Claims (2)
Изобретение относитс к устройствам регулировани технологических параметро например, расходов компонентов при их непрерывном смешении в трубопроводе и может быть использовано в химической , нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Известно устройство дл регулировани расходов компонентов при смешении, содержащее объект регулировани , датчики расхода, регул торы и исполнительные механизмы l . Однако, в этом устройстве невозможно осуществить регулирование расходов по ведущему компоненту как в автоматическом , так и в принудительном режимах Наиболее близким техническим решение вл етс устройство дл управлени процес сом непрерывного смешени , содержащее импульсный задающий генератор, инте{ пол тор и п каналов по числу смешиваемых компонентов, каждый из которых содержит задатчик с элемен1Х)м ИЛИ , реверсивный счетчик, подключенный к цифро-аналоговому преобразователю, датчик расхода, св занный с объектом регулировани , последовательно соединенные пропорционально-интегральный регул тор и исполнительный орган ,2. Однако, известное устройство имеет следующие недостатки; поскольку производительность всех каналов строго прив зана к частоте задающего генератора, это ограничивает функциональные возможности системы (производительность системы регулировани всегда занижена), в системе невозможно осуществить регулирование расходов по ведущему компоненту как в автоматическом, так и в принудительном режиме. Кроме того, наличие двух последовательно включенных интегральных звеньев зат гивает переходной процесс, снижает быстродействие устройства, увеличивает ошибку переходного процесса, что в конечном итоге понижает точность регулировагни . Цель предлагаемого иаобретеш1 - расширение функпиональных возможнсх:тей и повышение точности устройства. Дл этого устройство дл регулировани расходов компонентов при смешени содержит последовательно соединенные и подключенные ко входу импульсного задающего генератора блок выбора максимального сигнала, блок сравнени , интегратор, а в каждом канале - делител частоты, частотный дискриминатор, сумма тор, сдвоенный переключатель. При этом выходы пропорционально-интегральных регул торов всех каналов подключены ко входам блока выбора максимального сигнала , а выход импульсного задающего генератора через последовательно соединенные первые размыкающие контакты сдвоенных переключателей всех каналов подключен ко входу интерпол тора, выход которого подключен к задатчику каждого канала. Выход элемента ИЛИ в каждом лсанале через второй размыкающий контак соответствующего сдвоенного переключател подключен к первым входам часто1 вого дискриминатора и реверсивного счер чика, которые через первый замыкающий контакт данного сдвоенного переключател подключены к выходу импульсного задающего генератора. Второй замыкающий контакт сдвоенного переключател каждого канала подключен к выходу датчшса расхода и ко входу делител частоты , выход которого подключен ко вторым входам реверсивного счетчика н часто1 ного дискриминатора, выход которого под ключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен выход ци| ро-аналогового преобразовател , а выход сумматора водключен ко входу пропоршюнально-интегральгного регул тора. На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства, которое содержит л к налов по числу смещиваемых компоненто в каждом канале задатчик 1, который служит дл установки заданного соотношени , элемент ИЛИ-2, сдвоенный переключатель 3, реверсивный счетчик 4, частотный дискриминатор 5, делитель 6 частоты, цифро-аналоговый преобразователь 7, сумматор 8, пропорционально-ин тегральный регул тор 9, исполнительный орган 10, объект 11 регулировани , дач чик 12 расхода, интерпол тор 13, общие дл всех каналов импульсный задающий генератор 14, блок 15 выбора максимального сигнала, блок 16 сравнени , интегратор 17. На фиг. 2 представлена функциональна схема частотного дискриминатора, который содержит два входных формировател 18, две дозирующие емкости С, С„; на копительную емкость Cj, диоды зар дноразр дных цепей Д, Д, Д, Д, операционный усилитель 19, резисторы , Т. Предлагаемое устройство может работать в одном из двух режимов, устанавливаемых сдвоенным переключателем 3. При указанном на фиг. 1 положении сдвоенного переключател 3 устройство работает в режиме автоматического выбора ведущего канала. В исходном состо нии реверсивные- счетчики 4 сброшены в О, на выходе пропорционально-интеграль- ных регул торов 9 напр жение отсугсгвует , исполнительные органы 1О (регулирующие клапаны) закрыты, через объект 11 регулировани (участок трубопровода) компонент на смешение не подаетс . От сутствует сигнал с датчика 12 расхода и сн то опорное напр жение Е. С помощью задатчика 1 устанавливаетс задание каждому каналу - заданный коэффициент соотнощени расхода компонента в смеси. При подаче , включаетс в работу интегратор 17, напр жение на выходе которого начинает плавно повьпиатьс . Импульсный задающий генератор 14 начнет генерировать импульсы, частота которых также плавно возрастает. Эти импульсы, пройд последовательно через размыкающие контакты переключателей 3 всех каналов, начина с первого, поступ т на интерпол тор 13. Четырехдекадный интерпол тор 13 на своих выходных шинах создает сегау частот от 0,0999 fr.3. ДО 0,0001 f г.