Устройство для регулирования давления

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее последовательное соединенные камеру сжатого газа, вентиль, рабочую камеру, датчик давления и элемент сравнения, блок управления , датчик положения и исполнительный элемент, подключенные к управляющему входу вентиля входом и выходом соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно содержит два блока демпфирования, блок контроля и блок логики, причем каждый из двух входов блоков демпфирования соединен с каждым из выходов элемента сравнения, входы,управления которых подключены к третьему выходу блока логики, а выходы блоков демпфирования связаны с первым и вторым входами блока логики соответственно, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам блока управления, первый выход которого связан с вторым входом блока контроля и через управляющий вход исполнительного элемента - с его третьим входом , а второйвыход блока управления - с первым входом блока контроля, четвертый и пятый входы которого подключены к соответствующим выходам блока логики, первый, второй и третий выходы датчика положения подключены соответственно к третьему входу блока логики и шестому входу блока контроля, к четвертому входу блока логики, к пятому входу блока логики и седьмому входу блока контроля, первый и второй выходы которого связаны с третьим входом блока управления и шестым входом блока логики соответственно. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок логики содержит четыре элемента ИЛИ, два элемента И, два триггера, инвертор, один из входов первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом блока логики, другой вход - с одним из выходов второго триггера, а выход - с одним из входов третьего элемента ИЛИ и с пятым выходом блока логики, один из входов второго элемента ИЛИ связан с первым входом и четвертым выходом блока логики и первым входом четвертого элемента ИЛИ, другие входы второго и третьего i элементов ИЛИ подключены к выходам соответствующих элементов И, выход тре (Л тьего элемента ИЛИ связан с первым выходом блока логики, а выход второго элемента ИЛИ - с вторым выходом блока, шестой вход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, третий вход которого связан с одним из входов первого триггера и первым управляющим входом блока логики, второй управляющий вход которого о со ключен к другому входу первого триггера и одному из входов второго триггера , другой вход которого связан с выходом четвертого элемента ИЛИ, выход первого триггера подключен к первым входам элементов И, а другой выход второго триггера - к третьему выходу блока логики, вторые входы элементов И связаны соответственно с третьим и пятым входами блока, а третьи входы элементов И соединены между собой и через инвертор - с четвертым входом блока. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля содержит два элемента задержки, два элемента И-НЕ, два элемента И, четыре ключевых элемента , два резистора, два диода, мультивибратор , элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1190370 A (594 G 05 D 16 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3736837/24-24 (22) 04.05.84 (46) 07.11.85. Бюл. № 41 (72) В. И. Редченко, В. М. Миролюбский, В. А. Чароян и В. В. Куванов (53) 621.646.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 529448, кл. G 05, D 16/20, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 694843, кл. G 05 D 16/20, 1976. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее последовательное соединенные камеру сжатого газа, вентиль, рабочую камеру, датчик давления и элемент сравнения, блок управления, датчик положения и исполнительный элемент, подключенные к управляющему входу вентиля входом и выходом соответственно, отличающееся тем, что, с целью по вы шения надежности, оно содержит два блока демпфирования, блок контроля и блок логики, причем каждый из двух входов блоков демпфирования соединен с каждым из выходов элемента сравнения, входы. управления которых подключены к третьему выходу блока логики, а выходы блоков демпфирования связаны с первым и вторым входами блока логики соответственно, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам блока управления, первый выход которого связан с вторым входом блока контроля и через управляющий вход исполнительного элемента — с его третьим входом, а второй выход блока управления —с первым входом блока контроля, четвертый и пятый входы которого подключены к соответствующим выходам блока логики, первый, второй и третий выходы датчика положения подключены соответственно к третьему входу блока логики и шестому входу блока контроля, к четвертому входу блока логики, к пятому входу блока логики и седьмому входу блока контроля, первый и второй выходы которого связаны с третьим входом блока управления и шестым входом блока логики соответственно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок логики содержит четыре элемента ИЛИ, два элемента И, два триггера, инвертор, один из входов первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом блока логики, другой вход с одним из выходов второго триггера, а выход — с одним из входов третьего элемента ИЛИ и с пятым выходом блока логики, один из входов второго элемента ИЛИ связан с первым входом и четвертым выходом блока логики и первым входом четвертого элемента

