Устройство для регулирования давления

 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где необходимо снабжать потребителей сжатым газом постоянного давления. Цель изобретения - повышение точности и качества регулирования. Цель достигается за счет стабилизации давления в ресиверной емкости, играющей роль демпфера, путем выравнивания массового расхода газа, поступающего в эту емкость через регулятор расхода, и потребляемого из нее. В устройстве для реализации этого способа, включающем регулятор расхода, ресиверную емкость, потребители сжатого газа, блок управления, задатчик расхода газа, задатчик временных импульсов и формирователь управляющих команд, все вычислительные операции выполняются с помощью вычислителя значений давления и угла поворота дросселя по информации, поступающей с датчиков давления, датчика температуры и датчика угла поворота дросселя через вторичные преобразователи. 5 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)с G 05 В 16/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4628385/24 (22) 30,12.88 (46) 30,08.91. Бюл. t4 32 (72) В.М.Ноянов (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1275394, кл. G 05 0 16/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 980071, кл. 6 05 0 7/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано в различных отраслях промышленности при необходимости снабжения потребителей сжатым газом постоянного давления. Цель изобретения— повышение точности и качества регулироИзобретение относится к системам автоматического регулирования давления и предназначено для использования в различных отраслях промышленности при необходимости снабжения потребителей сжатым газом постоянного давления.

Цель изобретения — повышение точности и качества регулирования, Для расчета составляющей секундного расхода газа, идущего на компенсацию сигналов рассогласования, используют следующее соотношение, которым описывается закон ПИД-регулирования

G2= —.(ЛР+ — )6(ЛР)fit — Tg ) (1) о где 62 — секундный массовый расход газа;

50„„1674075 А1 вания. Цель достигается за счет стабилизации давления в ресиверной емкости в качестве демпфера путем выравнивания массового расхода газа, поступающего в эту емкость через регулятор расхода и потребляемого из нее, В устройстве для реализации этого способа. содержащем регулятор расхода, ресиверную емкость. потребители сжатого газа, блок управления, задатчик расхода газа, задатчик временных импульсов и формирователь управляющих команд, bee вычислительные операции выполняются в помощью вычислителя значений давления и угла поворота дросселя по информации, поступающей с датчиков давления, датчика температуры и датчика угла поворота дросселя через вторичные преобразователи, 1 з.п, ф-лы, 5 ил.

V — объем ресиверной емкости;

R — газовая постоянная;

Т, Р— температура и давление газовой среды с ресиверной емкости;

Л P — отклонение давления в емкости от заданной величины;

Т, Тя — постоянные времени интегрирования и дифференцирования соответственно: — текущее время техпроцесса.

Составляющая — f d (Л P 1а t эквиваТ„.

t лентна интегральной сумме —,, Л Р ts, — О

1674075 а дифференциальную составляющую можно представить в виде

Р. — Р .— (2) .

Q = v ар — g p< - —" "-" ), Я

z R. Ã Т д

" о где ts — длительность измерительного цикла (цикла регулирования);

Р -1 — величина регулируемого пара- 0

10 метра, полученная на предыдущем иэмериГельном цикле. г1а фиг.1 приведена функциональная

Схема устройства; на фиг.2 — функциональная электрическая схем; ; на фиг,3 — схема преобразователя частота—

Код и блока вычисления давления; на фиг.4 — схема блока коррекции и второго блока памяти; на фиг.5- графики изменения давлений на входе регулятора и в реси- 20 верной емкости, поясняющие принцип действия устройства:

Предварительно в ресиверной емкости создают избыточное давление, равное по величине тому значению, с которого начи- 25 нается технологический процесс, и устанавливают дросселирующие элементы регулятора на угол ан,, обеспечивающий на альный расход газа потребителям. Б память вычислителя вводят программы вычис- 30 ления параметров Рп, Prn, а и управления регулятором, градуировочные характеристики датчиков и другие данные, касающиеся выполнения всех расчетов.

