Регулятор расхода

 

Изобретение относится к строительной и горнодобывающей технике и может найти применение при регулиро - вании подачи воды .в высокопроизводительных смесительно-нагнетательных установках, предназначенных для непрег рывного приготовления и дистанционной перекачки бетонной смеси, используемой для сооружения взрывоустойчивых перемычек в шахтах. Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия регулятора. Поставленная цель достигается за счет того, что в регуляторе, содержащем датчик и задатчик, соединенные выходами с входами измерителя рассогласования, Подключенного выходом к входам блока определения модуля и блока определения знака, соединенного первым и вторым выходами с первым и вторым входам ми дискретного регулирующего блока, подключенного третьим входом к выходу генератора тактовых импульсов, а вы ходами - к входам многоканального исполнительного механизма, каждый канал которого содержит усилитель мощности и вентиль с электромагнитным приводом ,соединенный входом с выходом усилителя мощности, вход которого является входом исполнительного механизма , причем вентили всех каналов исполнительного механизма соединены между собой параллельно, генератор тактовых импульсов выполнен управляемым и его управляющий вход соединен с выходом блока выделения модуля, а дискретный регулирующий блок содержит источник постоянного напряжения и многоразрядный реверсивный сдвигающий регистр, входы управления сдвигом соединены с выходами блока определения знака, тактовый вход - с выходом гене ратора тактовых импульсов, информационные входы - с общей шиной и с выходом источника постоянного напряжения , а разрядные выходы - с входами многоканального исполнительного механизма , причем проходные сечения всех вентилей выполнены равными. 2 ил. i оз

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 011

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

А0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ}ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4282624/24 (22) 15.06,87 (46) 23,03.91. Бюл. 9 II (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела (72) В.Л. Горун (53) 62-50(088.8) (56) Патент ГДР Р 235123, кл. О п5 В !1/14, Р 27 О. 19/00, опублик. 1983, Авторское свидетельство СССР

Р 1477953, кл. С 05 В 11/01 22.12.86, Сосонкин В.Л. . Дискретная гидроавтаматика. М,: Машиностроение, 1972, с. 141-149 (54) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА (57) Изобретение относится к строительной и горнодобывающей технике и может найти применение при регулиро ванин подачи воды .в высокопроизводительных смесительно-нагнетательных установках, предназначенных для непре1": рывного -приготовления и дистанционной перекачки бетонной смеси, используемой для сооружения взрывоустойчивых перемычек в шахтах. Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия регулятора. Поставленная цель достигается за счет того, что в регуляторе, содержащем датчик и задатчик, соединенные выходами с входами измерителя рассогласования, подключенного выходом к входам блока

Изобретение относится к строительной и горнодобывающей технике и может найти применение при регулировании подачи воды в высокопроизводительных смесительно-нагнетательных установках, (5I)5 G 05 В 11/14, С 05 9 7/06

2 определения модуля и блока определения знака, соединенного первым и втоI рым выходами с первым и вторым входа-. ми дискретного регулирующего блока, подключенного третьим входом к выходу генератора тактовых импульсов, а вы ходами - к входам многоканального исполнительного механизма, каждый канал которого содержит усилитель мощности и вентиль с электрамагHHTHbIM приводом, соединенный входам с выходом усилителя мощности, вход которого апляется входом исполнительного механизма, причем вентили всех каналов исполнительного механизма соединены между собой параллельна, генератор д тактовых импульсов выполнен управляемым и его управляющий вход соединен с выходом блока выделения модуля, а дискретный регулирующий блок содержит С. источник .постоянного напряжения и многоразрядный реверсивный сдвигаю- ф щий регистр, входы управления. сдвигом соединены с выходами блока определения р знака, тактовый вход - с выходом геке- в© ратара тактовых импульсов, информационные входы — с общей шиной и с выходом источника постоянного напряжения, а разрядные выходы — с входами @ многоканального исполнительного меха- Рнизма, причем проходные сечения всех вентилей выполнены равными.

2 ила предназначенных для непрерывного приготовления и дистанционной пере-... качки бетонной смеси, используемой для сооружения взрывоустойчивых перемычек в шахтах.

1636830

Цель изобретения - повышение,, надежности и быстродействия регуля-. тора, На фиг.l приведена блок-схема регу5 лятора; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Регулятор содежит измеритель 1 рассогласования, блок 2 определения модуля, генератор Зттактовых импульcog, блок 4 определения знака, многоразрядный реверсивный сдвигающий ре- гистр 5, усилитель 6 мощности, электромагнитный привод 7, вентиль 8, трубопровод 9, датчик 10, задатчик 11, блок 12 аналого-дискретной обработки рассогласования параметра, дискрет ный регулирующий блок 13, многоканальный исполнительный механизм 14, источник 15 постоянного напряжения, общую шину 16 регулятора.

