Пневматический регулятор

 

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий интегральное звено, включающее сумматор, первая плюсовая и ; минусовая камеры которого соединены с каналами задания и параметра, а вторая плюсовая камера -.с емкостью и выходом первого реле переключения, один Вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора , а управяяющая камера соединена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней границ зоны нечувствительности и два элемента сравнения, пропорциональное звено, выход которого соединён с плюсовыми камерами элементов сравнения индикатора зойы и одним входом второго реле переключения , управляющая камера которого . соединена.с управляющим каналом ре .гулятора, друсой вход второго реле переключения подключен к задатчику дистанционного управления, а выход к выходному каналу регулятора, первый и второй входы пропорционального звена соединены с выходом сумматора интегрального звена и его второй плюсовой камерой, и двухполярный источник линейно-изменяющегося сигнала, состоящий из достоянного дросселя, третьего реле переключе .ния и двух повторителей со сдвигом, причем выходы повторителей со сдвигом через третье реле переключения, управляющая камера которого соединеi на с выходом и одним из сопел qooTветствен-но первого и второго элементов сравнения индикатора зоны, соеди иены с входом постоянного дросселя, выход которого подключен к другому входу первого реле переключение, а с . входные камеры повторителей со сдвис; гом соединены с емкостью интегргшьного звена, отличающий с я тем, что, с целью повышения точ ности, в нем дополнительно установлены два реле переключения, первые входы которых соединены с задатчиками соответственно верхней и нижней 4 границ зоны нечувствительности, I ре Л Л вторые входы - с выходным каналсм - гулятора, управляющие камеры свяэа ны с управляющим Каналом регулятора , а выходы данных реле переключения подключены к минусовым камерам соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зо ны. .

«е «и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Э(59 G 05 В 11 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3395560/18-24 (22) 15.02.82 (46 ) 07.09.83. Бюл. Р 33 (72 ) В.И. Баженов, A.A. Говоров, В.В. Подсевалов, В.И. Саломыков и Л.П. Шершнев (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Щекинское производственное объединение "Азот" (53) 621-525(088.8) (.56) 1. Алгоритмы и техническая реализация систем прямого цифрового. .управления. ЦНИИТЭИПрибрростроения.

M. 1978, с. 45.

2. Ялышев А,.У. и Разоренов О.И.

Иногофункциональные аналоговые pery лирующие устройства автоматики. M., "Машиностроение", 1981, с. 138, рис. 70 (прототип ). (54 ) (57) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий интегральное звено, включающее сумматор, первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены с каналами задания и параметра, а вторая плюсовая камера †.с емкостью и выходом первого реле переключения, . . один вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управляющая камера соединена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней границ зоны нечувствительности и два элемента сравнения, пропорциональное звено, выход которого соединен с плюсовыми камерами элементов сравнения индикатора зовы и одним входом второго реле переключения, управляющая камера которого соединена. с управляющим каналом регулятора, другой вход второго реле переключения подключен к задатчику дистанционного управления, а выходк выходному каналу регулятора, первый и второй входы пропорционального звена соединены с выходом сумматора интегрального звена и его второй плюсовой камерой, и двухполярный источник линейно-03MeHsngегоca сигнала, состоящий из постоянного дросселя, третьего реле переключения и двух повторителей со .сдвигом, причем выходы повторителей со сдви-: гом через третье реле переключения, управляющая камера которого соединена с выходом и одним из сопел соотФ ветственно первого и второго элементов сравнения индикатора зоны, соединены с входом постоянного дросселя, выход которого подключен к другому входу первого реле переключения, а входные камеры повторителей со сдви- И

roM соединены с емкостью интегрального звена, о т л и ч а ю щ и и .— с я тем, что, с целью повышения точ ности, в нем дополнительно установлены два реле переключения, первые входы которых соединены с задатчиками соответственно верхней и нижней границ зоны нечувствительности, вторые входы — с выходным каналом ре гулятора, управляющие камеры csssaны с управляющим Наналом регулятора, а выходы данных pehe переключения подключены к минусовым камерам соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зоНИ.