Одновременно с подачей газа одному или нескольким потребителям открывают клапан, установленный на входе регулятора и включают в работу вычислитель, Последний в соответствии с записанной в его памяти программой циклически измеряет "0 усредненные значения давления Р, в ресиверной емкости, давления Ргп на входе регулятора и текущих значений угла а поворота дросселирующих элементов регулятора. Кроме того, в него поступает

45 информация о величине температуры газовой среды в ресиверной емкости и пример1 ном массовом расходе газа G2 из этой емкости, сформированная пропорционально числу включенных потребителей, По

50 окончании каждого измерительного цикла вычислитель определяет пеличину сигнала рассогласования Л Рп, как разность заданного Р д и измеренного давления в реси55 верной емкости

Ь Рп = Рзад Pï (4) и рвсход газа Gn необходимый для его l

Полученный результат суммируется с расходом газа 6г, 1

Gn = Gn+ G2 (5) после чего определяется новый угол ап настройки регулятора по его расходной характеристике, записываемой полиномом вида

Cb = L?nGn + L1n Gn+ Lon (6)

Гдв»2п, L1n, Lon — КОЭффИцИЕНтЫ ПОЛИНОМа, аппроксимирующие характеристику регулятора, Расходная характеристика регулятора не является однозначной функцией, а зависит от величины давления на его входе. При закритическом течении газа, на которое расчитан регулятор, массовый секундный расход газа

Рг — l <+ «+ >

RT2 где p — коэффициент расхода; ядр — площадь дросселирующего сечения;

Pr, Tr — давление и температура газа на входе в регулятор;

К вЂ” показатель адиабаты.

Для получения необходимой достоверности всех выполняемых расчетов в широком диапазоне давлений на входе газовой магистрали в память вычислителя вводят серИЮ КОЭффИцИЕНтОВ L2; L1, Lo аППрОКСИМации, относящихся к нескольким характеристикам регулятора, полученным экспериментальным путем при разных значениях входного давлеиия Pr . При вычислении угла ап по уравнению (6) используются те из них, которые соответствуют измеренному значению давления Ргп.

Полученное значение угла ап сравнивается в а, и если их разность превышает установленную зону нечувствительности, то вычислитель формирует управляющую команду на поднастройку регулятора расхода.

Если ап превышает текущее значение угла а», то следует команда на увеличение площади проходного сечения дросселирующих элементов, и наоборот при ап < Q формируется команда на уменьшение расхода газа. Управляющая команда снимается по достижении регулятором расчетного угла Qn, Устройство для регулирования давления содержит баллон 1 со сжатым газом, регулятор 2 расхода газа, включающий, Например, ЗПК 3-1, 3-2, расходную шайбу 4 и дроссель 5 с электрическим приводом 6 и датчиком 7 угла поворота, ресивврную емкость 8, в которую установлен датчик 9 температуры, датчики 10 и t1 давления, 1674075 потребители 12-1,...12-d газа, подключенные к емкости 8 через ЭПК 13-1„..13-d, блок

14 управления из коммутирующих элементов 15 и 16-1...,16-d, элемента ИЛИ 17 и ключей 18, 19-1,...19-d. посредством которых обмотки ЭПК 3-2 и 13-1,....13-d подключаются к питающей шине Uy, задатчик 20 временных импульсов, включающий генератор 21 импульсов, элемент И 22 и два делителя 23 и 24 частоты, вычислитель 25 значений давления и угла поворота дросселя, формирователь 26 управляющих команд, в состав которого входят ключи

27-1,...27-3, блок измерения 28 температуры, преобразователи 29 и 30 частота — код, преобразователь 31 напряжения, АЦП32 и задатчик 33 расхода газа, включающий, например, элементы 34-1 34-d памяти (шифраторы) и сумматор 35 кодов.

Вычислитель 25 значений давления и угла поворота дросселя образуют блоки 36 и 37 вычисления усредненных значений давления, блок 38 вычисления текущего значения угла поворота дросселя, вычитатели 39 и 40, регистр 41, блоки интегрирования 42 и дифференцирования 43, сумматоры 44 — 46 кодов, блоки 47 — 49 умножения, блоки 50, 51 памяти, блок 52 коррекции, блоки 53 — 56 сравнения кодов, элементы И 57 — 60, счетчики 61 и 62 импульсов, делитель 63 частоты и триггер 64.