э., где г..частота импульсного задающего генератора. Таким образом, в каждый канал со стороны задани (fзад ) поступает частотный сигнал импульсного задающего генератора 14, умноженный на коэффициент, установленный на задатчиках 1 ( в данном случае с точностью до единицы четвертого знака). Этот сигнал поступает на вход сложени реверсивного счетчика 4 и на вход (f ) ) частотного дискриминатора 5. На выходе цифро-аналогового преобразовател 7 и на выходе частотного дискриминатора 5 по витс плавно нарастающее напр жение, которое суммируетс в сумматоре 8 и пройд пропорционально-интегральшггй регул тор 9 поступит на вход исполнительного органа 10. Срабатывание исполнительного органа ( открытие регулирующего клапана ) вызовет поток жидкости объекта 11 регулировани , данные о расходе этой жидкости в виде частоты импульсов снимаютс с датчика 12 расхода и через делитель 6 частоты поступают на вход вычитани реверсивного счетчика 4, и на вход (,5 ), частотного дискриминатора 5, создава тем самым замкнутую обратную св зь. Одновременно напр жение с выходов всех пропорциональ но-интегральных регул торов 9 поступает в блок 1 5 выбора Максимального сигнала . На выход блока 15 проходит максимальное напр жение из всех входных, которое вычитаетс из Е в блоке 16 , сравнени , вследсвие чего напр жение на входе интегратора 17 начнет уменьшатьс , будет замедл тьс рост напр жени на его выходе. Наступит момент, когда напр жение на входе блока 1S выбора максимального сигнала станет равным EQJ, (ЕОП выбираетс равным напр жению , при котором исполнительный орган открыт на максимальную величину Напр жение на входе интегратора 17 станет равным О. Рост напр жени на ег выходе прекратитс , частота импульсного задающего генератора 14 станет посто н ной. Переходный процесс закончитс . Про изводительность всей системы регулирова ни будет определ тьс (управл тьс ) напр жением пропорционально-интегрального регул тора канала, который первым достигает максимальной производительно ти (клапан которого открыт полностью). „-„„ Пропорционально-интегральный регул тор этого канала как бы автоматически перек лючитс на управление импульсным задак щим генератором общей производительности системы регулировани . Если в f процессе работы пропускани способность этого канала увеличитс , а ограничивающим общую производительность станет другой канал, то автоматически произойдет смена ведущего канала, так как увеличивающеес напр51жение на выходе пропорционально-интегрального регул тора нового канала превысит напр жение канала, бывшего до этого ведущим. Это напр жение, воздейству на интегратор 17, установит общую производительность устройства с учетом максимально возмож ной производительности нового ведущего канала. Наличие нового корректирующего звена частотного дискриминатора 5 позвол ет значительно увеличить быстродействие устройства, снизить врюм переходного процесса и уменьшить ошибку переходного процесса, т.е. повысить точность регулировани . Импульсы частоты заданной ( зал ) своим зар дным током 1 зар зар жают конденсатор Сз, а импульсы частоты иэмеренной () разр жают (трагр) конденсатор С, на котором выдел етс напр жение , пр мо пропорциональное разнос- ти частот -,,дИ 1„з, .С помощью ре3HCTopOBHjj , R устанавливают коэффициент частотаого дискриминатора К При переводе сдвоенного переключател 3 какого-либо канала в верхнее положение устанавливают второй вид работы устройства - режим принудительного выбора ведущего канала. В этом случае разрываетс цепь: импульсный задающий генератор 14 - интерпол тор 13. Выход импульсного задающего генератора подключаетс теперь уже через замкнутый контакт сдвоенного переключател 3 выбранного канала на вход сложени ре версивного счетчика и вход f,, часTOIW °. дискриминатора 5, на вход интерпо « °Р поступает частота с датчика расхода данного канала. Теперь в качест ве Сигнала общей производительности устройства регулировани будет сигнал с датчика расхода ведущего канала. Этот сигнал поступает на вход интерпол тора 13 мину делитель 6 частоты. Это позвол ет во всех случа х, независимо от выбранного канала, иметь общий задаюЩий сигнал (частота на входе интерпол - , тора) выше, чем сигналы, действующие на входе вычитани реверсивных счет чиков каналов, а, следовательно, обеспечить требуемый диапазон изменени коэф- , фициентов заданного соотношени , устана&; ливаемых на задатчнках 1. Таким образом, предлагаемое