Обозначения, принятые на фиг.2:

U< О» — сигналы рассогласования на прямом и инверсном аналого-. вых выходах измерителя 1 рас-:25 согласования;

U — сигнал на выходе блока 4 oII2. ределения знака;

U — сигнал на входе блока 3 опре3. деления модуля;

U - частотно-модулированный сиг4 нал на выходе генератора 3 тактовых импульсов;

Ug))...,,U. — ЕИМ-сигналы на выходах Я,», И

Q+> i ° > Q И многокана»1ьнОгo

35 реверсивйого сдвигающего регистра 5 и соответствующее изменение расхода по каждому вентилю 8, равное АQ; суммарное изменение расхода через все вентили 8 во.времени, Генератор 3 тактовых импульсов, уп° равляемый модулем сигнала рассогласо- 45 вания U, выполняет в данном случае

»вункции преобразователя напряжение— частота, Проходные сечения всех вентилей 8 исполнительного механизма 14 выполнены одинаковыми.

Регулятор работает следующим образом.

При включении в момент t на первый вход измерителя 1 рассогласоват", Ф

»»ия поступает сигнал с выхода датчика 10 значительно превышающий норму, 5 определяемую задатчиком 11, Много«,Разрядный реверсивный сдвигающий ре».истр 5 очищен и все вентили 8 закрыты. Вследствие этого на прямом и инверсном выходах измерителя 1 рассогласования появляются напряжения рассогласования U1,0 значительной величины (фиг.?). В йромеяуток време- . ни от to до з. положительное.напряжение U (это напряжение сигнала рассогласования U<, прошедшее через блок .2 определения модуля) запускает генератор 3 тактовых импульсов, Одновременно блок 4 определения знака также запускается напряжением U и на время от йо до t> устанавливает на своих выходах код микроаперации

"Сдвиг влево" (фиг.2,И ), что разрешает многоразрядному реверсивному сдвигающему регистру 5 заполняться

"единицами", поступающими на второй информационный вход (DL=1).многоразрядного реверсивного сдвигающего регистра 5 с выхода источника 15 по стоянного напряжения. Количество этих "единиц" за этот промежуток времени равно количеству импульсбв, поступающих на тактовый вход С многоразрядного реверсивного сдвигающего регистра 5 с выхода генератора 3 тактовых импульсов, а изменение скорости заполнения зависит от изменения периода их поступления (фиг.2, U4,).

Итак, первый импульс в момент о на тактовом входе многоразрядного реверсивного сдвигающего регистра 5 вызывает появление первого !ДИМ-сигнала U »», на его первом разрядном выходе, который через соответствующий усилитель 6 мощности и электромагнитный привод,.7 открывает вентиль 8.

Вследствие этого на »;» увеличивается расход Ч жидкости (или газа), подаваемой по трубопроводу 9, уменьшая отклонение параметра от задания. Оно начинает уменьшаться, но ввиду недостаточности регулирующего воздействия исчезнуть не может.

Поэтому в моменты и,,t,,ty генератор 3 тактовых импульсов формирует еще импульсы, и аналогичным образом формируются еще ШИМ-сигналы

U»,...,Uq и т.д., включая соответствующие вентили 8, пока сигнал рассогласования Ul не достигнет нуля

s момент U< °

С уменьшением сигнала рассогласовния снижается частота импульсов на выходе генератора 3 тактовых импуль«

cos и соотвесттвенно увеличивается

36830 6 повышенное быстродействие регулятора.

Дополнительно, ввиду простоты и надежности конструкции вентилей 8 с элект. ромагнитным приводом 7 и функциональной простоты усилителя 6 мощности, а также . высокой надежности многоразрядного реверсивного сдвигающего регистра 5 в виде БИС, получается надежная в целом. конструкция регулятора.

При этом, одновременно, существенно возрастает функциональная надежность (живучесть) регулятора, выражающаяся в сохранении им своих характеристик в случае выхода из строя одного или даже нескольких ШИМ-каналов управления вентилями 8. Это следует из того, что в нормальном рабочем режиме регулятора часть вентилей

20 постоянно: открыта, а часть — постоянно закрыта (фиг.2, yQ), Кроме того, данный регулятор по сравнению с известным обладает следующими преимуществами:

25 . гибкостью структуры регулятора, заключающейся в возможности легко и просто наращивать пропускную способность регулятора изменением разрядности реверсивного сдвигающего ре30 гистра 5 и количества управляемых им вентилей 8; ремонтопригодностью, вытекающей иэ гибкости и живучести регулятора, в том числе и возможностью ремонта

"на ходу", без выключения; более низкой стоимостью за счет дешевизны вентилей 8 с электромагнитным приводом 7 и реверсивного сдвигающего регистра 5 в виде БИС;

40 улучшенными массогабаритными характеристиками за счет компактности вентилей 8 и их повышенной удельной прогускной способности, выражающейся как в отношении их веса или за-.