Преобразователи частота — код в простейшем варианте содержат счетчики 65 и

66, регистр 67, триггер 68, элемент И 69 и элемент 70 задержки.

Каждый иэ вычислительных блоков 36—

38 включает в себя умножители 71 — 73, элементы 74 и 75-1,...;75-3 памяти. сумматоры 76 и 77 кодов, два регистра 78 и 79, делитель 80 кодов, счетчики 81 и 82 импульсов, триггер 83, элементы И 84 и 85 и элементы 86 и 87-задержки: Блоки 36 и 37 вычисляют усредненные значения давлений и их счетчики 82 обнуляются через каждые и импульсов тактовой частоты f . Блок

38 определяет текущее значение угла а и

его счетчик 82 имеет уставку, равную 1.

Блок 52 коррекции имеет элементы 88—

90 сравнения кодов, элементы И 91 и 92 и элементы 93 — 95 памяти (фиг.4). его выходы соединены с входами четырех групп элементов памяти 96-1,...,96-3, 97-1,... 7-3, 981,...98-3 и 99-1,...Я9-3 блока 51.

Для измерения давления использованы датчики 10 и 11 имеющие частотный выход и градуировочные характеристики вида

Р = A2F2+ А!Е+ Ао, (8) где Аг, А1, Ао — коэфифиценты аппроксимации;

à — частота измерительного сигнала.

Расходная шайба 4 регулятора 2 имеет небольшую площадь проходного сечения и вместе с ЭПК 3-1 используется для создания

5 предварительного давления в емкости 8.

Устройство работает следующим обраЗом.

В исходном состоянии коммутирующие элементы 15 и 16-1,...,16d и ключи 18 и 1910 1,...,19-d блока 14 разомкнуты, ЭПК 3-1, 3-2 и 13-1....,13-d закрыты. Дроссель 5 настроен

На УГОЛ анач, СоотВЕтСтауЮЩИй НаЧаЛЬНОМу расходу 62ндч Газа потребителям 12-1,...12d. Баллон 1 наполнен сжатым газом до дав15 ления Рг H . Элемент И 22 задатчика 20 закрыт. В вычислителе 25 счетчики 61 и 62, регистр 41 и триггер 64 обнулены, все элементы И 57 — 60 закрыты. На инверсных выходах элемента 56 сравнения сформиро20 ваны электрические сигналы "1".

В память блока 50 записан множитель

V —, относящийся к расчету расхода газа по

R уравнению (1). В элементы 75-1„75-3 памя25 ти вычислительного блока 36 записаны коэффициенты А2, А1 Ао аппроксимации градуировочной характеристики датчика 10, а блока 37 — датчика 11. В элементы 75 памяти третьего вычислительного блока

30 введены коэффициенты B2, В>, Во аппроксимации градуировочной характеристики датчика 7, приведенной к уравнению 2-й степени а) = В2 Ои + B1 U(7I + Bp, (9) где U — величина электрического сигнала, снимаемого с выхода этого датчика.

Счетчики 81 и 82, регистры 78 и 79 и элементы И 84 и 85 вычислительных блоков

40 36 — 38 находятся в обнуленном состоянии.

Для настройки блоков 51 и 52 рабочий диапазон изменения давления Рг на входе регулятора разбивают на несколько участКоВ и для каждого из них экспериментальным

45 путем получают усредненную расходную характеристику G2 = f (а) дросселя 5. Например, на графике фиг.5 выделены четыре таких участка — их границы обозначены индексами А, Б, В. Кодовые обозначения граничных давлений, соответствующих этим точкам и равных Рг1, Pr2, Ргз, записывают в элементы 93 — 95 памяти блока 52, а коэффициенты 1.;, Q, 1О аппроксимации усредненных расходных характеристик дросселя

5 — в элементы памяти 96 — 99 блока 51.