1040466

Изобретение относится к приборо- строению, а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров: давления, температуры, влажности и т.д.

Известны регуляторы с ограничениями в интегрирующей компоненте, содержащие индикатор зоны, переключатель и звено ограничения на выходе. Реализация таких регуляторов на средствах пневмоавтоматики требует наличия интегрального. звена, включающего сумматор, плюсовая камера которого соединена с емкостью и выходом первого реле переключения, вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управляющая камера соединена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней границ эоны нечувствительности и два элемента сравнения, пропорционального ". вена, выход которого через второе реле переключения соединен с выходным каналом регулятора и непосредственно с входом индикатора эоны, а также звена ограничения в выходном канале регулятора (1J .

Недостатки регуляторов — низкая точность из-за дифференциала срабатывания элементов сравнения в индикаторе зоны и наличие скачков давле.ния в выходной линии регулятора при . переходе с дистанционного управления на автоматическое, что приводит к снижению точности регуляторов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор, выполненный по схеме параллельного включения пропорциональной и интегрирующей компонент и содержащий узел ограничения выходного сигнала, который состоит издвух элементов сравнения и резистивно-диодной сборки. В известном регуляторе в случае нарушения условий линейности накопительный элемент (конденсатор или емкость) интегрирую .щего звена подключается к источнику линейно-изменяющегося сигнала соответствующей полярности, благодаря чему выходной сигнал регулятора принудительно изменяется в направлении линейного участка.

Для реализации известного регулятора на средствах пневмоавтоматики требуется интегральное звено, содержащее сумматор, первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены с каналами задания и параметра, а вторая плюсовая камерас емкостью и выходом первого реле переключения, один вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управляющая камера соединена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней. границ зоны нечувствительности, выходы которых подключены к минусовым камерам соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зоны, пропорциональное звено, выход которого соединен с плюсовыми камерами элементов сравнения индикатора эоны и одним входом второго реле переключения, управляющая камера которого соединена с управляющим каналом регулятора, другой вход второго реле переключения подключен к задатчику дистанционного управления, а выход - к выходному каналу .регулятора, первый и второй входы

15 пропорционального звена соединены с выходом сумматора интегрального звена и его второй плюсовой камерой, и двухполярный источник линей20. но-изменяющегося сигнала, состоящий из- постоянного дросселя, третьего реле переключения и двух повторителей со .сдвигом, причем выходы повторителей со сдвигом через третье реле переключения, управляющая камера которого соединена с выходом и одним из сопел соответственно первого и второго элемента сравнения индикатора эоны, соединены с входом постоянного дросселя, выход которого подключен к другому входу первого реле переключения, а вход-: ные камеры повторителей со сдвигом соединены с емкостью интегрального звена (2J .

Недостатком известного регулятора является появление скачкбв дав ления в выходной линии регулятора при переходе с дистанционного управления на автоматическое, что при40 водит к снижению точности.

Цель изобретения — повышение точности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом регуляторе, ющим каналом регулятора, другой вход второго реле переключения подключен к задатчику дистанционного управле-

45 содержащем интегральное звено, включающее сумматор, первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены с каналами задания и параметра, а вторая плюсовая камера — с емкостью и выходом первого реле переключения, один вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управляющая камера соединена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней границ эоны нечувствительности и два элемента сравнения, пропорциональное звено, выход которого соединен с плюсовыми камерами элементов сравнения ин60 дикатора эоны и одним входом второго реле переключения, управляющая камера которого соединена с управля1040466,ния Р „„ч. Выход реле 17 соединен с выходнйм каналом регулятора Р (давим ление на исполнительный механизм)., Выход сумматора 1 соединен через переменный дроссель 2 с нормально открытым соплом первого реле 3 переключения. Выход реле 3 подключен к емкости 4, плюсово; камере сумматора 1 и входам повторителей 7 и 8 со сдвигом. Выход повторителя 7 со

0 сдвигом соединен с нормально закрытым соплом третьего реле 6 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом повторителя 8 со сдвигом. Выход реле б.через постоянный дроссель 5 соединен с нормально закрытым соплом первого реле 3. Выход Р „ индикатора 10 эоны связан с управляющей камерой первого реле 3, выход Р первого элемента 11 сравнения в индикаторе эоны — с верхним соплом второго элемента 12 сравнения и управляющей камерой третьего реле.

