Пневматический регулятор

 

Изобретение относится к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров. Регулятор состоит из пропорционального звена и реле переключения с задатчиками верхней и нижней границ зоны нечувствительности , а также индикатора зоны. Предлагаемые совокупности соединений и использование дополнительных элементов позволяют повысить точность регулятора, так как, в частности , исключаются какие-либо превышения выходным сигналом установленных Пределов, а также реализовать функции ifi звена двустороннего ограничения в выходном канале регулятора прость т средствами: двумя реле переключения с постоянными дросселями, 1 ил. ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (д1) 4 С 05 В 11/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ":"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3856633/24-24 (22) 19.02.85 (46) 07.10.86. Бюл. Р 37 (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Московский завод точных измерительных приборов "Тизприбор" (72) В.И. Баженов, В.И. Белов, А.И. Бирман, А.А. Говоров, В.И. Першенков, В.B. Подсевалов и Л.П. Шершнев (53) 621-525(088.8) (56) Алгоритмы и техническая реализация систем прямого цифрового управления. M. ВНИИТЭИприборостроения. 1978, с. 48.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1040466, кл. G 05 В 11/50, 1983. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров. Регулятор состоит из пропорционального звена и реле переключения с эадатчика— ми верхней и нижней границ эоны нечувствительности, а также индикатора зоны. Предлагаемые совокупности соединений и использование дополнительных элементов позволяют повысить точность регулятора, так как, в частности, исключаются какие-либо превышения выходным сигналом установленных пределов, а также реализовать функции звена двустороннего ограничения в выходном канале регулятора простыми средствами: двумя реле переключения с постоянными дросселями. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров: давления, темпера.туры, влажности и т.д.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение регулятора.

На чертеже приведена принципиальная схема регулятора.

Регулятор содержит пропорциональное звено 1, емкость 2, первый переменный дроссель 3 настройки времени изодрома, первое 4 и второе 5 реле переключения, второй переменный дроссель б, индикатор 7 зоны, включающий 1 первый 8 и второй 9 элементы сравнения, элемент ИЛИ 10, третье 11 и четвертое 12 реле переключения, а также пневматическую кнопку 13, задатчики 14 и 15 соответственно нижней и верхней границ зоны нечувствительности, первый 16, второй 17 и третий

18 постоянные дроссели, усилитель 19 мощности и пятое 20, шестое 21, седьмое 22 реле переключения.

Входы пропорционального звена 1 соединены с входными каналами задания

Р и параметра Р„, выход его через первое реле 4 переключения и первый переменный дроссель 3 подключен к емкости 2, его единичному входу и выходу второго переменного дросселя

6, вход которого через второе реле

5 переключения соединен с выходом

Р„„ первого элемента 8 сравнения, который подключен также к управляющей камере шестого реле 21 переключения и одному входу элемента ИЛИ 10, другой вход которой подключен к выходу Р, второго элемента 9 сравнения и управляющей камере седьмого реле

22 переключения. Выход Р„ элемента

ИЛИ соединен с управляющими камерами первого 4 и второго 5 реле переключений. Выход пропорционального звена соединен также с минусовой и плюсовой камерами соответственно первого 8 и второго 9 элементов сравнения, другие плюсовая и минусовая камеры этих элементов сравнения соединены с выходамн соответственно третьего 11 и четвертого 12 реле переключений, первые входы которых соединены с задатчиками 14 и 15 соответственно нижней Р и верхней Рц границ зоны нечувствительности. Вторые входы репе

i1 и 12 соединены с выходным каналом

Р „„ регулятора, а управляющие камеры

62449 этих реле через пневматическую кнопку 13 соединены с управляющим каналом

Р„ регулятора и управляющей камерой пятого реле 20 переключения. Выход

5 реле 20 соединен с выходным каналом регулятора Р » первый вход этого реле подключен к каналу дистанционного управления Р „, а второй вход— к выходу усилитель 19 мощности, вход которого соединен с выходом шестого

10 реле 21 переключения. Первые входы шестого 21 и седьмого 22 реле переключений соединены соответственно через второй 17 и третий 18 постоянные дроссели с задатчиками 14 и 15 соответственно нижней Р„ и верхней Р границ зоны нечувствительности. Другой вход реле 21 соединен с выходом реле 22, вход которого через первый постоянный дроссель t6 подключен к выходу пропорционального звена 1.