ИЛИ, другие входы второго и третьего д элементов ИЛИ подключены к выходам Ж соответствующих элементов И, выход тре- у тьего элемента ИЛИ связан с первым фью/ выходом блока логики, а выход второго элемента ИЛИ вЂ” с вторым выходом блока, шестой вход которого подключен к второму входу четвертого элементаИЛИ, третий вход которого связан с одним из входов первого триггера и первым управляющим входом блока логики, второй управляющий вход которого подключен к другому входу первого триг- (;ф гера и одному из входов второго триг- р гера, другой вход которого связан с выходом четвертого элемента ИЛИ, выход первого триггера подключен к первым 4 входам элементов И, а другой выход ) второго триггера — к третьему выходу блока логики, вторые входы элементов

И связаны соответственно с третьим и пятым входами блока, а третьи входы элемен- )ф тов И соединены между собой и через инвертор — с четвертым входом блока.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля содержит два элемента задержки, два элемента И вЂ” НЕ, два элемента И, четыре ключевых элемента, два резистора, два диода, мультивибратор, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ—

1190370

НЕ, первый и второй входы блока контроля связаны между собой через последовательно соединенные первый ключевой элемент и один из диодов, а также через второй ключевой элемент и другой диод, причем диоды соединены с вторыми входами блока разноименными электродами, а ключевые элементы — управляющими входами — с первым входом блока, выходы ключевых элементов подключены к первым входам элементов И соответственно, каждый второй вход которых связан с первыми входами элементов И вЂ” НЕ и через элементы задержки — с четвертым и пятым входами блока контроля соответственно, второй вход одного элемента И вЂ” НЕ подключен к шестому входу блока, а второй вход другого элемента И вЂ” НŠ— к седьмому входу блока контроля, третьему входу другого элемента И вЂ” НЕ, третьему входу одного элемента И и одному из входов мультивибратора, другой вход которого связай с третьими входами другого элемента И, другого элемента И вЂ” НЕ и пятым входом блока, третий вход которого подключен к входу третьего ключевого элемента, через первый резистор — к входам четвертого ключевого элемента и нуль-органа, связанного через второй резистор с выходами третьего и четвертого ключевых элементов, управляющие входы которых подключены к выходу мультивибратора и первому управляющему входу блока

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического регулирования давления газа в устройствах газодинамики, системах регулирования давления и расхода газовых потоков, для проверки моновакуометров и датчиков давлений, а также для измерителей скорости воздушного потока.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока логики; на фиг. 3— функциональная схема блока контроля; на фиг. 4 — функциональная схема блока демпфирования.

Устройство содержит (фиг. 1) рабочую камеру 1, камеру 2 сжатого газа, регулирующий вентиль 3, датчик 4 давления, элемент 5 сравнения, блоки 6 и 7 демпфирования, блок 8 логики, блок 9 управления, блок 10 контроля, исполнительный элемент 11, датчик 12 положения и выходной узел 13.

20 контроля, связанному с входом управления нуль-органа соответственно, выходы элементов И вЂ” НЕ подключены соответственно к двум входам элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом нуль-органа и информационной шиной, а четвертый вход — с вторым управляющим входом блока контроля, выходы элементов И связаны с информационной шиной и с входами элемента ИЛИ—

НЕ соответственно, выход элемента ИЛИ подключен к первому выходу блока контроля, а выход элемента ИЛИ-НŠ— к второму выходу.

4. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что блок демпфирования содержит пороговый элемент, ключевой элемент, последовательную RC-цепь, три диода и резистор, один вход блока демпфирования соединен с входами порогового и ключевого элементов, конденсатором RC-цепи, резистор которой связан с выходами порогового и ключевого элементов через первый диод и резистор соответственно, а через второй диод — с выходом блока, .соединенного через третий диод с выходом порогового элемента, при этом второй и третий диоды связаны одноименными электродами, управляющие входы ключевого и порогового элементов соединены с другим и третьим входами блока демпфирования соответственно.

Блок логики (фиг. 2) содержит четыре элемента ИЛИ 14 — 17, два элемента И

18 и 19, два триггера 20 и 21 и инвертор 22.

Блок контроля (фиг. 3) содержит два элемента 23 и 24 задержки, два элемента И вЂ” НЕ 25 и 26, два элемента И

27 и 28, четыре ключевых элемента 29—

32, два резистора 33 и 34, два диода

35 и 36, мультивибратор 37, элемент

ИЛИ 38, элемент ИЛИ вЂ” НЕ 39 и нульорган 40.

