Устройство для регулирования расхода жидкости

 

Изобретение предназначено для автоматического регулирования расхода и дозирования жидкости. Цель изобретения - повышение точности и функциональной надежности устройства. Для этого в устройстве для регулирования расхода жидкостей имеются два канала измерения и регулирования и контрольные цепи, которые управляются с помощью блока вычислений. 4 з.п.ф-лы, 8 ил.

COI ЕЗ t,ÎÃÇÃТСКИк социАлис тичг ских

РЕСПУБЛИК сис G 05 0 7/06

f ОСУДАРСТ В В ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О 4

) о (21) 4735827/24 (22) 05.09,89 (46) 23.01.92. Бюл. N. 3 (72) В.И, Редченко и В.Д. Яворский (53) 62-50(088.8) (56) Заявка Японии N. 61-61403, кл. G 05 0 11/02, опублик. 1986.

Заявка Японии ¹ 59-19365, кл. G 05 D 7/06, опублик. 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Изобретен«е относит я v обла"ти автоматического ре улирования и предназначено для автоматического регулирования расхода и дозироеания жидкостей

Цель изобретения — повышение точности и функциональной надежности.

На фиг. 1 и 2 представлена структурная схема устройства: на фиг. 3 — функциональная схема переключателя, режима: на фиг. 4 — функциональная схема формирователя импульсов опроса на фиг. 5 — функциональная схема блока разрешения сдвига; на фиг.

6 — функциональная схема формирователя тактовых импульсов: на фиг. 7 — временная диаграмма работы устройства; на фиг. 8— алгоритм работы микрокомпьютера в режиме обработки данных.

Устройство содержит импульсные датчики 1 — 1, 1-2 скорости, наприм "р турбина, вращающаяся в магнитном поле постоянного магнита. переключатели 2-1. 2-2 проверок, фильтры 3-1, 3-2 низких час тот, компараторы 4-1, 4-2, формирователи 5-1, 5-2, регулирующие органы 6-1, 6-2, согпасующие трансформатооы 7--1, 7-2, резисторы 8-1, 8-2, элементы И 9-1, 9-2, триггеры

10-1, 10 -2, счетчики 11 — 1,11-2 импульсов, двигатели 12-1, 12-2, элементы И 13 и 14, „., SU „„1707602А1 (57) Изобретение предназначено для автоматического регулирования расхода и дозирования жидкости. Цель изобретения повышение точности и функциональной надежности устройства. Для этого в устройстве для регулирования расхода жидкостей имеются два канала измерения и регулирования и контрольные цепи, которые управляются с помощью блока вычислений. 4 з.п.ф-лы, 8 ил. преоб",а ователь 15 параллельного кода в последовательный, блок 16 вычислений (например, типа K1810BM85), реверсированчые блоки 17 — 1, 17-2 управления, формирователь 18 импульсов опроса, блок

19 разрешения сдви а, формирователь 20 тактовых импульсов, контрольный трансформатор 21, блок 22-1 управления, ключ

22-2, блоки 23-1, 23-2 гальванической развязки, согласу ощий усилитель 24, представляющие собой, например, оптроны или трансформаторы, мультиплексор 25, источник 26 проверочного сигнала (генератор любого типа) и трубопровод 27 для подачи текущей среды. в который встроены регулирующие органы 6-1, 6-2, связанные с двигателями -12-1, 12-2.

Переключатель режима 2 — 1 (2-2) (фиг. 3) содержит релейные элементы 28 и 29, которые имеют замыкающие контакты 30-1 и

30-2 и размыкающий контакт 31, а релейный элемент 29 — переключающий контакт

32, резистор 33.

Формирователь 18 импульсов опроса (фиг, 4) содержит два счетчика 31 1, 34-2 и два дешифратора 35-1, 35-2.

Блок 19 разрешения сдвига (фиг 5) содержит два триггера 36-1, 36--2. для тригге1707602 ра 37-1. 37-2, элементы ИЛИ 38-1, 38-2, 38-3 и элементы И 39-1. 39-2, 39-3, 39-4, Формирователь 20 тактовых импульсов (фиг. 6) содержит счетный триггер 40 и элементы И 41-1. 41-2.

Устройство работает следующим образом.