50 выходом усилителя 19 мощности. Регулятор реализует заданный пропорционально интегральный закон с линейной статической характеристикой, Когда выходной сигнал регулятора, изменяясь, становится меньше нижнего граничного уровня Р, на выходе

P„„ первого элемента 8 сравнения и на выходе Рк элемента ИЛИ 10 формиРегулятор работает следующим образомм.

В режиме автоматического управления в управляющем канале команда P„ „ равна нулю (ОКПА), вследствие чего исполнительный механизм (выходной канал регулятора Рцц„ ) соединяется с выходом пропорционального звена через

30 регулятор реле 20-22. В плюсовую камеру первого и минусовую камеру второго элементов 8 и 9 сравнения через реле 11 и 12 поступают давления от задатчиков 14 и 15 нижнего Р„ и верхнего Р уровней ограничения — заданного диапазона давлений. В этом режие регулятор осуществляет. заданный пропорционально интегральный закон регулирования.

Причем, пока выходнои сигнал P регулятора находится в пределах за-, данного диапазона давлений, т.е. пока

Р„ а Р,ы„<Р выход Р„ индикатора

7 зоны Р„ имеет значение логический нуль (Р = 0 кПа) . Выход пропорционального звена через реле 4 и переменный дроссель 3 соединен с емкостью 2, а через первый постоянный дроссель 16 и реле 21 и 22 — с

1262449 руются единичные логические сигналы.

Соответственно первое 4, второе 5 и шестое 21 реле переключения перебрасываются, отключая выход пропорционального звена от входа к первому переменному дросселю 3"и от входа усилителя 19 мощности, который подключается к задатчику 14 нижней границы Р„ зоны нечувствительности. Одновременно вход второго переменного 10 дросселя 6 через реле 5 подключается к выходу Р„„, равному 140 кПа (давление питания), соответствующему единичному логическому сигналу.

В результате выходной сигнал ре- 15 гулятора будет равен нижнему допускаемому уровню Р, а давление в емкости 2 увеличивается и соответственно давление на выходе пропорционального звена 1 до нижнего уровня P . Ско- 20 рость изменения давления в емкости 2 зависит от проводимости второго переменного дросселя 6.

Аналогично, при нарушении верхнего ограничения, т.е. при Рвы„ ) Рв !5 выходные сигналы индикатора 7 зоны приобретают значения P „ = О, Р„в =

=1 и Р = 1. Происходит переключение реле 4,5 и 22, на вход переменного дросселя 6 поступает сигнал Р„„ =0 (О кПа — атмосфера).

В результате выходной сигнал Р„д регулятора равен верхнему допускаемому уровню Рв, а давление в емкости 2 уменьшается и соответственно давление !

5 на выходе пропорционального звена 1 до верхнего уровня P .

Постоянные дроссели 16 — 18 (ф 0,18 мм) предотвращают короткие

0 замыкания линий выходных сигналов пронропорционального звена I и задатчиков 14 и 15 в моменты переключения реле 21 и 22. Первый постоянный дроссель 16 служит также для гашения ав5 токолебаний, возникающих при работе регулятора, во входной камере усилителя 19 мощности.

Таким образом, в процессе ограничения выходного сигнала пропорциональ ного звена выходной сигнал регулятора

P ы остается постоянным и равным соответствующему допускаемому уровню

Р„ или Рв, т.е. динамика процесса ограничения выходного сигнала пропор- ционального звена не сказывается на выходном сигнале регулятора. Это позволяет повысить точность регулятора.

В режиму дистанционного управления подается команда Р„р„, равная еди= единице (140 кПа), вследствие чего переключаются реле 11, 12 и 20. Управление исполнительным механизмом осуществляется от канала дистанционного управления Р . Давление канала

Р ч через переключившиеся (с помощью

P „,„. и пневматической кнопки 13) реле 11 и 12 поступает в плюсовую и минусовую камеры элементов 8 и 9 сравнения.