Поскольку снабжение потребителей 121...12-d газом осуществляется из емкости постоянного давления, то для каждого из них, например, экспериментальным путем, определяют массовые секундные расходы

1674075 при ожидаемой температуре газовой среды и записывают эти значения в элементы 341.„„34-d памяти задатчика 33.

Для создания предварительного давления в емкости 8, равного по величине Рэадн, замыкают коммутирующий элемент 15 блока

14 управления. Сформированный при этом потенциальный сигнал адресуется на один из входов элемента И 22, открывает его и импульсы напряжения с выхода генератора

21 дерез делитель 23 частоты начинакп поступать на синхронизирующие входы вычяслителя 25 и далее на счетный вход счетчика 61, который устанавливает очереднссть выполнения вычислительных операций блоками 36, 37 и 38, организуя послсдовательность измерительных циклов длительностью tç. В пределах каждого цикла производится и вычислений величин давления в емкости 8 и на входе регулятора расхода с последующим усреднением получаемых результатов и, например, Зп вычислений текущих значений угла поворота дросселя 5. Сущность этих вычислений сводится к следующему.

Осуществляется вычисление усредненных значений давления в ресиверной емкоci!: по кодовой информации, формируемой преобразователем 29, Принцип его действия основан на измерении длительности периода Tpi следования измерительных импульсов путем подсчета импульсов m опорной частоты 4 за этот временной интервал

1 п1 =- Tp! то =- — !o, r:„

Для повышения точности измерения накопление импульсов fo осуществляют в течение нескольких, например, ц, периодов.

Тогда код, выделяемый преобразователем

29 за интервал времени q Tp!, равен

KODFp! = q — f(> . (10)

F,îl, отеъзда

q fo KIР1 " Р! где Kp = qf0 — постоянный коэффициент, записываемый в память элемента 74 блока

36, Вычисление давления Р! осуществляется по командным импульсам, возбуждаемым на четвертом выходе счетчика 61. При этом в блок Зб считывается значение Fp! кода, а его триг -ер 83 устанавливается в единичное состояние, открывая элемент И

84 и задействуя е работу счетчик 81. Последний устанавливает необходимую последовательность включения элементов блока 36, следук>щим образом видоизменяя его схемы: — по первому синхроимпульсу умножитель 71 переводит K0DFp! в частоту Fp! измерительного сигнала датчика 10 по соотношению (10); — по второму и третьему синхроимпульсам умножители 72 и 73 и сумматор 76 преобразуют частоту Fp измерительного

"0 сигнала в физическую размерность параметра, используя градуировочную характеристику (8) датчика 10:

Pl = А2 F3! + А1 F p + Ар, где А2, А1, Ap — коэфифиценты аппроксимации, считываемые иэ элементов памяти 75; — по четвертому и пятому синхроимпульсам полученный результат с помощью сумматора 77 записывается в регистр 78; — по заполнению счетчика 81 производится его обнуление, включается триггер 83, закрывается элемент И 84, а содержимое счетчика 82 устанавливается на единицу; — при поступлении в блок 36 второго и последующих командных сигналов от счетчика 61, он аналогичным образом определяет текущие значения давлений Р2, Рз и т.д„а результаты вычислений накапливаются в регистре 78, т.е. содержимое последнего раино

P =PI+ P2+ Рз+,.;Р.= Х,Р1 (11) с — одновременно с обнулением счетчика

81 элемент 80 делит накопленную сумму давлений Р на число считанных счетчиком 82 синхроимпуаьсов, получая при этом усредненное значение давления Р!

Pcp — — ? Pi

1 (12) и, 40 которое переписывается.в регистр 79; — по заполнению счетчика 82 производится его обнуление, регистр 78 так же возвращается в исходное состояние, а на выход синхронизации выдается импульсный сигнал об окончании вычислительных операций в данном измерительном цикле.

