Система защиты от срыва процесса управления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в системе автоматического управления. Целью изобретения является повышение надежности системы и расширение ее функциональных возможностей. В систему, содержащую измерительный преобразователь, аналоговый регулятор, два источника питания, ключевое устройство и компаратор напряжения, введены аналоговое запоминающее устройство, датчик тока, регулирующий преобразователь и нагрузочный регистр в соединительной линии. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для автоматического непрерывного отслеживания и запоминания текущего значения выходного сигнала аналогового регулятора, контроля и фиксации исчезновения сигнала управления на входе регулятора с последующей подачей запомненного значения выходного сигнала регулятора на вход регулируемого преобразователя на время перевода системы в режим ручного регулирования и возврат системы в режим автоматического регулирования при восстановлении сигнала управления на входе регулятора, например, для насосных станций водоснабжения с регулируемым электроприводом насосных агрегатов, у которых недопустим срыв процесса управления при кратковременном исчезновении сигнала телеизмерений, поступающего от измерительного преобразователя.

Известна система защиты от срыва процесса управления, содержащая последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, первый переключатель, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, и пульт управления оператора, первый выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом регулятора, а выход второго сумматора через второй переключатель соединен с входом интегрирующего усилителя, управляющие входы переключателей соединены со вторым входом пульта управления оператора [1] Известна система защиты от срыва процесса управления, содержащая измерительные датчики, соединительные линии, индивидуальный и групповой коммутаторы, групповой измерительный преобразователь, основной и дополнительный источники питания, ключевой элемент, компаратор напряжений, стабилизированный источник напряжения смещения, делитель напряжения, усилитель-повторитель напряжения, контрольный выход [2] Одновременно с процессом измерений известная система осуществляет автоматический непрерывный контроль целостности датчика, соединительной линии и срабатывания коммутаторов.

Однако известна система ненадежна, так как не обеспечивает непрерывности процесса управления при кратковременном исчезновении сигнала в измерительной цепи и не позволяет осуществить при необходимости перевод оператором системы управления с автоматического режима в режим ручного регулирования без срыва процесса управления.

Цель изобретения повышение надежности системы и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в систему защиты, содержащую, как и прототип, измерительный преобразователь, подключенный посредством соединительной линии к аналоговому регулятору, первый источник питания, второй источник питания, ключевое устройство и компаратор напряжения, введены аналоговое запоминающее устройство, датчик тока, регулирующий преобразователь, нагрузочный резистор в соединительной линии, подключенный к входу аналогового регулятора, выход которого через первый ключевой элемент ключевого устройства соединен с входом регулирующего преобразователя, датчик тока присоединен входом к нагрузочному резистору, а выходом соединен с входом компаратора напряжения, выход которого соединен с управляющим входом ключевого устройства, второй ключевой элемент ключевого устройства служит для подачи сигнала оператору. Аналоговое запоминающее устройство содержит два усилителя и конденсатор, причем инвертирующий вход первого усилителя соединен с входом регулирующего преобразователя и через третий ключевой элемент ключевого устройства со своим выходом, неинвертирующий вход первого усилителя через четвертый ключевой элемент ключевого устройства соединен с выходом второго усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, конденсатор включен между неинвертирующим входом первого усилителя и шиной нулевого потенциала, выход первого усилителя соединен с инвертирующим входом второго усилителя.

Система управления удерживается в режиме работы, предшествующем моменту срыва автоматического регулирования в течение времени, необходимого для перевода системы в режим ручного регулирования.

В случае появления тока управления в соединительной линии в результате успешного автоматического повторного включения питающего источника электроэнергии или действия автоматического включения резервного питания система переходит в режим автоматического управления.

Это повышает надежность системы управления за счет исключения срывов непрерывности процесса управления при кратковременном исчезновении сигнала от измерительного преобразователя, кроме того, обеспечивается возможность перехода на ручное регулирование при непрерывности процесса управления регулирующим преобразователем и, следовательно, расширяются функциональные возможности заявленной системы.

Заявителем не обнаружены отличительные признаки заявленной системы в известных технических решениях, что доказывает наличие критерия изобретения "существенные отличия".

Сущность изобретения пояснена чертежом, на котором изображена система измерений.

Система защиты от срыва процесса управления содержит измерительный преобразователь 1, соединительную линию 2, нагрузочный резистор 3, аналоговый регулятор 4, регулирующий преобразователь 5, датчик тока 6, компаратор напряжения 7, ключевое устройство 8, первый ключевой элемент 9, четвертый ключевой элемент 10, третий ключевой элемент 11, второй ключевой элемент 12, аналоговое запоминающее устройство 13, конденсатор 14, первый усилитель 15, второй усилитель 16. Блок 17 агрегатных средств управления объектом регулирования подключен к первому источнику питания 18, а преобразователь 1 к второму источнику питания 19.