Минусовая камера элемента 11 срав- нения соединена с выходом четвертого реле 15 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 13 верхнего уровня ограничения Р>. Минусовая камера элемента 12 сравнения соединена с выходом пятого реле 16 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 14 нижнего уровня ограничения Ри ° Нормально закрытые сопла реле 15 и 16 соединены с выходным каналом регулятора Р„м, а управляющие камеры реле

15 и 16 связаны с выходом пневматической кнопки 18, вход которой подключен к управляющему (командному) каналу регулятора Р о,„ .

Регулятор работает следующим об». разом.

Предварительно повторители 7 и 8 настраивают с отрицательным и положительным сдвигом соответственно.

В режиме автоматического управления .в управляющем .канале команда P ол равна нулю (О кг/см ), вследствие чего исполнительный механизм (выходной канал регулятора Р„.® ) соединяется с выходом пропорциойального звена Р ц„ через нормально открытое сопло второго) реле 17. В минусовые камеры элементов 11 и 12 сравнения через нормально открытые сопла четвертого и пятого реле 15 и 16 поступают давления от. эадатчиков 13 и

14 верхнего Р> и нижнего Pz уровней ограничения — заданного диапазона давлений. В этом режиме регулятор осуществляет заданный пропорционально-интегральный закон регулирования.

Причем пока выходной сигнал Р„„ регулятора находится в пределах задан ного диапазона давлений, т.е. пока

PHePeb, а Рв| выход PK4 HHJXNKaTopa 10 ния, а выход — к выходному каналу регулятора, первый и второй входы пропорционального звена соединены с выходом сумматора интегрального звена и его второй плюсовой камерой, и двухполярный источник линей-. но-изменяющегося сигнала, состоящий из постоянного дросселя, третьего реле переключения и двух повторителей со .сдвигом, причем выходы повторителей со сдвигом через 1 третье реле переключения, управляющая камера которого соединена с выходом и одним из сопел соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зоны, соединены 35 с входом постоянного дросселя, вы ход которого подключен к другому входу первого реле переключения,.а входные камеры повторителей со сдвигом соединены с емкостью интегъ рального звена, дополнительно уста-. новлены два реле переключения, первые входы которых соединены с задатчиками соответственно верхней и ниж-ней границ зоны нечувствительности, вторые входы — с выходным каналом регулятора, управляющие камеры свя .заны с управляющим каналом регулятора, а выходы данных реле переключения подключены к минусовым камерам. соответственно первого и второго эле- З0 ментов сравнения индикатора зоны..

На чертеже приведена принципиаль-.. ная пневматическая схема предлагаемого регулятора.

Регулятор содержит сумматор 1, переменный дроссель 2, первое реле 3 переключения, емкость 4, образующие интегральное звено, постоянный дроссель 5, третье реле б переключения, повторители 7 и 8 со сдвигом, o6pa- . 40 зующие двухполярный источник линей- но-изменяющегося сигнала, пропорциональное звено 9,, индикатор 10 зоны,, состоящий из элементов 11 и 12 сравнения, задатчиков 13 и 14. верхнего . 45

Ре и нижнего Рн уровней индикации уровней ограничения выходного сигнала регулятора Р „„ (границы зоны не-: . чувствительности регулятора ), четвертого и пятого реле 15, 16 переключений, второе реле 17 переключения, а также пневматическую кнопку 18.

Минусовая и первая плюсовая каме».. ры сумматора 1 соединены с каналами регулируемой переменной P и задающе го воздействия Р> К первому и вторО-55 му входам пропорционального звена 9 подключены выход сумматора 1 и его вторая плюсовая камера. Выход пропорционального звена 9 Veы соединен с плюсовыми камерами элементов 11 и 12"60 сравнения, индикатора 10 зоны и нормально открытым соплом второго реле

17 переключения, нормально закрытое сопло которого связано с каналом дистанционного (ручного ) управле- 65

1040466 зоны имеет значение логический нуль" (Рк =О). В первом реле 3 переключения нормально открытое сопло открыто.

