SU849140A1 - Пневматический регул тор - Google Patents

Description

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию и предназначен дл  применени  в системах качественного автоматического регулировани  параметров нестационарных объектов, преимущественно при их взрывопожароопасности , различных отраслей промышленности . Известно пневматическое устройств дл  ступенчатого пропорционального регулировани , содержащее последова тельно соединенные блок определени  знака производной регулируемого параметра , блок логики, два клапана и сумматор, а также пневматический элемент сравнени , выход которого , св зан со вторым входом блока логики задатчик, выход которого св зан со входами каналов и пропорциональный регул тор-усилитель, выход которого св зан со входом сумматора, причем блок определени  знака производной сигнала содержит последовательно сое диненные генератор, импульсатор, узе непрерывно-дискретной, задержки на такт, управл емое инерционное звено и элемент сравнени , на второй вход которого подаетс  регулируемый параметр , вход управлени  инерционного звена св зан с вьрсодом импульсато ра и второй вход блока логики св зан с выходом второго элемента сравнени , выдающего сигнал знака отклонени  регулируемого параметра от згщаваемой величины D-l Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  пневматический регул тор, содержащий усилитель с дифференциальным, подключенным к входным каналам регул тора , и сдвигающим входами, выключгвощее реле, выход которого соединен с выходом регул тора, управл кщий вход св зан с кансшом управлени  регул тора , а выход соединен с выходом усилител , элемент сравнени , входы которого подключены к выходным каналам регул тора, блок определени  знака производной, вход блока соединен с входным кансШом переменной, блок логики , входы которого св заны с выходами элемента сравнени  и блока определени  знака производной, переключатель , входы которого подключены к входным каналам peгyJJ тopa, а управл ющий вход - к выходу блока логики, интегратор с дифференциальным входом, выход которого св зан со сдвигающим входом усилител  и вторым входом выключающего реле, а вход соединен с каналом задани  регул тора и выходом переключател  Г2 . Однако известные устройства не обеспечивают должного качества регулировани  параметров объекта в системах программного и след щего регул вровани , так как не учитывают скорость изменени  задающего воздействи Цель изобретени  - расширение области применени  регул тора. Поставленна  цель достигаетс  тем что пневматический регул тор, содержащий усилитель с дифференциальным, подключенным к входным каналам регул тора , и сдвигающим входами, выключающее реле, выход которого соединен с выходом регул тора, управл ю щий вход - с каналом управлени  регу л тора, а один вход - с выходом усилител , элемент сравнени , входы которого подключены к входным каналам регул тора, блок определени  знака производной, блок логики, входы которого св заны с выходом элемента сравнени  и первым выходом блока определени  знака производной, элемент НБ, управл ющий вход которого соединен со вторым выходом блока определе ни  знака производной, а соплова  ка мера св зана с выходом блока логики, переключатель, входы которого подклю чены к входным каналам регул тора, а управл ющий вход св зан с выходом эл мента НЕ, интегратор с дифференциальным входом, выход которого св зан с сдвигающим входом усилител  и другим входом выключающего реле, а соединен с каналом задани  регул тора и выходом переключател , содержит сумматор с дифференциальным входом, выход которого св зан со входом блок определени  знака производной, а вход - с входными каналами регул тора . На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого регул тор Усилитель 1 с дифференциальным и сдвигающим входами выходами через выключающее реле 2 св зан с выходом регул тора, а входами - с входными каналами регул тора Рцер. Зйд- ключающее реле 2 вторым входом св за но с выходом интегратора 3 с дифференциальным входом, а уттравл к дим вх дом - с каналом управлени  регул тора РЙ,,,;, . Интегратор 3 выходом св зан с сдвигающим входом усилител  1, один его вход св зан с выходным каналом задани  устройства - с выходом переключател  4 Pg . Переключатель 4 входами св зан с входными каналами устройства, а управл ющим входом - с выходом элемента НЕ 5. Элемент НЕ 5 управл ющим входом св зан с выходом элемента 6 сравнени  блока 7 определени  производной, а сопловой камерой - с выходом блока 8 логики, реализующий логическую фун цию Неравнозначность. Блок 7 определени  знака производной входом св зан с выходом сумматора 9, разнозначные входы которого соединены с входными каналами регул тора, а его элемент 10 сравнени  входами св зан со входами противоположного знака элемента 6 сравнени . На положительный вход сумматора 9 подаетс  давление сдвига РО Блок 8 логики входами св зан с выходами элементов 10 и 11 сравнени . Элемент сравнени  11 входами св зан с входны11и каналами регул РЗДД . Элементы, б, 10 и тора Р 11 сравнени  включены в режиме порогового преобразовател . На входах усилител  1 и интегратора 3 установлены механические переключатели 12 и 13, которые предназначены дл  установлени  отрицательной о.братной св зи в системе регулировани . В блоке 7 одномембранные повторители 14 и 15 со сдвигом включены по диодной схеме, соединены между собой последовательно кольцом и одним полюсом св заны с положительным входом , а другим - с отрицательным входом элемента 10 сравнени , причем его положительный вход  вл етс  входом блока. Усилитель 1, интегратор 3, блок 8 и сумматор 9 выполнены на пневматических элементах по стандартной схеме. Регул тор реализует следующий закон регулировани : у kx+c J zdt , z X при xx $ О , z О при XX 0, где у - регулирующее воздействие; k - коэффициент усилени ; X - величина рассогласовани  регулируемого параметра с заданием/ , с - коэффициент интегрировани ; t - текущее врем -; tg - начало интегрировани ; z - интегрируемый параметр; X - производна  от х. Регул тор работает следующим образом . Если величина рассогласовани  мен етс  синусоидально, при положительности рассогласовани  и его производительной на выходах элемента 10 и 11 сравнени  формируютс  единичные сигналы, а на выходе блока 8 - нулевой сигнал..Следовательно, управл ющий сигнал переключател  4, поступающий от элемента НЕ 5 отсутствует и через него проходит сигнал задани  , подаваеглый на вход интегратора 3, на второй вход которого также поступает сигнал задани , а его выход во времени не измен етс . Таким образом, на выкоде усилител  1 сформируетс  регулирующее воздействие согласно П-закону