При подаче текущей среды турбины диски импульсных датчиков 1-1 и 1-2 начинают вращаться, пересекая магнитные линии, вследствие чего на выходе датчика, который обычно представляет собой обмотку будут вырабатываться сигналы, частота которых определяется скоростью вращения турбины и и диска, а значит, и скоростью движения текущей среды. Датчики вращения могут быть и любого другого типа, Эти сигналы (обычно импульсные), проходя через трансформаторы 7 — 1, 7-2, которые служат для развязки сигналов по общему проводу, поступают на фильтры 3 — 1, 3-2, полоса пропускания котсрых выбрана в пределах изменения рабочей частоты на выходах датчихов 1-1, 1--2. Порог срабатывания компараторов 4 — 1 и 4-2 выбран таки л образом. чтобы через него проходили только сигналы, вырабатываемые датчиком, а помехи, зникающие в линиях связи, которые

:бычно имеют ме ьшую амплитуду. подавлялись, Таким образом осуществляется зашита полезного сигнала по частоте и амплитуде, причесал на выходах компараторов 4-1, 4-2 сигнал будет уже по Форме

»аксимально близким к прямоугольной, из х старого фор лирователи 5-1, 5-2 формируют сигнал малой длительности, обеспечивающий работу цифровой части устройства, а при необходимости резервирования (например, параллельного включения каналов) они обеспечивают работу устройства при неисправностях. типа короткого замыкания или появления ложного сигнала на выходах компараторов 4-1, 4-2, Далее импульсы подсчитаются счетчиками 11-1, 11 — 2, которые перед началом работы сбоасываются в исходное состояние сигHàflоM общего сброса (ОС). Блок 16 вычислений периодически осуществляет запросы инс ормации с датчиков 1 — 1, 1-2. Все запросы кроме первого, анализируются этим блоком.

Перед началом опроса поступает сигнал ПНО (признак начала обмена (фиг. 7), который устанавливает или под1верждает исходное состояние всех элементов г1амяти, кроме счетчиков импульсов 11-1, 11-2. Далее поступают импульсы опроса, из которых формируются микрокоманды управления, Мигрокоманды Т1 устанавливают первый триггер 10-2 в состояние "0", пре ращая прохождение импульсов через э е лент И

9 — 1. В этом случае мультиплексор 25 подключает к информационным входам преобразователя 15 выходы счетчика 11 — 1. Далее формируется микрокоманда запись (Зп), которая переписывает информацию в преобразователь 15. Следующая микрокоманда

Т2 производит сброс счетчика 11-1, а микрокоманда ТЗ, устанавливая в "1" состояние триггер 10-1, разрешает прохождение информации с датчика 1-1 на этот счетчик.

Одновременно данный импульс формирует при помощи блока 19 единичный уровень, открывающий элемент И 14. который, пропуская импульсы опроса. осуществляет сдвиг информации, формируя на выходе элемента И 13 последовательный код, соответствующий коду счетчика 11 — 1, который поступает на вход блока 16. Сдвиг осуществляется до формирования импульса микрокоманды Т4. Время формирования этой команды определяется разрядность о счетчика 11-1. Далее формулируется микрокоманда Т5, устанавливающая в состояние "0" триггер 10-2, что определяет прекращение прохождения импульсов с датчика 1-2 на счетчик 11-2 импульсов. В промежутке времени до формирования микрокоманды Т4 формируется сигнал. подключающий мультиплексор 25 к входам счетчика 11-2 имI пульсов, поэтому при формировании сигнала Зп2 в преобразователь 15 запишется информация со счетчика 11-2 импульсов.

Данный счетчик устанавливается в исходное состояние ликрокомандой Т6. Микрокоманда Т7 устанавливает триггер 10-2 в состояние "1". разрешая счет импульсов с блока 19 датчику 1-2. Задний фронт микрокоманды Т7 формирует сигнал на выходе схемы, который разрешает прохождение импульсов опроса для преобразования информации датчика 2-1 на блок 16. Данный сигнал снимается в любой момент после окончания сдвига.

Далее работа повторяется при приходе следующих сигналов опроса.

B связи с тем, что частота импульсов опроса намного выше(обычно на два порядка и более) рабочей частоты датчика, ошибки в опросе практически не бывает.

Максимальная погрешность в обработке (1 импульс} может быть только в том случае, если импульс, закрывающий прохождение сигналов через элементы И 9-1, 9 — 2, попадет на задний фронт рабочего импульса. В этом случае будет погрешность в недооценке всего одного импульса. Эта величина погрешности от дискретности очень мала. При обработке, например 8-и разрядных счетчиков импульсов она составляет величину

0,19, что учитывается при оценке.