Выход сумматора, 1 через переменный настраиваемый дроссель 2 и верхнее открытое сопло первого реле 3 переключения соединен с емкостью 4 °

Регулятор реализует заданный пропорционально-интегральный закон с линейной статической характеристикой.

Когда выходной сигнал регулятора

Р 1,„, изменяясь, становится больше верхнего граничного уровня РЗ, на выходе Р„ и выходе Рк элемента 11 сравнения в индикаторе 10 зоны формируются сигналы логическая единица

Рк„ =1, Риг =1), реле 3 и б переключаются, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад дав лений - . В результате давление в . емкости 4 и в .плюсовой камере сумматора 1 уменьшается с постоянно1 скоростью, величина которой зависит от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 7. Уменьшение давления в емкости 4 — выходного сигнала интегрального звена - приводит к уменьшению выходного давления .регулятора до уровня Р>, Когда же выходной сигнал, изменяясь, становится меньше нижнего граничного уровня Р, единичный сигнал возникает только на выходе Р« индикатора зоны (Р „ 1, Р . =0) первое реле 3 переключается, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со .сдвигом создается по«l ложительный перепад давления + . В результате давление в емкости 4 увеличивается с постоянной скоростью, величина которой также зависит только от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 8» Увеличение давления в емкости 4 интегрального звена приводит к увеличению выходного давления регулятора до УРовнЯ Рн °

В режиме дистанционного управления подается команда Р„, равная единице (1, 4 кг/сь| }, вследствие чего переключаются реле 15-17; Управление"исполнительным механизмом осуществляется от канала дистанционного управления Р „ . Давление канала Р> через открытые (с помощью

Р„„и пйевматической кнопки 18) сойла реле 15 и 16 поступает в минусовые камеры элементов 11 и 12 сравнения.

Если выходное давление пропорционального звена Рз д больше давления на .исполнительном механизме P„„, то на выходах Рк и Р индикатора 10 зоны формируются единичные сигналы (Pg, =1 и Р„ -1). Реле 3 и б переключаются, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад давлений -д. Аналогично описанному процессу уменьшается давление в емкости 4 и на выходе пропорционально го звена 9 Р@„ до Уровня Р».

15 Аналогично, если Р к мейьше Р ц единичный сигнал возникает только на выходе Р индикатора зоны (Р =1, Р =О). Переключается первое

Р реле 3, и на постоянном дросселе 5

70 с помощью повторителя 8 со сдвигом создается положительный перепад .давлениф +h. Давление увеличивается в емкости 4 и на выходе пропорционального звена 9 Рэ „ до уров25 ня РюмВ результате при нажатии пневматической -кнопки 18 в режиме дистанционного управления (Р„ =1) после истечения некоторого времени происходит непрерывное переключение (режим переключений) реле 3 и б.

Вследствие этого выход пропорционального звена Р ц, удерживается на уровне Р ц, т.е. давление Р „„ следит эа давлением в выходной линии Р„ регулятора.

Таким образом, переход на режим автоматического управления даже при неравенстве регулируемой вели40 чины Р„ ее.заданному значению Р> осуществляется без скачка давления в выходной линии Р„ регулятора.

При йспользовании предлагаеМой «l схемы выходной сигнал регулятора

45 ограничивается на заданных уровнях, а также обеспечивается безударный переход с дистанционного управления на автоматическое. Все это позволит повысить качество регулирования

50 эа счет повышения точности регулятора в условиях длительно действующих и больших по величине возмущений, в частности при пусковым режимах реакторов периодического действия, а также расширит область применения регулятора.

1040466

Составитель А. Говоров

Редактор A. Курах Техред Я.Гайду. Корректор Г. Огар

Эакаэ 6928/51 Тирам 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.. Уигород, ул. Проектная, 4