у kx + у )

где у, - не мен югШйс  выходной сигнал , интегратора 3. .

После изменени  знака производной рассогласовани  измен етс  выходной сигнал элемента 10 сравнени  на нулевбй и с выхода блока 8 - на переключатель 4, через НЕ 5 поступает Эдиничный управл к ций сигнал и него на вход интегратора 3 подаетс  регулируемый параметр.

Так как на второй вход интегратор

3поступает сигнал задани , его выход мен етс  во времени по величине рассогласовани , а на выходе уси/;ител  1 сформируетс  регулирующее воздействие согласно ПИ-закону

У kx+c у xd t

Указанный закон обеспечивает полную воспроизводимость задающего воздействи .

Далее измен етс  знак рассогласовани , и на выходах элемента 11 сравнени  и блока 8 сформируютс  нулевые сигналы, в результате чего прекраца .етс  интегрирование и реализован П-закон регулировани , а после изменени  знака производной рассогласовани  на выходах элемента 10 и блока 8 сформируютс  единичные сигналы , интегратором 3 продолжаетс  интегрирование и на выходе регул тора сформируетс  регулирующее воздействие согласно пи-закону.

Благодар  сдвигам .установленных на одномембранных повторител х 14 и 15 со сдвигом, их выходной сигнал отстает в изменении от входного сигнала на заданную величину сдвига. Поэтому элементы б или 10 сравнени , если Скорость изменени  рассогласовани  X отличаетс  от нул , вьщают единичные сигналы и подаваема  на управл кидий вход элемента НЕ 5 логическа  сумма указанных сигналов становитс  равной единичному значению. Следовательно , выходной сигнал элемента НЕ 5 определ етс  сигналом от блока 8.

При установившихс  значени х рассогласовани  и экстремумах рассогласовани  регулируемого параметра от задающего воздействи  (точнее в зоне экстремума) на выходах элементов б и 10 сравнени  сформируютс  нулевые сигналы, и подаваема  логическа  сумма выходных сигналов указа.нных элементов на управл ющий выход элемента НЕ 5 становитс  равной нулю. В результате этрго с выхода элемента НЕ 5 на управл ющий вход переключател 

4поступает единичный сигнал, и на выходе усилител  1 сформируетс  регулирующее воздействие согласно ПИ-закону .

Прекращение интегрировани  при удалении регулируемого параметра от задани  по:5вол ет уменьшить перерегулирование и повышение качества переходного процесса, а продолжение интегрировани  при сближении регулируемого параметра к заданию или установившейс  статической ошибке способствует повьшению качества регулировани  как при переходном, так и при Установившемс  процессе, что выража- етс  в уменьшении времени переходного процесса и сведении статической ошибQ И к нулю.

Это остаетс  в силе дл  систем программного и след щего регулировани , так как при формировании регулирующего воздействи  учитываетс  знак скорости рассогласовани  регулируемого

5 параметра от задакидего воздействи .

Экономический эффект от внедрени  предлагаемого устройства достигаетс  за счет улучшени  качества продукции в результате качественного ведени  0 технологического режима путем качественного регулировани : технологических параметров.

I

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 402857, кл. G 05 В 11/50, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2699792/18-24,

JKu-. G 05 В 11/50, 1978 (прототип)