Осуществляется вычисление усредненных значений давления на входе регулятора расхода. Оно производится блоком 37 по инициативным сигналам, возбуждаемым на втором выходе счетчика 61. Последовательность вычислений аналогична описанному выше (с учетом использования градуировочной характеристики датчика 11), Далее осуществляется вычисление текущих значений угла поворота дросселя 5 (для повышения точности настройки газового дросселя канал вычисления угла а должен иметь максимально возможную

1674075 частоту включений в работу блока 38; уела- поступать в ресиверную емкость 8. Расход занная на фиг.2 коммутация выходных це- газа определяется начальной настройкой пей счетчика 61 обеспечивает Зп включений дросселя 5 и примерно равен суммарному этого блока за время ts). Каждый вычисли- массовому расходу и рабочие потребители тельный цикл предусматривает 5 12-1,...12-d. В вычислителе 25 этот сигнал — считывание блоком 38 Q -кода, уста- адресуется на вход элемента И 57 и открыновленного на выходе АЦП 32 и пропорци- вает его для прохождения импульсов напряонального углу поворота дросселя 5; жения, возбуждаемых на — вычисление величины напряжения синхронизирующем выходе блока 36, на

Ор, снимаемого с датчика 7 и соответству- 10 вход триггера 64, В дальнейшем по окончающего а -коду нии каждого измерительного цикла этот триггер устанавливается в единичное состоЬ(; К004 ьп 1 яние и открывает элемент И 58, задействуя где К, — коэффициент преобразования бло- в Рабо у счетчик 62. Последний РаспРеделЯков 31 и 32 хранящийся в элементе 74 па- 15 ет синхРоимпУльсы 1 по входам УпРавлемяти; ния схемных элементов вычислителя 25, в — вычислениеугла ctl похарактеристи- .следующей очередности выполи"я расчеты ке (9) датчика 7; угла коррекции дросселя 5: — запись полученного результата в ре— первый синхроимпульс адресуется на гистр 79.

20 входы управления блоков 42 и 43, которые

В подготовительный период используются по этой команде опРеделлют инте. Ральлишь результьть| вычислений, выполняе- ную Л Р„,п и дифференциальную ЛРс п части мые блоком 36 — при формировании им- Управлен Я (3), используЯ информацию, вы- . пульсного сигнала на его деленную вычитателем 39 и блоком 36; синхронизирующем выходе включается в 25 — по второму синхроимпульсу сумматор работу вычитатель 39, который определяет 44 опРеделЯет Расчетный сигнал ошибки величину h, Рп сигнала рассогласования (4) (14) и адресует полученный результат на первые — третий синхроимпульс запускает умвходы элемента 53 сравнения кодов, По- ножитель 47, который по информации, счискольку в первоначальный момент времени 30 xv aa давление в ресиверной емкости 8 меньше температуры, сумматора 44 и блока 50 памязаданного уровня (Лрп > 0) то „a выходе ти, определЯет Расход Оп газа, необходиэтого элемента устанавливается управляю- мый для компенсации возникшего сигнала щий код К001, который транслируется в РассогласованиЯ в соответствии с Уравнеформирователь 26 и открывает ключ 27-1, подсоединяя обмотку ЭПК 3-1 к питающей G = — Л Р,, ц Ч шине Uy, ЭПК открывается и газ из баллона 1п (15)

1 начинает поступать в емкость 8. Когда, давление в ней повысится до заданного — по четвертому синхроимпульсу полуровня (Р ) p „) управляющий код на Ученный Резуль ат суммиРУетсЯ элементом

40 выходе элемента 53 не формируется, ключ 45 с величиной 6 Расхода газа, Установ7-1 размыкается и закрывает 3rlK3-1. ленной на выходах задатчика 33, а в его устройство считается подготовленным регистр 41 записываетсЯ значение давлек выполнению технологических работ. ния Pcp,p., которое в следующем измеридля подачи газа одному либо группе тельном цикле имеет индекс и-1;

45 потребителей 12-1,...,12-d замыкают соот— параллельно с этими вычислениями в ветствующие коммутирующие элементы 16 блок 52 коррекции поступае информация о

-d блока 14. При этом срабатывают величине давлениЯ Ргл на входе РегулЯтора ключи 19=1 19-0 и открываются ЭПК 13 2 и сРавниваетсЯ с данными, хРанЯщимисЯ