45 нимаемого объема к проходному сече,. нию; облегченными возможностями минна16 время между началами ШИМ-сигналов

Uq<,U,U@ и т.д.

z.

В момент .t напряжение U на

:входе блока 4 определения зна« ка меняет знак, и с этого мо мента на его .выходах устанавливается микрооперация "Сдвиг вправо" подготавливая многоразрядный реверсив"1 ный сдвиговый регистр 5 к заполнению

"нулями", поступающими на первый информационный вход (DR=0) многоразрядного реверсивного сдвигающего регист-. ра 5 с общей шины 16 регулятора. Это происходит один раз в момент (фиг.2, U<), когда напряжение рассогласования U воспринимается генеЪ ратором 3 тактовой частоты.

Вследствие этого 01ИМ-сигнал U в момент t< закончится, а вентиль 8, который открылся в момент t4 последним, закроется первым (фиг.2, Ug,g)

5 уменьшив расход,что вновь сведет рассогласование параметра к нулю к мо менту t . В дальнейшем рассогласование U, например, опять увеличивается в положительную область, и уже в момент .18 блок определения знака

4 снова переключается на микроопера т цию Сдвиг B eBott а в <: <1 начинает вырабатываться второй ШИМ-сигнал U@ ликвидирующий рассогласование.

Аналогично происходит регулирование и в промежутках -t, t<>-t<+ когда сначала отрицательное, а затем положительное значительное рассогласование, возникшее иэ-за каких-либо внешних возмущений, отрабатываются подачей liIHM-сигналов Uq U U на

3 44 ч5 соответствующие вентили 8.

Таким образом, многоразрядный реверсивный сдвигающий регистр 5, связанный своими выходами через усилители 6 мощности с множеством вентилей 8 с электромагнитным приводом 7 и управляемый по тактовому входу частотно-модулированным сигналом рассогласования, а по входам "управление сдвигом — полярностью (знаком) сигнала рассогласования при постоянных противоположных логических уровнях на первом и втором информационных входах, обеспечивает даже при малых: рассогласованиях релейное управление и, в сочетании с частотно-широтноимпульсным управлением, полное использование высокоскоростных свойств многоканального исполнительного механизма 14, за счет чего и достигается тюризации конструкции регулятора, прежде всего sa счет вентилей 8 и

50 простоты их сопряжения со схемой управления.

Формула и з о б р е т ения

РегулятоР Расхода, содержащий датчик и задатчик, соединенные выходами с соответствующими входами измерителя рассогласования, подключенного выходом к входам блока определения

163б830.модуля и блока определения знака, сое) диненного первым и вторым выходами с первым и с вторым входами дискретного регулирующего блока, подключенного третьим входом к выходу генератора

5 тактовых импульсов а выходами - к входам многоканального исполнительно- го механизма, каждый канал которого содержит усилитель мощности и вентиль с электромагнитным приводом, соединенный входом с выходом усилителя мощности, вход которого является входом канала исполнительного механизма, причем вентили всех каналов исполнительного механизма соединены между собой параллельно, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и быстродействия регулятора, в нем выход блока выделения модуля соеди нен с управляющим входом генератора тактовых импульсов, а дискретный регулирующий блок содержит источник постоянного напряжения и многоразрядный реверсивный сдвигающий регистр, первый и второй входы "Управления сдвигом11 и тактовый вход которого являются соответственно первым, вторым и третьим входами дискретного регулирующего блока, разрядные выходы - выходами дискретного регулирующего блока, а первый и второй инфорд мационные входы соединены с общей шиной регулятора и с выходом источника постоянного напряжения, причем проходные сечения всех вентилей исполнительного механизма выполнены равными, 1636830

Ugp аз

Ц24

О

Qgg

О 96

Q0

ЮФ

Qq

ЗВЯ

24Q

ВЯ о

Составитель Г. Нефедова

Редактор В. Данко Техред Я.Сердюкова Корректор Н. Ревская

Заказ 816 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскии комбинат Патент, г. Ужгород, у

lt II л. Гага ина 101