Устройство для управления расходом

 

Использование: в автоматике, в частности, для автоматического управления расходом в потоке текучей среды. Сущность изобретения: в устройство для управления расходом, содержащее установленные в трубопроводе расходомер и исполнительный механизм, связанный с выходом формирователя управляющего сигнала, источники опорных напряжений, блок памяти, соединенный с выходом интегратором, три коммутатора, введены триггер и три одновибратора, что обеспечивает повышение точности управления расходом. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике, в частности к управлению расходом в потоке текучей среды, и может быть использовано в таких отраслях промышленности, как нефтехимия, пищевая промышленность и т.д.

Известно устройство для регулирования расхода, содержащее исполнительный механизм, соединенный с интегратором, связанным через последовательно соединенные формирователь импульсов и коммутирующий элемент с выходом расходомера, а формирователи импульсов через делители частоты подключены к генератору опорной частоты /1/.

Этой устройство имеет невысокую точность из-за асинхронно работающих времяимпульсных цепей выделения ошибки рассогласования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство /2/, содержащее установленные в трубопроводе расходомер и исполнительный механизм, связанный с выходом формирователя управляющего сигнала, источники опорных напряжений, подключенные через первый и второй коммутаторы к первому и второму входам интегратора, формирователь длительности импульсов, соединенный со вторым коммутатором, блок памяти, счетчик, третий коммутатор и дешифраторы состояния счетчика, соединенного с расходомером, которые управляют тремя коммутаторами.

Однако известное устройство имеет низкое быстродействие и, как следствие, пониженную точность.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности управления расходом.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемое устройство, содержащее установленные в трубопроводе расходомер и исполнительный механизм, связанный с выходом формирователя управляющего сигнала, источники опорных напряжений, подключенные соответственно через первый и второй коммутаторы к первому и второму входам интегратора, блок памяти, соединенный с выходом интегратора, третий коммутатор, подключенный к интегратору, дополнительно введены триггер и три одновибратора, причем вход триггера соединен с выходом расходомера, а выход с первым коммутатором и с первым одновибратором, выход которого соединен со вторым коммутатором и вторым одновибратором, выход которого подключен к блоку памяти и входу третьего одновибратора, соединенного с третьим коммутатором. Суммарная длительность импульсов с выходов первого, второго и третьего одновибраторов меньше минимального периода частоты импульсов с выхода расходомера. Таким образом, если в прототипе цикл формирования сигнала ошибки рассогласования, состоящий из 4 тактов; запись в интегратор положительного напряжения (состояние счетчика "00"), запись в интегратор отрицательного напряжения (состояние счетчика "01"), перепись в блок памяти (состояние счетчика "10") и обнуление емкости интегратора (состояние счетчика "11"), занимает 4 периода частоты с расходомера, то в предлагаемом устройстве весь цикл занимает 2 периода частоты расходомера. Увеличение быстродействия темпа регулирования) в два раза повышает точность управления расходом, т.к. позволяет реагировать на быстропеременные составляющие расхода.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит установленные в трубопроводе 1 расходомер 2 и исполнительный механизм 3, источник положительного напряжения 4, источник отрицательного напряжения 5, связанный через второй коммутатор 6 с интегратором 7, первый вход которого через первый коммутатор 8 соединен с источником положительного напряжения, третий коммутатор 9, подключенный выходом к интегратору, а входом к третьему одновибратору 10, вход которого связан со вторым одновибратором 11 и с блоком памяти 12, который соединен с формирователем управляющего сигнала 13, связанным с исполнительным механизмом, первый одновибратор 14, выход которого соединен со вторым одновибратором и вторым коммутатором, а вход подключен к выходу триггера 15, который соединен с первым коммутатором, а по входу с расходомером.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с расходомера поступают на счетный вход триггера1 5, выходной сигнал которого представляет собой меандр частоты f_вх/2. Во время действия положительного потенциала этого сигнала коммутатор 8 соединяет источник положительного напряжения 4 со входом интегратора 7. Величина положительного напряжения является задатчиком величины требуемого расхода. Во время действия этого напряжения, т.е. за период частоты импульсов с расходомера емкость интегратора заряжается. По спаду положительного потенциала запускается одновибратор 14 и положительным импульсом с его выхода открывается коммутатор 6 и источник 5 отрицательного напряжения соединяется со вторым входом интегратора 7. За время действия этого импульса происходит перезарядка интегрирующей емкости. Величина напряжения источника 5 выбирается такой, чтобы при периоде частоты импульсов с расходомера, равном заданному, интегрирующая емкость разрядилась бы до нуля, т.е. ошибка рассогласования была бы равна нулю. После окончания действия этого импульса его спадом запускается одновибратор 11, выходной импульс которого положительной полярности открывает вход блока памяти 12, куда записывается напряжение ошибки рассогласования с интегратора 7. В связи с ускорением темпа регулирования по сравнению с прототипом время хранения в блоке 12 уменьшается и поэтому он может быть выполнен проще, например, в виде емкости, нагруженной на большое входное сопротивление операционного усилителя, включенного как повторитель. Спадом импульса с блока 11, т.е. после записи ошибки рассогласования в блок памяти, запускается одновибратор 10 и своим положительным импульсом замыкает обкладки интегрирующей емкости интегратора 7 через коммутатор 9, подготавливая ее к следующему циклу измерения ошибки рассогласования. Блок 13 управляет работой исполнительного механизма 3 так, чтобы уменьшить ошибку рассогласования.

Таким образом, устройство выгодно отличается от прототипа более высоким быстродействием, сохраняя все остальные преимущества.

Формула изобретения

Устройство для управления расходом, содержащее установленные в трубопроводе расходомер и исполнительный механизм, связанный с выходом формирователя управляющего сигнала, источники опорных напряжений, подключенные соответственно через первый и второй коммутаторы к первому и второму входам интегратора, блок памяти, соединенный первым входом с выходом интегратора, а выходом с входом формирователя управляющего сигнала, третий коммутатор, подключенный выходом к третьему входу интегратора, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные триггер, первый, второй и третий одновибраторы, причем вход триггера соединен с выходом расходомера, а выход - с вторым входом первого коммутатора, выход первого одновибратора соединен с вторым входом второго коммутатора, выход второго одновибратора подключен к второму входу блока памяти, выход третьего одновибратора соединен с входом третьего коммутатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1