1,...,13-d, относящиеся к рабочим потреби- 50 в его элементах 93 — 95 памяти; телям. одновременно электрические — если, например, измеренноедавление сигналы с выходов включенных элементов Р превышает первое пороговое значение

16-1,...16-d поступают в задатчик 33, где они Р 1, то в Рабо у задействуетсв ерваЯ груп задействуют в работу соответствующие эле- па элементо 96-1,"г96-3 пам"ти блока 51, менты 34-1...,34 d памяти, и через элемент 55 QOPMvPye a Koan>uqueHTv L 1, L21, о1

ИЛИ 17 — в вычислитель 25 и на вход управ— по пятому и шестому синхроимпульления ключа 18. Последний подсоединяет, ca Y« o Te 48 и 49 и сУММаТоР обмотку ЭПК 3-2 к питающей ш не 0у, ЭПК определЯют Угол ап, на котоРый необходи3-2 срабатывает и газ из баллона 1 начинает мо повеРнУть ЛРоссель 5 дла заданиЯ вычис1674075

12 ленного расхода Gn .газа, по его рабочей характеристике (6); — по седьмому синхроимпульсу вычитатель 40 определяет приращение расчетного угла ап по отношению к фактическому углу настройки дросселя 5

Ла„= а„— а а элемент 55 сравнивает его с установленной зоной нечувствительности Лазн, — если Ла, < Лаз », то на выходе этого элемента формируется электрический сигнал, соответствующий "1", который подготавливает к работе элементы И 59 и 60; — элемент 54 сравненйя устанавливает знак управляющего воздействия; если а, по абсолютной величине больше того значения, нэ который дроссель установлен в данный момент времени (Лап > О ), то открывается элемент И 59, формируя управляющую команду со знаком "+" (KOD2), и дроссель начинает перестраиваться в сторону увеличения расхода газа; если Лап < О, то открывается элемент И 60 и формируется команда (К003) на перестройку дросселя 5 в сторону уменьшения секундного расхода газа.

Элемент 56 предназначен для определения момента снятия управляющего воздействия. Он непременно сравнивает величину расчетного угла ап с его текущим значением а, вычисляемым блоком 38, и по их сравнению снимает напряжение с соответствующего инверсного выхода (условие окончания Перестройки дросселя при его повороте в сторону увеличения расхода газа записывается в виде неравенства с4 ап, а при повороте в противоположную сторону а «= ап ).

При несоответствии расхода газа в рабочие потребители 12-1...,12-d начальной настройке дросселя 5 давление в ресиверной емкости изменяется в какую-либо сторону и блок 39 выделяет сигнал рассогласования соответствующей величины. Например, в момент времени t1(фиг.56) он станет равным -AP1. В соответствии с законом ПИД-регулирования (3) пропорциональная составляющая коррекции расхода

V газа равна произведению Л Р 1, где

ВТ1

Г1 — текущее значение температуры газа в емкости 8. По мере компенсации Л Р1 она уменьшается и в конечном итоге (момент времени t2) станет близкой нулю, Физически она означает импульс расхода газа, который сообщается емкости В для лзменения в ней давления на величину

ЛР1, В результате проведеной коррекции дроссель 5 поворачивается на угол а1, а расход газа в емкость 8 изменяется на величину ЛG21и приближается к расходу газа

5 в рабочие потребители, Это приращение пропорционально увеличению интеграль1 ной суммы — AP> ts наотрезкет1 — t2.

Tï

Действие дифференциальной составляю10 Н щей h, Pd также как и пропорциональной части, носит импульсный характер.

Она демпфирует динамические процессы в газовом тракте, исключая автоколебания регулируемого параметра.