Блок демпфирования (фиг. 4) содержит пороговый элемент 41, ключевой элемент 42, последовательную RC-цепь (конденсатор 43 и резистор 44), три диода

45 — 47 и резистор 48.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей питания на устройство подается сигнал исходного состояния (И, ) на первый управляющий вход блока 8 логики. После подачи питания данный сигнал снимается. Время снятия сигнала . И„, выбирается таким, чтобы

1190370,5

15 данный сигнал перекрывал переходные процессы в устройстве. Триггеры 20 и 21 устанавливаются в состояние «О» и разрешают прохождение сигнала через элементы И 18 и 19 блока 8 логики. В случае, если регулирующий вентиль 3 находится не в закрытом состоянии, то соответственно отклонен и датчик 12 положения. В этом случае с соответствующего выхода датчика

12 положения через второй 15 или третий 16 элементы ИЛИ поступает сигнал, управляющий при помощи блока 9 управления исполнительным элементом 11 до тех пор пока не появится сигнал на выходе «О» датчика 12 положения. Связь датчика 12 положения с исполнительным элементом 12 и регулирующим вентилем 3 осуществляется обычно механически. При выработке датчиком 12 положения сигнала на выходе

«О» на выходе инвертора 22 блока 8 логики появляется сигнал, запрещающий прохождение информации через элементы

И 18 и 19. В этом случае регулирующий вентиль 3 находится в исходном положении (закрыт). При любом последующем отклонении регулирующего вентиля 3 за счет любых помех или любых ненормированных процессов, он приводится в исходное состояние аналогично изложенному, а вход устройства закрывается сигналом с григгера 20.

При поступлении на второй управляющий вход блока 8 логики сигнала включение (ВКЛ) триггеры 20 и 21 установятся в состояние «1> и элементы И

18 и 19 закроются, т.е. схема установки исходного состояния отключается, а через первый элемент ИЛИ 14 с единичного выхода триггера 20 на блок 9 управления будет поступать сигнал принудительного открытия регулирующего вентиля 3 до тех пор, пока давление в рабочей камере 1, индицируемое датчиком 4 давления не достигнет величины, находящейся между верхним п ределом допуска элемента 5 сравнения на величину давления и его номиналом. В это время на выходе

«Макс» элемента 5 сравнения вырабатывается сигнал, устанавливающий через четвертый элемент ИЛИ 17 в состояние «О» триггер 21, т.е. сигнал принудительного открытия вентиля 3 снимается, вход устройства открывается и подается сигнал закрытия регулирующего вентиля 3 до тех пор пока давление в рабочей камере не достигнет величины, находящейся между нижним пределом допуска на величину давления и его номиналом. В это время на выходе «Мин» панели вырабатывается сигнал на открытие регулирующего вентиля 3. Далее процесс повторяется, поддерживая величину давления в рабочей камере 1 постоянной и близкой к номинальной. Заданный предел регулирования определяется выработкой на выходах «Макс»

55 или «Мин» элемента сравнения 5 дозированных сигналов. Датчик давления 4 обычно механически связан через преобразователь в круговое движение с движком, который, подключая ламели «Макс» и «Мин» элемента сравнения, осуществляет выдачу названных дозированных сигналов.

При возникновении неисправности в устройстве блока 10 контроля формирует сигнал неисправности, который устанавлив» ет в состояние «О» триггеры 20 и 21, включая схему закрытия вентиля 3 и прекращая прохождение сигналов с элемента 5 сравнения. Анализируются неисправности: датчика 4 давления, элемента 5 сравнения, блока 9 управления, а при применении в качестве исполнительного элемента

11 двигателя постоянного тока его режимы: пусковой и рабочий.

Анализ проводится следующим образом.

При поступлении сигнала на шину

«Проверка» проверочный ключ 31 закрывается и последовательно с обмоткой двигателя включается цепь из последовательно включенных первого 33 и второго 34 масштабных резисторов, величина которых выбирается таким образом, чтобы падение напряжения на них при нормальном рабочем токе двигателя не вызывало срабатывание нуль-органа 40, который также открывается сигналом «Проверка».