устройс-рво позвол ет осуществить регулирование расходов по ведущему компоненту как в автоматическом, так и в принудительном режиме, а также повысить точность регулировани за счет увеличени быстродействи устройств, уменьшени времени и ошибок переходного процесса. Формула изобретени Устройство дл регулировани расходов компонентов при смещении, содержащее импульсный задающий reiieparop, интерпол тор и п каналов по числу смешиваемых компонентов, каждый иа которых содержит задатчик с элементом ИЛИ, реве сивный счетчик, подключенный к цифроаналоговому преобразователю, датчик расхода, с в занный, объектом регулирован последовательно сое дине ннъге-пропорционально-интегральный регул тор и исполнительный орган, отличающеес тем, что, с целью расишрени функциональных возможностей и повьппен точности устройства, оно содержит последовательно соединенные и подключенные ко входу импульсного задающего генератора блок выбора максимального сигнала, блок сравнени , интегратор, а в каждом канале - делитель, частоты, частотный дискриминатор, сумматор, сдв енный переключатель, причем, выходы пропорционально-интегральных регул торов всех каналов подключены ко входам блока выбора максимального сигнала, а выход импульсного задающего генерат ра через последовательно соединенные первые размьшающие контакты сдвоенны переключателей всех каналов подключен ко входу интерпол тора, выход которого подключен к аадатчику каждого Katuuta, выход элемента ИЛИ в каждом канале через второй размыкавощий контакт соот ветствующего сдвоенного переключател подключен к первым входам частотного искриминатора и реверсивного счетчика, которые через первый замыкающий контакт данного сдвоенного переключател подключены к выходу импульсного задающего генератора, второй замыкающий контакт сдвоенного переключател каждого канала подключен к выходу датчика расхода и ко входу делител частоты, выход которого подключен ко вторым входам реверсивного счетчика и частотного дискриминатора, выход которого подклк чен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен ш,1ход цифро-аналогового преобразовател , а выход сумматора подключен ко входу пропорционально-интегрального регул тора . Источники информации,, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1352684, кл. Q ЗТ1 опублик. 1973. The invention relates to devices for regulating technological parameters, for example, the costs of components when they are continuously mixed in a pipeline, and can be used in the chemical, petroleum refining and petrochemical industries. A device for controlling the consumption of components during mixing is known, which contains a control object, flow sensors, controllers, and actuators l. However, in this device it is impossible to regulate the costs of the leading component in both automatic and forced modes. The closest technical solution is a device for controlling the continuous mixing process, which contains a pulsed master oscillator, inte tor, and channels according to the number of mixes. components, each of which contains a setting device with elements 1Х) м OR, a reversible counter connected to a digital-to-analog converter, a flow sensor associated with the control object, Consequently, a proportional-integral regulator and an executive body, 2. However, the known device has the following disadvantages; Since the performance of all channels is strictly related to the frequency of the master oscillator, this limits the functionality of the system (the performance of the control system is always underestimated), it is not possible in the system to regulate the costs of the leading component in both automatic and forced modes. In addition, the presence of two series-connected integral links delays the transient process, reduces the speed of the device, increases the transient error, which ultimately reduces the accuracy of the adjustment. The purpose of the proposed invention is the expansion of functional-potential: tey and increase the accuracy of the device. For this, the device for controlling the flow rates of the components for mixing contains, in series, the maximum signal selection unit, the comparison unit, the integrator, and the frequency divider, the frequency discriminator, the sum torr, and the dual switch in each channel and connected to the input of the pulse master oscillator. In this case, the outputs of the proportional-integral regulators of all channels are connected to the inputs of the maximum signal selection unit, and the output of the pulse master oscillator through serially connected first disconnecting contacts of the dual switches of all channels is connected to the input of the interpolator, the output of which is connected to the setpoint of each channel. The output of the OR element in each channel through the second disconnecting contact