Пневматический регулятор с переменной структурой
Союз Советсиия Соцналнстинескик Республик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКРМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (81) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 01.04.77 (21) 246/547/18 — 24 с присоединением заявки № (23) Приоритет Опубликовано 15,08.79. Бюллетень №30 (51) М. Кл. G 05 В 11/50 G 05 В 13/00 Ге&ударвтвекиик к&иит&т СССР && 4&&&и МЗ&бР&т&кк& и вткритий (53) УДК 621-525 (088.8) Дата опубликования описания 15.08 79 (72) Авторы изобретения Э. М. Джафаров, М. М. Файяэов и Ф. С. Абдуллаев Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ Изобретение относится к области средств автоматизации, а именно, к пневматическим регуляторам с переменной структурой и может использоваться в локальных системах автома- тического регулирования объектов с запаздыванием в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и др. отраслях промышленности. Известен пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий пропорциональный блок, входы которого подключены к каналам параметра, задания и опорного давления, 1О а выход через усилитель мощности соединен с выходным каналом регулятора, узел вычисления модуля ошибки, входные каналы которого соединены с выходным каналом регулятора, а выход — с первым узлом предварения 11). Недостатками известных регуляторов является то, что при регулировании объектов с запаздыванием увеличение коэффициента усиления регулятора в конечном итоге приводит к потере устойчивости, т.е. ухудшается качество регулирования, что сужает область их применения. Наиболее близким к данному является регулятор, содержащий пропорциональный блок, состоящий из первого н второго реле, размыкающие контакты которых соединены соответственно с первым и вторым входами регулятора, а размыкающие — соответственно со вторым и первым входами регулятора, выходы реле соединены соответственно с отрицательной и положительной камерами первого пятимембранного элемента сравнения, выход которого через третье реле и переменные дросселя соединен с проточной камерой четвертого реле, одно иэ сопел которого через элемент умножения соединено усилителем, выход которого соединен с выходом регулятора, и через острянный дроссель с одним иэ сопел четвертого реле, блок вычисления модуля ошибки состоящий из двух пятимембранных элементов cpasпения, положительные камеры которых соединены соответственно со вторым и первым входами регулятора, а отрицательные камеры с первым и вторым входами регулятора, а выходы через элемент ИЛИ соединены с первым блоком предварения, выход которого сое679939 3 . динен с отрицательной камерой трехмембранного элемента сравнения, положительная камера которого соединена с задатчиком, третий вход регулятора соединен с управляющими камерами первого н второго реле и положительными камерами пятимембралиых элементов сравнения и элемента умножения (2). Целью изобретения является расширение области применения регулятора. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор включен второй блок предварения, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход — к отрицательной камере второго трехмембранного элемента сравнения, положительная камера которого соединена с задатчиком, а выход — с управляющей камерой четвертого реле, причем управляющая камера третьего реле соединена с выходом первого трехмембранного элемента сравнения. На чертеже приведена принципиальная схема регулятора. Регулятор содержит пропорциональный блок, состоящий из пятимембранного элемента сравнения 1, переменных дросселей 2 и 3, элемента умножения 4, усилителя мощности 5; первое реле 6, второе реле 7, третье реле 8; блок вычисления модуля ошибки, состоящий иэ двух пятимембранных элементов сравнения 9 и 10, элемента ИЛИ 11; первый блок предварения, включающий элемент сравнения 12, переменный дроссель 13, емкость 14, первый трехмембранный элемент сравнения 15; второй блок предварения, включающий элемент сравнения 16, переменный дроссель 17, емкость 18, второй трехмембранный элемент сравнения 19; четвертое реле 20, эадатчик 21. Регулятор работает следующим образом. На входы регулятора подаются сигналы, пропорциональные заданному Рз и текущему Рт значениям регулируемой величины. На выходе регулятор отрабатывает регулирующее воздействие вида вь! х = т (Pr P>)+Po Здесь 1(,(1tptL 5 > Р о три s cp где: к1, k> — коэффициенты усиления регулятора; 81, Зз — функции переключения; Ри — нулевой уровень давления, устанавливаемый в зависимости от запаздывания объекта; Ро — условный нулевой уровень давления. Значение нелинейного коэффициента усиле.