле 4 и 5 времени, а затем осуществить запись процесса регулировани , что соответствует режиму обычного двух- или трехпозиционного регулировани . Затем по записи процесса графически определ ютс  наиболее целесообразные параметры настроек реле времени.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Позиционный регул тор, содержащий исполнительный механизм посто нной скорости, последовательно соединенные задатчик регулируемого параметра, элерелейный блок, первый и второй вых ды которого подключены соответстве но к управл ющим обмоткам первого второго реле времени, первый вывод размыкающего контакта которого сое нен через замыкающий контакт втор Г(еле времени с шиной питающего нап жени , с которой соединен через з а кающий контакт первого реле времен первый вывод размыкающего контакта первого реле времени, отлича щийс  тем, что, с целью повыш ни  точности регулировани  позицио ного регул тора при работе в двухп зиционном режиме управлени , он со держит промежуточное реле, управл  ща  обмотка которого подключена к вторым выводам размыкающих контакт первого и второго реле времени, пе вьш выход трехпозиционного релейно блока подключен к первому входу ис полнительного механизма посто нной скорости через первый размыкающий контакт промежуточного реле, к вто му входу исполнительного механизма посто нной скорости - через первый замыкающий контакт промежуточного реле, второй выход трехпозиционног релейного блока подключен к втором 30 входу исполнительного механизма по то нной скорости через второй разм кающий конта кт промежуточного реле к первому входу исполнительного ме ханизма посто нной скорости - чере

   мент сравнени , к второму входу которого подключен выход датчика регули- 35 второй замыкающий контакт промежу- руемаго параметра и трехпозиционный точного реле.

   O

   5

   0

   релейный блок, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управл ющим обмоткам первого и второго реле времени, первый вывод размыкающего контакта которого соединен через замыкающий контакт второго Г(еле времени с шиной питающего напр жени , с которой соединен через з амы- кающий контакт первого реле времени первый вывод размыкающего контакта первого реле времени, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  позиционного регул тора при работе в двухпо- зиционном режиме управлени , он содержит промежуточное реле, управл юща  обмотка которого подключена к вторым выводам размыкающих контактов первого и второго реле времени, пер- вьш выход трехпозиционного релейного блока подключен к первому входу исполнительного механизма посто нной скорости через первый размыкающий контакт промежуточного реле, к второму входу исполнительного механизма посто нной скорости - через первый замыкающий контакт промежуточного реле, второй выход трехпозиционного релейного блока подключен к второму 0 входу исполнительного механизма посто нной скорости через второй размыкающий конта кт промежуточного реле, к первому входу исполнительного механизма посто нной скорости - через

   5

   5 второй замыкающий контакт промежу- точного реле.

   ф1/.

   /1

   V

   7

   A/V

   -y-/- -v-/

   AW

   VN/ N

   . 4

   Vut.S

   Составитель Е.Власов Редактор М.Петрова Техред и.Попович Корректор С.Шекмар

   Зака 13.10/48 Тираж 864 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4