Аналогичным образом производится коррекция настройки дросселя 5 при появлении в контуре обратной связи сигнала рассогласования отрицательной полярно20 сти (интервал тз — тф

При изменении количества включенных в работу потребителей 12-1, .>12-d на выходе задатчика 33 устанавливается новое значение расхода 6 газа, и дроссель 5 перестраивается наугол аз ступенчато(момент временит5), увеличивая приток газа в емкость 8 соответственно изменению скорости ее опорожнения, По мере расходования газа давление в баллоне 1, а соответственно нэ входе регулятора 2, постепенно понижается (график фиг.5а). По достижении первого порогового уровня Р<1, в блоке 52 срабатывает элемент

88 сравнения и напряжение с его инверсного выхода переключаешься на прямой выход, В результате открывается элемент И 91 и на выходах блока 51 памяти формируются коэффициенты L1-2, L2-2, и L0-2, относящиеся к расходной характеристике дросселя 5 для

40 интервала давлений pr1 — Рг2. При падении давления до величины Рг2, срабатывает элемент 89 сравнения, который закрывает элемент И 91 и открывает элемент И 92.

Последний формирует коэффициенты L1-з, 45 L2-ç, L0-з, относящиеся к расходной характеристике дросселя 5 третьего участка и т.д.

Для повышения точности измерения давления в схему каждого из преобразователей 29 и 30 включены триггер 68 и элемент

И 69, посредством которых организовано заполнение счетчика 66 строго по передним фронтам измеритьельных импульсов Fp, А именно первый импульс Fp, записываемый всчетчик 65,,устанавливает в единичное состояние триггер 68. открывает элемент И 69. подключая выход генератора 21 опорной частоты f< к счетному входу счетчика 66. После прохождения q импульсов измерительной частоты Рр на выходе переполнения счетчи13

1674075 ка 65 возбуждается сигнал, который переводит триггер 68 в исходное состояние, закрывая элемент И 69. Одновременно содержимое счетчика 66 переписывается в регистр 67. Затем цикл измерения частоты

Fp повторяется.

При необходимости давление газа на входах потребителей 12-1„..12-d может быть изменена, Для этого программным способом переписывают значение уставки

Рз д на входе блока 39. Схема вычислителя

25 воспринимает это как появление сигнала рассогласования соответствующей полярности и выполняет расчеты новых углов настройки дросселя 5 аналогично описанному, обеспечивая оптимальную длительность переходного процесса.

ЭПК 3-1 работает в пульсирующем режиме. Расход газа через него незначителен и не сказывается на качестве регулирования.

Регулирование давления прекращается одновременно е закрытием всех ЭПК 131,,13-d. При этом обесточивается обмотка

ЭПК 3-2 и расход газа в емкость 8 также прекращается.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования давления, содержащее газовую магистраль с регулятором расхода газа, первый датчик давления, датчик температуры, подключенный к входу блока измерения температуры, блок управления, первый выход которого соединен с входом задатчика временных импульсов, формирователь управляющих команд, выходом подключенный к первому управляющему входу регулятора расхода газа, второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления и последовательно соединенные преобразователь напряжения и аналого-цифровой преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и качества регулирования, в него введены второй датчик давления, установленный на входе регулятора расхода газа, задатчик расхода газа, два преобразователя частота — код и вычислитель значений давления и угла поворота дросселя, а первый датчик давления и датчик температуры установлены в емкости, сообщенной входом с регулятором расхода газа, а выходом через клапаны — с потребителями сжатого газа, при этом первый информационный вход вычислителя значений давления и угла поворота дросселя соединен с .выходом блока измерения температуры, его второй и третий информационные входы через преобразователи частота — код подключены к выходам первого и второго датчиков давления соответственно, а четвертый информационный вход через аналого-цифровой преобразователь и преобразователь напряжения — к информационному выходу регулятора расхода газа, третий выход блока управления соединен с управля)ащими входами клапанов, а ега четвертый выход — с входом запуска вычислителя значений давления и угля поворота дросселя, первые и второй входы зядатчика расхода газа соединены соответственно с

10 пятым входам блока управления и с первым выходам задатчика временных импульсов, второй выход которого подключен к второму входу преобразователя частота — кад, а третий выход — к входам синхроимпульсав вычислителя значений давления и угла поворота дросселя и блока измерения температуры, пятый информационный вход вычислителя значений давления и угла поворота дросселя соединен с выходом задатчика расхода газа, а выходы вычислителя подключены к соответствующим входам формирователя значений давления и угля поворота дросселя управляющих команд.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е20