of the corresponding dual switch is connected to the first inputs of the frequent discriminator and reversing gauge, which are connected to the output of the pulse master oscillator through the first closing contact of this dual switch. The second closing contact of the dual switch of each channel is connected to the output of the flow sensor and to the input of the frequency divider, the output of which is connected to the second inputs of the reversible counter and the frequency discriminator whose output is connected to the first input of the adder, to the second input of which the output qi | ro-analog converter, and the output of the adder is connected to the input by a proportional-integral controller. FIG. 1 shows a functional diagram of a device that contains lac fors according to the number of components being shifted in each channel, setpoint 1, which serves to set a predetermined ratio, element OR-2, dual switch 3, reversible counter 4, frequency discriminator 5, frequency divider 6, digital -analog converter 7, adder 8, proportional-integral regulator 9, executive unit 10, control object 11, flow meter 12, interpolator 13, pulse master oscillator 14 common for all channels, max-selector 15 of a single signal, a comparator block 16, an integrator 17. In FIG. 2 shows a functional diagram of the frequency discriminator, which contains two input shaper 18, two metering tanks С, С „; to the storage capacitance Cj, charge diode circuits D, D, D, D, operational amplifier 19, resistors, T. The proposed device can operate in one of two modes set by a double switch 3. With the indication shown in FIG. 1 position of the dual switch 3, the device operates in the mode of automatic selection of the leading channel. In the initial state, the reversible-meters 4 are reset to O, the output of the proportional-integral regulators 9 fails, the actuators 1O (control valves) are closed, through the control object 11 (pipeline section) the mixing component is not supplied. There is no signal from the flow sensor 12 and the reference voltage E is removed. Using the setting knob 1, each channel is set to the specified ratio of the component flow in the mixture. When supplied, integrator 17 is activated, the output voltage of which begins to smoothly swell. Pulse master oscillator 14 will begin to generate pulses, the frequency of which also increases smoothly. These pulses, having passed successively through the opening contacts of the switches of all 3 channels, starting from the first, arrive at interpolator 13. A four-decade interpolator 13 on its output buses creates a frequency band from 0.0999 fr.3. TO 0.0001 f GE, where the frequency of the pulsed master oscillator. Thus, the frequency signal of the pulsed master oscillator 14, multiplied by the coefficient set on the setters 1 (in this case with an accuracy of one fourth character), is sent to each channel from the task (fsad) side. This signal is fed to the input of the addition of the reversible counter 4 and to the input (f) of the frequency discriminator 5. At the output of the digital-to-analog converter 7 and at the output of the frequency discriminator 5, the voltage gradually increases, which is summed up in the adder 8 and passed proportionally-integral the regulator 9 enters the input of the executive body 10. The activation of the executive body (opening the control valve) will cause the flow of the control object 11, the flow rate data in the form of the frequency of pulses From the flow sensor 12 and through the divider 6, the frequencies are fed to the subtraction input of the reversible counter 4, and to the input (, 5) of the frequency discriminator 5, thereby creating a closed-loop feedback. At the same time, the voltage from the outputs of all the proportional-integral regulators 9 is fed to the block 1 5 for the selection of the Maximum signal. At the output of block 15, the maximum voltage from all inputs, which is subtracted from E in block 16, passes, comparing, as a result of which the voltage at the input of the integrator 17 begins to decrease, the growth of the voltage at its output will slow down. A moment will come when the voltage at the input of block 1S for selecting the maximum signal becomes equal to EQJ, (the TUA is chosen equal to the voltage at which the actuator is open to the maximum value. The voltage at the input of the integrator 17 will become equal to O. The voltage rise at its output will stop, the frequency of the pulse driver oscillator 14 will become constant. The transient process will end. The performance of the entire control system will be determined (controlled) by the voltage of the proportional-integral channel controller, which It reaches its maximum performance (the valve is fully open). "-" "The