При поступлении сигналов реверсирования с выходов блока демпфирования срабатывает ждущий мультивибратор 37 на время, равное по длительности пусковому току, и второй масштабный резистор 34 будет зашунтирован проверочным ключом

32, т.е. ток протекает только через один резистор 33, величина которого выбрана так, чтобы при нормальном пусковом токе нуль-орган 40 не срабатывал. По окончанию режима пуска (окончание длительности импульса, формируемого мультивибратором 37) проверочный ключ 32 размыкается и начинается режим анализа рабочего тока (включено два масштабных резистора 33 и 34) . При выходе любого из названных параметров за пределы допустимых нуль-орган 40 срабатывает, и на выходе первого элемента 38 ИЛИ и на соответствующем выходе (ВН) сформируется сигнал неисправности исполнительного элемента 11. Данный вход в элементе

ИЛИ имеет приоритет и подчиняется сигналу «Опрос». Анализ неисправности датчика 4 давления, блоков 6 и 7 демпфирования и узлов блока 8 логики производится при помощи элементов задержки

23 и 24 и элементов И вЂ” НЕ 25 и 26 путем сравнения сигналов на входах элементов ИЛИ 15 и 16 с сигналами на выходах датчика 12 положения.

Работа блока управления построена так, что при отработке сигнала «Макс» эле1190370

Хц г

Фиг. 1 мента 5 сравнения датчик 12 положения вырабатывает на выходе сигнал «Мин» и наоборот. Сравнение производится через время окончания переходных процессов в устройстве, что определяется длительностью задержки элементов 23 и 24, причем соответствующий элемент И вЂ” НЕ 25 и 26 закрыт сигналом с работающего входа

Вх 5, Вх 7 блока 10 контроля. При несовпадении сигналов датчика 12 положения с сигналами элемента сравнения по приходу сигнала «Опрос» происходит отключение блока управления. Анализ работы блока 9 управления производится аналогично путем сравнения полярности сигналов выходов данного блока при помощи диодов

35 и 36 и ключевых элементов 29 и 30 с сигналами на входах элементов И 27 и 28 по сигналу «Опрос». При несовпадении названных сигналов формируется уровень на выходе второго элемента ИЛИ 39 блока

10 контроля, который включает сигнал закрытия (исходного) вентиля 3 на клеммы «Закрытие» приоритетно.

При работе подвижных частей в условиях вибраций, при их соударениях, при избытке кинетической энергии конструкций, при явлениях перерегулирования и т. д. на полезный сигнал с выходов элемента 5 сравнения накладывается сигнал вибраций, прерывая его. Такие вибрации обычно ненамного превышают частоту полезных сигналов, поэтому борьба с ним при помощи фильтров неэффективна, в систему вносятся значительные запаздывания, она усложняется. Для ликвидации явлений вибраций и дребезга применены боки 6 и 7 демпфирования. В них сигнал с выходов элемента 5 сравнения передним фронтом заряжает через диод 45 и резистор 44 конденсатор 43. Постоянная времени данной цепи выбирается такой, что конденсатор

43 полностью зарядится во время одного (первого) дребезга, а процессы в цепи заряда не влияют на входной сигнал, поскольку они развязаны диодом 45. При прекращении сигнала конденсатор 43 разря10 жается через большой проходимой импеданс порогового элемента 41, поддерживая на его выходе сигнал, достаточный для срабатывания элементов ИЛИ устройства. Следующий импульс дребезга производит подразрядку конденсатора 43. При изменении выхода блока демпфирования с «Макс» на

«Мин» или наоборот конденсатор из блока, с которого снят сигнал, разряжается путем включения разрядного резистора 48 соответствующим ключом 42. Постоянная разряда мала и не влияет на быстродействие схемы. На фиг. 4 показано включение диодов для отработки сигналов «-», при отработке сигналов «+» полярность диодов изменяется на обратную.

Таким образом, устройство обеспечивает

25 повышение надежности за счет того, что в нем исключается явление положительной связи, обеспечивается работоспособность при явлениях перерегулирования; устраняются также влияние дребезга и потеря работоспособности в условиях вибрации. Эти зо качества, а также анализ неисправностей, позволяет ликвидировать аварийные ситуации и позволяет применять предлагаемое устройство в резервированных комплексах.

Вых 1

Вых.Л

Фиг. 2 небытие

1190370

Составитель Г. Крейман

Редактор Н. Пушненкова Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 6982/51 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4