17076!">2

При нормальной работе системы и трубопровода 27 показания счетчиков 11--1.

11-2 одинаковы, т.е. расход ео всем трубопроводе 27 одинаковый.

Блок 16 проводит анализ реальных показаний расхода (в ) с заданным(вц) и выдает сигналы на открытие (О) или закрытие (3) регулирующих органов 6-1 и 6-2 (фиг, 8).

Сигналы "0" или "3" схемы реверсирования управляют двигателями 12-1 и 12-2, якоря которых имеют механичекую связь с регулирующими органами 6-1, g-2. Если расход и ь =ац, то сигналы на управление двигателями 12-1 и 12-2 не выдаются.

В случае, если расход, регистрируемый датчиком 1-1, через время гз больше расхода, регистрируемого датчиком 1-2, то имеется вероятность того, что на участке трубопровода 27 между датчиками 1-1 и 1-2 имеет место утечка текущей среды. В этом случае микрокомпьютер вырабатывает сигналы(Пр2, Пр3), вызывающие срабатывание переключателей 2-1, 2-2. Эти переключатели построены таким образо л, что при подаче команды на релейные элементы 28 и 29 происходит срабатывание управляемых этими обмотками контактов. В этом случае система отключается от датчиков Lt подключается к контрольному трансфсрма1ору 21.

Далее подается сигнал Пр1i, который через блок 22-1 управления зам IKBPT ключ 22-2 и на вход системы управления псдлю(ся сигналы от источника 26 пров "рочногс сигнала. Поскольку частота источника 26 известна, то при опросе известно и число импульсов, которь>е порс i 1тыааю ся счетчиками 11-1, 11 — 2. Если результат са>лопроверок — норма, то микрокомпьютер вырабатывает ct«>IBB на з,lrpь т 1е BP>AT>1>teй т,е. поступление текуще> среды на данный участок трубопровода прекращается. После этогс снимается сигна..> ПрЗ В зтсм случае когда отсутствует расход. пр;>веряется на целостность выход датчиков 1! — 1,1-2 частоты вращения (отсутствие обрыва). При получении нормы при проверке от контрольного трансформатора 21 выдается сигнал повреждения трубопровода и при необходимости сигнал на подключение резервной ветви трубопровода. Вс всех случаях отклонения от нормы блок 16 выдает сигналы на пульт оператора. И если таимер блока не будет сброшен с пульта, автоматически происходит отключение участка трубопровода 27, ограниченного датчика ли

1 — 1, 1-2. При сбросе таймера до истечения заданного времени закрытия регулирующих элементов может не происходить. Кроме того, с пульта возможна и ручная подача сигналов управления р> гул>1ру>с(>(!»1> ментами 01П. 31П. 02П. 32П (фиt 8)

«1 ормула изобретения

1. Устройство для регул>1рсаан(1я р, схс

5 да жидкости, содержащее трубсправод с расположенными на нем первым регулирующим органом, первым импульсным датчиком скорости. вторым регулирующим органом и вторым импульсным датчиком

10 скорости. первый переключатель режима, блок вычисления, два фильтра низкой частоты, последовательно соединенные первый компаратор и первый формирователь импульсов, а также последовательно сседи15 ненные первый реверсивный блок управления и первый двигатель, связанный с первым регулирующим органом, при этом выход первого фильтра низкой частоты соединен с входом первого компаратора, о т л и20 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и функциональной надежности. в него введены формирователь импульсов опроса, блок разрешения сдвига, преобразоватpль параллельного кода в

25 пocneäoåàãeëüíû>1. четыре atteMOHTa И, согласук (ций усил>1 e Ib. даа c4eT4(1r а L1мпульсов. t1) >ьтиплексор. даа тп(1г(сра BTooo(1

peBepcL1BHbt 6.>О>; у .рлв;ели= атс.- . 1 дв 1. га ель фсрML pn:= е > та —.Огых L1Mïó1.соВ, 30 дBB блoK, галь o и--"-Kît га а s и:,ва соГлаСУЮЩИХ СачсфОР" а . OPB > 4 (iоаг НЬ>И траcфсрматср. Игтсчни" пссe o, >>: О сиг.