ния Ч зависит от состояния системы регулирования. Те же сигналы поступают в блок вычисления модуля ошибки, давление на выходе которого определяется выражением: В э1х„,= Рт Рь + "о Далее этот сигнал поступает в первый и вто рой узлы предварения, соответственно реализующие следующие функции переключения: т g .p .т i +(v -Г P Вых ) dt т в о 42 д(Р.-Р ) 2 аьи *Тт д т Р )itо l3 где Т1 Ь Т,, Рвых и Рвых сравниваются на элементах 1а 1 сравнения 15 и 19 с сигналом Рн. Полученный иа выходв этих элементов командный сигнал аф переключает структуру регулятора при помощи реле 6 — 8 и 20. В результате происходит изменение знака и величины коэффициента усиления регулятора в зависимости от выбранного алгоритма управления. йа На выходе элемента 1 давление равно +В,„-(>,-Р,1 д „Р вв х т э Давление Рвь,х- через реле 8, которое перевых1 эв ключает величины коэффициента усиления, переменные дросселн 2, 3 и реле 20 поступает в минусовую камеру элемента умножения 4. С помощью дросселей настраиваются значения коэффициентов усиления регулятора. Знак коэффициентов усиления пропорционального блока и определяется реле 6 и 7, управляемых снгнаJfoM PBblX 2. Для объектов с запаздыванием необходимо, чтобы не позднее, чем за время запаздывания т до конца переходного процесса, регулиа® рующий орган скомпенсировал возмущающее воздействие и оставался в этом положении до конца переходного процесса t >+< . Это достигается при помощи реле 20, управляющего командным сигналом Рвых„., отключая часть алгоритма управления регулятора. При этом регулятор повторяет воздействие .Ро в момент времени t per — т. Таким образом, применение регулятора для объектов с запаздыванием позволяет получить аперидические процессы, тем самым улучшая качество регулирования. Формула изобретения Пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий первое и второе реле, размыкающие контакты которых соединены 679939 соответственно с первым и вторым входами регулятора, а замыкающие — соответственно со вторым и первым входами регулятора, выходы реле соединены соответственно с отрицательной и положительной камерами первого пятимембранного элемента сравнения, выход ко- У торого через третье реле и переменные дроссели соединен с проточной камерой четвертого реле, одно иэ сопел которого через элемент умножения соединено с усилителем, выход которого соединен с выходом регулятора, и через постоянный дроссель с одним из сопел четвертого реле, блок вычисления модуля ошибки, состоящий из двух пятимембраиных элементов сравнения, положительные камеры которых соединены соответственно со вторым и первым <> входами регулятора, а отрицательные камеры с первым и вторым входами регулятора, а выходы через элемент ИЛИ соединены с первым блоком предварения, выход которого соединен с отрицательной камерой первого трехмембранного элемента сравнения, положительная камера 4 которого соединена с задатчиком, третий вход регулятора соединен с управляющими камерами первого и второго реле и положительными камерами пятимембранных элементов сравнения и элемента умножения, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения, в регулятор включен второй блок предварения, вход которого подключен к выходу эле . мента. ИЛИ, выход — к отрицательной камере второго трехмембранного элемента сравнения, положительная камера Kotopoto соединена с задатчиком, а выход — с управляющей камерой четвертого реле, причем управлявицая камера третьего реле соединена с выходом первого трехмембранного элемента cpaaaesaa. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Берндс Г. К. и пр. Элементы и схемы пневмоавтоматики, "Машиностроение", 1968, с. 176, рис. 109. 2. "Пневмоавтоматика", "Иаука", 1974, с. 77. 679939 Редактор Н, Лобач Закаэ 4792/42 Тираж 1015 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д, 4/5 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель О, Гудкова Техред Э.Чужик Корректор С. Патрушева
