SU960759A1 - Устройство импульсного регулировани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсным позиционным системам регулировани  и предназначено дл  регулировани  различных технологических процессов, например температуры.

Известны импульсные позиционные . системы регулировани , в основу построени  котоЕих положен генератор импульсов с двум  задатчиками скважности импульсов. Задатчики подключены к генератору через перекидной контакт двухпозиционного релейного элемента. В зависимости от рассогласовани  подключаетс  либо первый, либо второй задатчик скважности и соответственно мен етс  скважность подаваешх

в объект регулировани  импульсов энергии 1..

Наиболее близким к изобретению  вл етс  регул тор, в котором двухпо-, зиционный элемент шунтирует резисто) в схеме генератора импульсов и этим измен ет скважность подаваелых в объект импульсов 2.

Недостатками устройств  вл етс  малое быстродействие в -переходном, процессе и то, что они работоспособны только с датчикомконтактного типа.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и.расширение области применени  устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство импульсного регулировани , содержащее генератор импульсов и соединенные последовательно первичный преобразователь контролируемого параметра, фазовый модул тор,

10 вторым входом св занный с источником переменного напр жени  сети, а третьим - с задатчиком пapa 48тpa, а также установленный на объекте исполнительньй элемент, содержит усилитель-ог15 раничитель и подключенные к его выходу пepвы зl входами первый, второй и третий элементы И, а также первый второй и третий пороговые формирователи и элементы пам ти, последователь20 но соединенные четвертый элемент И, элемент ИЛИ и п тый элемент И, соединенные последовательно основной и дополнительный одновибраторы и формирователь импульса запуска, входом

Claims (2)