Датчик тока 6 может быть построен по известной схеме дифференциального потенциометрического усилителя постоянного тока, реализующего принцип усиления напряжения, которое образуется на низкоомном нагрузочном резисторе 3 от протекания входного тока аналогового регулятора 4. При таком построении датчика тока 6 он не оказывает влияния на измерительную цепь.

Ключевое устройство 8 в зависимости от необходимого быстродействия может быть выполнено по релейно-контактной схеме или на бесконтактных ключевых элементах с гальваническим разделением входных и выходных цепей в последнем случае.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный преобразователь 1 через соединительную линию 2, содержащую нагрузочный резистор 3, подключен к входу аналогового регулятора 4. При дистанционных телеизмерениях измерительный преобразователь 1 и блок 17 агрегатных средств управления объектом регулирования обычно питаются от различных источников электроэнергии или сетей 18 и 19.

Падение напряжения на резисторе 3, создаваемое током управления в соединительной линии 2, подается на вход датчика тока 6. Напряжение с выхода датчика тока 6, пропорциональное току управления, подается на вход компаратора напряжений 7. Напряжение, снимаемое с выхода компаратора 7, управляет работой ключевого устройства 8.

Уставка срабатывания компаратора 7 определяется нижним диапазоном регулирования и разбросом минимальных напряжений срабатывания.

При наличии тока управления в соединительной линии 2 больше принятой уставки первый и четвертый ключевые элементы 9 и 10 замкнуты, элементы 11 и 12 разомкнуты.

Через замкнутый первый ключевой элемент 9 напряжение управления с выхода аналогового регулятора 4 подается на вход регулирующего преобразователя 5 и на инвертирующий вход первого усилителя 15. Сигнал с выхода усилителя 15 поступает на инвертирующий вход второго усилителя 16, работающего в режиме повторителя напряжения. Сигнал с выхода второго усилителя 16 через замкнутый четвертый ключевой элемент 10 поступает на неинвертирующий вход первого усилителя 15 и заряжает конденсатор 14 до величины текущего значения напряжения управления. Если напряжение управления уменьшится, то конденсатор 14 разрядится через выходное сопротивление второго усилителя 16 до величины напряжения управления.

При разрыве соединительной линии 2 или исчезновении напряжения второго источника питания 19, или выходе из строя измерительного преобразователя 1, сопровождающегося исчезновением тока управления в соединительной линии 2, компаратор напряжения 7 изменяет свое состояние (на выходе появляется нулевое напряжение) и ключевое устройство переводится в другое устойчивое состояние, при котором первый и четвертый ключевые элементы 9 и 10 размыкаются, третий и второй ключевые элементы 11 и 12 замыкаются.

Запомненное напряжение с конденсатора 14 поступает на неинвертирующий вход первого усилителя 15, перешедшего в режим повторителя напряжения, и с выхода первого усилителя 15 через третий ключевой элемент 11 подается на вход регулирующего преобразователя 5.

Через замкнутый второй ключевой элемент 12 подается сигнал оператору о нарушении режима автоматического регулирования.

Изобретение позволяет повысить надежность системы и расширить функциональные возможности.

Формула изобретения

СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ СРЫВА ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая измерительный преобразователь, подключенный посредством соединительной линии к аналоговому регулятору, два источника питания, ключевое устройство и компаратор напряжения, отличающаяся тем, что в нее введены аналоговое запоминающее устройство, датчик тока, регулирующий преобразователь и нагрузочный резистор в соединительной линии, подключенный к входу аналогового регулятора, выход которого через первый ключевой элемент ключевого устройства соединен с входом регулирующего преобразователя, датчик тока подключен входом к нагрузочному резистору, а выходом - к входу компаратора напряжения, выход которого соединен с управляющим входом ключевого устройства, второй ключевой элемент которого соединен выводами с выходом сигнала оператору, аналоговое запоминающее устройство содержит два усилителя и конденсатор, причем инвертирующий вход первого усилителя соединен с входом регулирующего преобразователя и через третий ключевой элемент ключевого устройства - со своим выходом, неинвертирующий вход которого через четвертый ключевой элемент ключевого устройства соединен с выходом второго усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, конденсатор включен между неинвертирующим входом первого усилителя и шиной нулевого усилителя и шиной нулевого потенциала, выход первого усилителя соединен с нивертирующим входом второго усилителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1