Если выходное давление пропорционального звена больше давления Рн на исполнительном механизме, то на, выходах Р„ и Р„ индикатора 7 эоны формируются единичные сигналы (Р„

=1 и Р =1). Реле 4 и 5 переключаются, вход переменного дросселя 6 соединяется с P„„ =0 (ОкПа). Аналогично описанному процессу уменьшается дав— ление в емкости 2 и на выходе пропорционального звена 1 до уровня P „.

Аналогично, если выход пропорцио-. нального звена меньше Р1„, то единичные сигналы формируются на выходах P„„ и Г„. Реле 4 и 5 переключаются, вход второго переменного дросселя 6 соединяется в Р„„ =1 (140 кПа).

Давление в емкости 2 и на выходе пропорционального звена 1 увеличивается до уровня P y .

В результате при нажатии пневма-. тической кнопки 13 в режиме дистанционного управления (Р„,„ =1) после истечения некоторого времени происходит непрерывное переключение реле

4 и 5. Вследствие этого. выход пропорционального звена уДерживается на уровне Р, т.е. давление на выходе пропорционального звена следит за давлением в выходной линии регулятора.

Таким обраэом, переход на режим автоматического управления даже при неравенстве регулируемой величины

P ее заданному значению Р> осуществляется без скачка давления в выходной линии Рв „ регулятора.

При использовании предлагаемой схемы выходной сигнал регулятора строго ограничивается на заданных уровнях, исключается возможность насыщения интегральной составляющей регулятора, динамика процесса ограничения выходного сигнала пропорционального звена не сказывается на выходном сигнале регулятора, простыми средствами реализуются функции звена дву449

ВНИИПИ Заказ 5424/44 Тираж 836

Подписное

ПРоизв.-аолигр. пр-тие» r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 2б2 стороннего ограничения выходного сигнала, а также обеспечивается безударный переход с дистанционного управления на автоматическое. Все это позволит повысить качество ре5 гулирования за счет повышения точности регулятора в условиях длительно действующих и больших по величине возмущений.

Формула изобретения

ЛО

Пневматический регулятор, содержащий пропорциональное звено, усилитель мощности, первое и второе реле переключения, емкость и первый перемен- .f5 ный дроссель настройки времени изодрома, индикатор зоны, включающий два элемента сравнения, элемент ИЛИ и третье и четвертое реле переключения, выходы которых подключены соответст- 20 венно к плюсовой и минусовой камерам первого и второго элементов сравнения, первые входы реле соединены с задатчиками соответственно нижней и верхней границ зоны нечувствительности, 25

1 вторые входы — с выходным каналом регулятора, который подключен к выходу усилителя мощности и к каналу дистанционного управления через пятое ререле переключения, управляющая каме- 30 ра которого соединена с управляющим каналом регулятора и управляющими камерами третьего и четвертого реле переключения, выход пропорционального звена соединен с его единичным входоМЗ5 и емкостью через последовательно включенные первое реле переключения и первый переменный дроссель и непосредственно — с минусовой и плюсовой камерами соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зоны, в котором выходной сигнал элемента ИЛИ подключен к управляющим камерам первого и второго реле переключения, .отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, в нем установлены шестое и седьмое реле переключения с тремя постоянными дросселями и второй переменный дроссель, выход которого соединен с емкостью, а вход через второе реле переключения подключен к выходу первого элемента сравнения в индикаторе зоны и управляющей камере шестого реле переключения, выход которого соединен с входом усилителя мощности, первый вход — с выходом седьмого реле переключения, первый вход которого через первый постоянный дроссель соединен с выходом пропорционального звена, управляющая камера — с выходом второго элемента сравнения, а другие входы шестого и седьмого реле переключения соответственно через второй и третий постоянные дроссели подключены к задатчикам соответственно нижней и верхней границ зоны нечувствительности, причем выходы элементов сравнения соединены с входами элемента ИЛИ.