НаЛа. Два Р"-.ЗДЕB>1TPËb×btr Р ..=ИС Оса. ВтОРой v, >-1 BPBTOP tn >О " P ° ° С>г т ль

35 и - пульсов, ключ и б (у„" >вас> ключом, причем источник;.;;О,:; « °," гг;.и(нала вк tto4et! ерез клч ч Bп,г,ь, >1ч с г, "Отку колг>>ОГ!ьногo транс4>1О! "- -.Tope И О(ичнэй

Об.>с-».а Kc -..О, О,.—.>д1 >еча пс.г>вы. Bhleo

40 дс>л с fiepRb>>L; C.;t HBttb,tb!ML1 F! ° O;13M>i двух

nepe>люча ene режи ла а втсрь!>.; ь:B-:дом через пер ыи .1 вгсро; pлзд ;. ельные р;.q>1cTopb — с .. Орь>к.>1 c« rз.-,(,чь .",; вхсдаML1 соответственно первого и етopoto пере45 ключателей режима, ссед> ченнь>к тсетьими сигíà1bkb>ML входами с первь>ми аь Одами

СсстВЕтгтВЕНнс пеРВОСО И ВТОРО О ИМПУЛЬСных датчиков скорости, которые подключены BTopb>ML1 выводами к первых выходам

50 соответственно пег>вого и вторсго и ..реключателей режима и ч ре3 nepe>t÷íbte Обмотки соответственно nepBoco Lt второго согласующих трансформаторов — к вторым входам соответственно первого и второго переклю55 чателей ре»>1 ла, подключеннь>х первым и

ВТОРЫМ УПРааЛЯЮЩ>1МИ ВХОДа>лИ СООтВЕтСтвенно к второму и третьему выходам, блок вычислений, выход опроса которо о соеди нен с входсм перво-о блока гальванической развязки. выход признака начала опроса1707602

55 с входом второго блока гальванической развязки, четвертый, пятый и шестой выходы— соответственно с первым, вторым и третьим входами первого реверсивного блока управления, а седьмой, восьмой и девятый выходы — соответственно с первым, вторым и третьим входа ли второго реверсивного блока управления, подключенного выходом к входу второго двигателя, связанного с вторым регулирующим органом, вторые обмотки первого и второго согласующих трансформаторов соединены соответственно с выходами первого и второго фильтров низкой частоты, выход второго фильтра низкой частоты соединен с входом второго компаратара, подключенного выходам к входу второго фармираватгля импульсов, выходы первого и второго формирователей импуль;. ае соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, е. орые входы катарых подключены к выходам аатеетственна первого и второго триггера е, э выходы — v. информационным входам соответственна первого и в-араго счетчиков импульсов, соединенных группами выходов соответственна с первой и BTQрай группам инфар лацианнх ехадав мультиплексора. падключенн »а еходам управления к выходу разрешения формирователя импульсов опроса. э группой выходов — к первой груп е ехадав преобразователя параллельна:а кадэ е последовательный, у катарага первый и второй входы записи содинены с первым и вторым выходами формирователя импульсов опроса, тактовый вход — с выходом третьего элемента И и с первым входом четвертого элемента И, а выход — с вторым входом четвертого элемента И, соединенного с входом согласующего усилителя, подключенного выходам к информационного входу. блок еычислений. первьй ехад формирователя тактовых им пульсов соединен с выходом первого блока гальванической развязки и первым входом третьего элемента И, подключенного вторым входом к выходу блока разрешения сдвига, второй вход формирователя тактовых импульсов соединен с st кодом второго блока гальванической развязки, входом признака начала опроса блока разрешения сдвига и фар. иравателя импульсае опроса, саединенно а первым и вторым тактовыми вкадэми саотее стеенно с первым и вторым выходами фармировэтеля тактовых импульсае, первым выходам подключенного к первому входу первого триггера, вторым выходом — к тактовому входу первого счетчика импульсов. третьим выходом — к второму входу первого триггера и к первому входу блока разрешения сдви а, четвертым выхо5

40 дом — к второму входу блока разрешения сдвига. пятым выходом — к первому входу второго триггера, шестым выходом — к тактовому входу второго счетчика импульсов, седьмым выходом — к второму входу второго триггера и к третьему входу блока разрешения сдвига, подключенного четвертым входом к восьмому выходу формирователя импульсов опроса, входы сброса первого и второго счетчиков импульсов соединены с шиной сброса.