1. 25 св занный с выходом генератора импульсов и входом основного одновибратора , а выходом - с первыми входами первого, второго и третьего элементов пам ти, вторые входы которых соеди30 нены соответственно с выходами первого , второго и третьего элементов вторые входы которах соответственно через первый, второй и третий пороговые формирователи подключены к источнику переменного напр жени сети причем выход первого элемента пам ти св зан с первым входрм четвертого элемента И, второй вход которого под ключен к выходу дополнительного одно вибратора, выход второго элемента па м ти соединен с втохжлм входом элёмен та ИЛИ, третьим входом подключенного к выходу основного одновибратора, а вы5сод третьего элемента пам ти сое динен с входом п того элемента И, выходом подключенного к исполнительнсйлу элементу. На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства импульсного регулировани ; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений элементов, формирующих пороги переключений; на фиг, 3 - то же, формирующих управл ющие воздействи . . Устройство импульсного регулировани  содержит исполнительный элемент 1, первичный-преобразователь 2 контролируемого параметра, фазовый модул тор 3, к второму входу которого подключен выход задатчика 4 параметра , а к выходу подключенусилйтель-ограничитель 5. Выход усилител  ограничител  подключен к п-ервым вхо9;ам первого б, второго 7 и третьего 8 элементов И. Вторые входы элементов И 6-8 подключены соответственно к выходам первого 9, второго 10 и третьего И-пороговых формирователей . Выхсдчы элементов И 6-8 подключены к входам первого 12, второго 13 и третьего 14 элементов пам ти, соответственно . Выход элемента 12 пам ти подключен к первому входу четвёртого элемента И 15, выход элемента 13 пам ти - к первому входу элемента ИЛИ 16, выход элемента 14 пам ти - к первому входу п того элемента И 17. Выход генератора 18 через формирователь 19 импульса запуска подключен к вторым входгил элементов 12-14 пам ти, элементу И и к входу основного одновибратора 20. Выход одноЬибратора 20 подключен к входу дополнительного одновибратора 21 и второму входу элемента ИЛИ 16. Выход одновибратора 21 подключен к вто рому входу элемента И 15 йй&срдкй рого подключен к третьему входу-элемента ИЛИ 16. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к второму входу элемента И 17, выход которого подключен к вхо ду исполнительного элемента 1. Выход задатчика 4 св зан с йторым вхог дом одновибратора 20. Источник 22 переменного напр жени -се и-педкпю чен к входам пороговых формирователей 9-11 и к первому входу фазового модул тора 3. Устройство работает следующим образом . При изменении регулируемой величины измен етс  выходной сигнал первичного пр.ербразовател  2, пропорционально ему измен етс  фаза синусоидального напр жени  на выходе фазового модул тора 3. Это напр жение преобразуетс  в пр моугольно напр жение усилителем-ограничителем 5. Выходное напр жение усилител Ограничител  5 представл ет собой пр моугольные импульсы и принимает значение О и 1, сдвигающеес  по фазе на угол относительно сети U0. Еи иничный сигнал с выхода различных блоков откладываетс  в отрицательную сторону (фиг. 2-3). Это соответствует истинной диаграмме напр жений в схеме интегрально-транзисторного регул тора . При увеличении регулируемой величины импульсы с усилител -ограни-, чител  5сдвигаютс  влево. Максимальную чувствительность фазовый модул тор 3 имеет вточке квазибаланса. В этой точке выходное иап|р жение с фазового модул тора 3 хздвинуто относительно напр жени  сети на 90 эл.град. Поэтому сдвиг фазц Норма контролируетс  относительного этого исходного значени  Ч . Пороговый формирователь 9 переключени  Норма формирует угол / 90 , выдает пр моугольные импульсы Ug, задний фронт которых соответствует . Формирователь 9 синхронизировани  с источником 22 переменного напр жени  сети. При увеличении регулируемой величины свер;( заданного значени  импульсы U с усилител -ограничител  5 сдвигаютс  влево и текущий угол V становитс  меньше Чд. На входах элемента И 6 пр| исутствуют спновременно два отрицательных импульса: U и U, и на его выходе по вл ютс  иМпульсы (L . При уменьшении регулируемой величины угол увеличиваетс , т.е. импульсы Ur сдвигаютс  вправо. При уменьшении значени  регулируемой величины ниже заданного угол М становитс  больше Qf и на входах элемента И 6 импульсы и9 и U5 по вл етс  неодновременно/ , а йа его-выходе импульcti и исчезают, Инфран;Ц|9Кочастотны1К генератор 18 выдает :симме 1гричн(1ег;.и1 «1у;Л1 са:Ф:| v -tie реднкм фронтом этих импульсов запускаютс  одновис атор 20 и формирова-т уёлъ 19. Одн.овибратор 20 на каждый , импульс генератора выдает свой импульс г длительность которого С Ърре ел етс  заданием уровн  регулировани .-ИмпульсыU O-поступают на вх08Ч Й ейМ6н а ЭДЛИ осущеп . | ствл ет сложение во времени длительности импульсов, поступающих на его входы. Если сигналы на други входа элемента 16 равны нулю, то на выходе его присутствуют импульсы длительностью Т, которые и определ ют в это случае регулирующее воздействие. Задним фронтом импульсов U запускаетс  одновибратор 21 с длительностью импульсов, равной приращению лТ. Это приращение лС прибавл етс  или не прибавл етс  к длительности в зависимости от знака отклонени  регулируемой величины от заданного уровн  регулировани . Сложение.длительностей Т и лТ осуществл етс  следующим образом. Каждый инфранизкочастотный период формирователь 19 коротким импульсом усгганавливает элемент 12 пам ти в единичное состо ние. Если регулируема  величина упала ниже заданного уровн  то импульсов на выходе элемента И б нет и элемент 12 пам ти остаетс  в единичном состо нии. Единичный сигнал с его выхода разрешает прохождехНие импульса vu с одновибратора 21 через элемент И 15 на вход элемента ИЛИ 16. Таким образом, на один вход элемента ИЛИ 16 пришел единичный сиг нал длительностью С, а на другой вход сразу по окончании сигнала. пришел единичный сигнал длительностью дС, Длительность сигнала на выжсде элемента 16 будет о ло. Соответ ствующее регулирующее воздействие о- дТбудет на входе исполнительного , элемента 1. Если температура выше заданной, то на выходе элемента И 6 по вл ютс  импульсы с частотой и точника 22 напр жени  питающей сети. Формирователь 19 каждый инфранизкочастоткый период пытаетс  включить элемент 12 пам ти в единичное состо ние , но первый же импульс с элемент И 6, следующий с частотой питающей сети, т.