proportional-integral regulator of this channel will automatically switch to control of the pulse chocking generator of the overall control system capacity. If during the operation the transmission capacity of this channel increases, and another channel will limit the overall performance, the leading channel will change automatically, since the increasing voltage at the output is proportional-integral second new channel controller torus voltage exceeds the voltage channel, the former leading to this. This voltage, acting on the integrator 17, will set the overall performance of the device, taking into account the maximum possible performance of the new master channel. The presence of a new corrective element of the frequency discriminator 5 makes it possible to significantly increase the speed of the device, reduce the transient hold and reduce the transient error, i.e. improve adjustment accuracy. The frequency pulses of a given (hall) with their own charge current 1 charge the capacitor Cz, and the frequency pulses of the measured () discharge (tragr) capacitor C, at which a voltage is released that is directly proportional to the frequency difference - ,, DI 1 With the help of re3HCTopOBHjj, R, the frequency discriminator coefficient K is set. When the dual switch 3 of a channel is moved to the upper position, the second type of device operation is established - the mode of forced selection of the master channel. In this case, the circuit is broken: pulsed master oscillator 14 - interpolator 13. The output of the pulsed master oscillator is now connected through the closed contact of the dual switch 3 of the selected channel to the input of the reversal counter and the input f ,, clock TOIW °. discriminator 5, the input interpto "° P receives the frequency from the flow sensor of this channel. Now, the signal from the master channel flow sensor will be the Quality Signal of the overall control device performance. This signal is fed to the input of the interpolator 13 min divider frequency 6. This allows in all cases, regardless of the selected channel, to have a common reference signal (frequency at the input of the interpol - torus) higher than the signals acting at the input of the subtraction of the reverse channel counters, and, therefore, to provide the required range of variation of the coefficient of specified ratio, set &; 1. Thus, the proposed device allows for controlling the costs of the leading component in both the automatic and forced modes, as well as improving the control accuracy by increasing the speed of the devices, reducing the time and errors of the transient process. The invention of the Device for controlling the expenditures of components at an offset, containing a pulse driver reiieparop, an interpolator and n channels according to the number of components being mixed, each of which contains an OR controller, a revolving counter connected to a digital-analog converter, a flow sensor, from a signal to The object is regulated sequentially by a co-ordinate-proportional-integral regulator and an executive body, characterized in that, in order to improve the functional capabilities and to device, it contains serially connected and connected to the input of a pulse master oscillator a maximum signal selection unit, a comparator unit, an integrator, and in each channel - a divider, frequencies, frequency discriminator, adder, a bias switch, and outputs of proportional-integral regulators all channels are connected to the inputs of the maximum signal selection block, and the output of the pulse driver through the serially connected first junction contacts are doubled with all switches to The channels are connected to the input of the interpolator, the output of which is connected to the adressor of each Katuuta, the output of the element OR in each channel through the second break contact of the corresponding dual switch is connected to the first inputs of the frequency crimper and reversible counter, which are connected to the output through the first closing contact pulse master oscillator, the second closing contact of the dual switch of each channel is connected to the output of the flow sensor and often to the input of the divider You, whose output is connected to the second inputs of the reversible counter and frequency discriminator, whose output is connected to the first input of the adder, to the second input of which is connected, 1 input of the D / A converter, and the output of the adder are connected to the input of the proportional-integral controller. Sources of information taken into account in the examination 1. UK Patent No. 1352684, cl. Q ЗТ1 pub. 1973.
2.Авторское свидетельство СССР № 445225, кл. В О1 F 3/08, 1969.2. USSR author's certificate number 445225, cl. In O1 F 3/08, 1969.