2, Устройство по и. 1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый переключатель режима содержит резистор, первый релейный элемент с двумя замыкающими и одним размыкающим контактами и второй релейный элемент с переключающим контактом, средний вывод которого соединен с первым еыВоАоМ размыкающей пары переключающего контакта, первыми выводами рэзмыкающего и первого замыкающего контактов и первым выводом рсзистара, второй вывод ко араго соединен с вторым выводом размыкающего контакта и первым выводом второго замыкающего контакта, причем входы первого и второго релейчых элементов являются соответственно первым и вторым управляющими входами переключателя, вторые выводы етарага и первого замыкающих контактов являются соответственно первым и вторым сигнальными входами переключателя. первый вывод резистора является третьим сигнальным входом, а второй вывадзэмыкающей пары переключающего контакта и второй вывод резистора являются соответственна первым и вторым выходами переключателя.

3. Устройство па п. 1, о т л и ч э ю щ е ес я тем. что формирователь импульсов опроса содержит два дешифратора и двэ счетчика, подкл onpíHûх группами аыладае к соатвет теующим группам входов соответствующих дешифраторов, причем объединенные тактовые входы первого счетчика и

eToporo дешифратара являются первым тактовым входам формирователя, обьединенные тактовые входы второго счетч ка и перво.-а дешиФратаpà являются вторым тэK тавым входам формирователя объединенные входы установки обоих счетчиков являются входом признака нэчалэ апрасэ, второй выход первого счетчика является еы ходом разрешения, первые выходы первого и второго дешифраторов являются соатветственна первым и вторым выходами, вторые выходы первого и второго дешифраторов являются соответственно третьим и четвер тым выхода ли, третьи выходы первого и второго дешифра аров я вляются

1707602

<т// т

J в;

7с

27 соответственно пятым и шестым вь<ходами, четвертые выходы первого и в1орого дешифраторов являются соответственно седьмым и восьмым выходами, а пятый и шестой выходы второго дешифратора являются со- 5 ответственно первым и вторым выходами формирователя.

4. Устройство поп. 1, отличаю гцеес я тем, что блок разрешения сдвига содерм ит четь ре элемента И, три элемента ИЛИ 10 и четыре триггера, первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первые входы которого обьединены и подключены к выходу первого 15 триггера, вторые входы объединены и подключены к вь<ходу второго триггера, а третьи входы обьединены и подключены к выходу оетьего триггера, соединенного входом нулевой установки с выходом второго элемен- 20 та ИЛИ, выход четвертого триггера подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, соединенных выходами с тактовыми входами соотве1ственно первого и второго триггеров, входь< единич- 25 ной установки котор - . соединены с шиной логической единицы, а входы нулевой установки — с шиной логического нуля, второй в од четвертого эле ента И соединен с выходом третьего элемента И 1l1, причем вход 30 единичной установки третьего три<гера. объединенный с первым входом третьего элемента ИЛИ, является первым входо< блока, второй вход третьего элемента l1 « ляется вторым входом блока. второй вход третьего элемента ИЛИ является третьим входом блока, объединенные третий вход третьего элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ и вход единичной уата< "vки чет вертого триггера явля ются чст ве Р ."/м входом, объединенные входы сброса первого и второго триггеров, второй вход второго элемента ИЛИ и вход нулевой установки четвертого триггера являются входом при знака начала обмена, выход первого элемента ИЛИ является выходом блока.

5. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю <ц е ес я тем, что формирователь тактовых импульсов содержит триггер и два элемента И. первые входы которых соединены со счетным входом триггера. подл",þ÷åííoão <инверсным выходом к второму входу первого элемента И, прямым выходом — к второму входу второго элемента И, причем счетный вход и вход сброса триггера являются соответств нно первым и вторым входами формирователя, выходы первого и второго эле<ентов И являю-ся соответственно первым и вторым та«товыл и выхпдэм< формирователя

i707602

1707б02

1707602

1707602

ЮО

77

Т8

3п

72

Яцр

Рпзр. сИжа

1707602 уют нера

Аа8

Составитель В.Прямицин

Текред M. Моргентал

Ю

Редактор Л.Гратилло

Ко р рек тор О. Кра в цо в а

Производственно издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2б7 Тираж Подоисное

ВНИИПИ Гогударственного комитета ло изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

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