е. более высокой, переключает элемент 12 пам ти в нулевое состо ние . Пэтому в момент, когда по вл етс  сигнал с одновибратора 21, сигнал на выходе элемента 12 пам ти нулевой, и элемент И 15 не пропускает сигнал дТ на выход элемента 16. Приращени  длительности импульсов не происходит и на вход исполнительного элемента 1 портупают импульсы длител ностью tf. Таким образом, когда регулируема  величина меньше задани , на исполнительный элемент 1 поступают импульсы длительностью Т. +Д:й,. и регулируема  величина растет, а когда регулируема / величина больше задани , на исполнительный элемент 1 поступают импульсы гутительностью С, и регулируема  величина уменьшаетс , так осуществл ет с  импульсное двухпозиционное регули рование на пороге переключени  -PQ, Норма . : На порогах переключени  и О устройство импульсного регулировани  функционирует следующим образом . Когда регулируема  величина много ниже заданной, импульсы с усилител ограничител  5 сдвигаютс  вправо так, что. Ч становитс  больше Ч.; , где - порог переключени  . Его величина определ етс  формирователем 10, синхронизированным с напр жением сети . ПриЧ Ч импульсы с выхода элемента И 7 исчезшот, так как ни в один из моментов времени сигналы на обоих его входах одновременно.не при- сутствуют. Каждый инфранизкочастотный;период от формировател  19-поступает запускающий импульс на вход элемента 13 пам ти и переводит его в единичное состо ние. В этом режиме импульсы с элемента И 7 на сброс элемента 13 пам ти не поступают.и он посто нно выдает единичный сигнал на элемент ИЛИ 16. Таким образом, в этом режиме на выходе элемента 16 посто нно присутствует сигнал, а не импульсна  последовательность длительностью iT или t + йС, как в режиме .резгулировани  Норма. На объект подаетс  максиi anbHO возможное регулирующее воздействие и скорость нарастани  регулируемой величины также максимальна. Режим регулировани  . наблюдаетс  при выходе объекта на режим регулировани  или при увеличении уставки задатчика и происходит до тех пор, пока регулируема  величина не приблизитс  на вполне определенную, заранее известную величину к заданию, тогда режим Ч автоматически переРадет в режим Норма импульсного регулировани . ПриЗначительном превышении регулируемой величиной заданного уровн  импульсы с-усилител -ограничител  5 сдвигаютс  сильно влево. Текуща  фаза Ч уменьшаетс  до значени  . где Ч - порог, переключени  . Его величина определ етс  фop даpoвaтелем 11, синхронизированным напр жением сети. На входа элемента И 8 одновременно поступают электрические сигналы и на его выходе будут присутствовать импульсы Ug, которые переключают элемент 14 пам ти в нулевое состо ние. Хот  сигнал с формировател  19 каждый инфранизкочастотный период будет пытатьс  перевести блок 14 пам ти в единичное состо ние, импульсы Ug,:следующие с частотой сети, более высокой, будут тут же переключать его в нулевое состо ние. На выходе элемента 14 сигнал будет отсутствовать . Элемент И 17 будет закрыт. На объект регулирующее воздействие подаватьс  не будет. Регулируема  .величина будет уменьшатьс  с максимальной скоростью. Режим О будет наблюдатьс  при аварийных ситуаци х или при уменьшении уставки задатчика Таким образом, устройство импульс . ного регулировани  обеспечивает фор- мировгшный выход на режим регуЛйрбвани  максимальным регулирующим воэдействием , импульсное двухпозиционное регулирование малыми приращени м регулирующего воздействи  на заданном уровне регулировани  и полное сн тие регулирующего воздействи , ес ли регулируема  величина значительно превысит .3 аданный уровень. Кроме тог возможна работа в двухпозиционном режиме на порогах Ч и О. При регулировании температуры жидкостного термостата в диапазоне от 30 до обеспечена точность поддержани  температуры ±0,01-0,02°С Формула изобретени  Устройство импульсного регулировани , содержащее генератор импульсов и соединенные последовательно первичный преобразователь контролиру емого параметра, фазовый модул тор, вторым входом св занный с тссточником переменного напр жени  сети,, а треть им - с задатчиком параметра, а также установленный на объекте исполнительный элементу отличающее с   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  области применени  устройства, оно содержит усилитель-ограничитель и подключенные к его выходу первыми входами первый. Второй и третий элементы И, а также первый, второй и третий пороговые формирователи и элементы пам ти, .последовательно соединенные четвертый элемент И, элемент ИЛИ и п тый элемент- И7 соединенные последовательно оснбвной и дополнительный одновиб- раторы и формирователь импульса запуска , входом св занный с выходом генератора импульсов и входом основного одновибратора, а выходом - с первыми входами первого, второго и третьего Элементов пам ти, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых соответственно через первый, второй и третий пороговые формирователи подключены к источнику переменного напр жени  сети, причем выход первого элемента пам ти св зан с первым входом четвертого элемента И, второй вхсщ которого подключен к выходу дополнительного одновибратора,f выход втброго элемента пам ти соеди} нен с вторым вхопоМ элемента ИЛИ, третьим входом псщключенного к выходу основного одновибратора, а выход третьего элемента пам ти соединен с вторым входом п того элемента И, выходом подключённого к исполнительному элементу. HQTO4HHkH информации, прин тые во внймсшие при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 395804, кл. G 05 В 11/18, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2369052/18-24, кЛ. G 05 D 23/19, 1979 (прототип).