25 формационный выход первого блока вычисления усредненных значений давления соединен с первыми входами первого вычи50 тателя и блока дифференцирования соответственна и через регистр — с вторым входом этого блока, выход первого вычитателя соединен с первыми входами первого блок- сравнения кодов и первого сумматора кодов соответственна и через блок интегрирования — c вторым входом этого сумматора, третий вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, второй и

55 третий входы первого блока умножения соединены соответственно с выходами перс я тем, что вычислитель значений давления и угла поворота дросселя содержит два блока вычисления усредненных значений давления, блок вычисления текущего значения

30 угла поворота дросселирующих элементов регулятора расхода газа, два вычитателя, регистр, блоки интегрирования и дифференцирования, три сумматора кодов, три блока умножения, два блока памяти, блок

35 коррекции, четыре блока сравнения кодов четыре элемента И, два счетчика импульсов, делитель частоты и триггер, при этом первый вход вычислителя значений давления и угла поворота драссе40 ля соединены с первым входом первого блока умножения, его второй, третий и четвертый информационные входы соединены соответственно с информационными входами блоков вычисления усредненных значе45 ний давления и текущего значения угла поворота дросселирующих элементов, ин1674075

16 ваго сумматора кодов и первого блока памяти, а его вход подключен к первому входу второго сумматора кодов, второй вход которого соединен с пятым информационным входом вычислителя значений давления и угла поворота дросселя, первый вход второго блока умножения и первый и второй входы третьего блока умножения объединены между собой и подключены к выходу второго сумматора кодов, выходы этих блоков умножения соединены с первым и вторым входами третьего сумматора кодов соответственно, а второй вход второго блока умножения, третий вход третьего -блока умножения и третий вход третьего сумматора кодов подключены к соответствующим выходам второго блока памяти, выход третьего сумматора кодов соединен с первыми входами вычислителя значений давления и угла поворота дросселя и четвертого блока сравнения кодов соответственно, вторые входы которых объединены на выходах блока вычисления текущего значения угла поворота дросселирующих элементов, выход второго вычитателя соединен с первыми входами второго и третьего блоков сравнения кодов, первый и второй выходы второго блока сравнения кодов соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов N, вторые входы которых объединены на выходе третьего блока сравнения кодов, а их третьи входы подключены к первому и второму выходам четвертого блока сравнения кодов соответственно, выход второго блока вычисления усредненных значений давления через блок коррекции соединен с входом второго блока памяти, второй вход nepeoro вычитателя соединен с уставкой заданного значения давления, вторые входы первого и второго блоков сравнения кодов — с уставками нуля, а второй вход третьего блока сравнения кодов — с уставкой зоны

5 нечувствительности, вход синхроимпульсов вычислителя соединен с входами синхроимпульсов блоков вычисления усредненных значений давления и текущего значения угла поворота дросселирующих элементов, 10 через делитель частоты — со счетным входом первого счетчика и через второй элемент И вЂ” со счетным входом второго счетчика им пульсов, входы управления блоков вычисления усредненных значений давления и

15 текущего значения угла поворота дросселирующих элементов подключены к соответствующим выходам первого счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен со своим входом обнуления, вход

20 запуска вычислителя соединен с первым входом первого элемента И, вторым входом соединенного с входом управления первого вычитателя и с синхронизирующим выходом первого блока вычисления усреднен25 ных значений давления, выход первого элемента И через триггер подключен к второму входу второго элемента И, выходы второго счетчика импульсов соединены соответственно с входами управления блоков

ЗО интегрирования и дифференцирования, первого, второго и третьего сумматоров кодов, регистра, первого, второго и третьего блоков умножения и второго вычитателя, выход переполнения этого счетчика соеди35 нен со своим входом обнуления и с вторым входом триггера, а выход первого блока сравнения кодов и выходы третьего и четвертого элементов И являются выходами вычислителя.

1674075 п кол „,. каюР „, пц„,.

КОИ JfOD2 КПЫ

Фиг. 2

1674075

Составитель В, Пилишкин

Редактор Л. Пчолинская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор В. Гирняк

Заказ 2920 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Произеодстеенно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101