Пневматический регулятор с переменной структурой

 

Сонэь Советск мк

Соцмвлмстмческмк республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено22.02,77 (2l ) 2455326/18-2 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень М 33

11/50

13/OO

Гасударственный камктет

СССР аа делам кэабратанкк в аткрмтай

21,525

88. 8) Дата опубликования описания 05 09.79

3. М. Джафаров, M. М. Файязов и Ф. С. Абдуллаев (72) Авторы изобретен н я

Научно-исс едовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и хими|еской промышленности (7l ) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ

СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к технике инвариантных систеь: автоматического регулирования, а именно к комбинированным регуляторам с переменной структурой и может найти применение в инва7

5 риантных системах автоматического регулирования технологических процессов нефтяной, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности.

Известен пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий пропорциональный блок, блок формирования функции переключения, входные камеры которого подключены к каналам !

5 параметра, задания и опорного давления, а выход пропорционального блока - с плюсовой камерой сумматора, минусовая камера которого подключена к каналу. опорного давления, а выход через усилитель мощности - к выходному каналу регулятора, выход блока формирования функции переключения соединен с входом блока предварения, выход которого подключен к одной из камер элемента сравнения, другая камера которого соединена с каналом опорного давления (1 J.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является регулятор, содержащий пропорциональный, интегральный и дифференциаль ный блоки, последовательно соединенные блок формирования функции переключения и блок предварения (2).

Недостатком известных регуляторов является то, что при комбинированном регулировании (по отклонению и возмущению), когда он играет роль регулятора, действующего по отклонению, с изме пением корректирующего сигнала от измеряемого возмущения, приложенного к объекту регулятора, он не обеспечивает возникновения скользящего режима, и поэтому качество переходного процесса ухудшается, т. е. он не обладает достагочно приемлемыми динамическими xQ» рактеристиками при воздействии измеряемых возмущений.

684508

k, nPu $ >(), гпе

kg прО 6 (0

SblX8

Цель изобретения «улучшение динамических характеристик регулятора.

Это достигается тем, что в нем установлены три элемента сравнения, блок логики и реле, причем вхоцные камеры первого элемента сравнения подключены к канал а м пере ме ни о го зада н ия, измеряе мого возмущения и опорного давления, а его выход соединен с плюсовой камерой второго элемента сравнения, выход кото- 10 рого соединен с входом блока логики, другой вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выхоц блока логики соединен с управляющей камерой реле, коммутируемые входы реле - с

15 входами первого элемента сравнения, а выход - с минусовой камерой третьего элемента сравнения, подключенного своим выходом к другой плюсовой камере сумматора, причем каналы опорного дааления подключены к управляющим камерам второго и третьего элементов сравнения.

На чертеже приведена принципиальная

25 схема регулятора.

Регулятор содержит пропорциональный блок, состоящий из элемента 1 сравнения, первого реле 2, переменных дросселей 3 и 4, элемента 5 умножения на постоян30 ный коэффициент; блок формирования функции переключения, состоящий из элементов 2 и 6 сравнения, элемента ИЛИ

7, блок предварения, состоящий из элемента 8 сравнения, емкости 9, перемен35 ного дросселя 10, элемент 11 сравнения, сумматор 12, усилитель 13 мощности, первый элемент 14 сравнения, второй элемент 15 сравнения, третий элемент 16 сравнения, блок логики, состоящий из элемента ИЛИ 17, реле 18, 19, второго реле 20, переменного дросселя 21, 22.

Все функциональные блоки построены на пневматических вычислительных и пе45 реключатепьных элементах.

Регулятор работает следующим образом.

На входные каналы регулятора подаются сигналы пропорциональные заданному РЗ, текущему Р значениям регуи пирующей величины и пропорциональные заданному Р., текущему Р, значе1Ъ ниям измеряемого возмущении, а также опорное давление Рц . Регулятор отрабатывает спецующий комбинированный закон регулирования.

T »»= +(T;- > )+ O,Р „- Р< ) T . с прй 6(Р „- Р ) ) О, 1

I3 ро (Р - ) 0

- выходной канал регупягора; — коэффициенты усиления регулятора (,к2 1 А/ ), — функция переключения, Пд Д П 5 + О / п -%

В предложенном регуляторе за счет введения сигнала Я(- ) в алгоритме и ъ регулятора, значительно повышается качество регулирования в системе при действии измеряемых возмушений и тем самым компенсируется влияние измеряемого возмущения.

Поскольку сигнал компенсации в зависимости or изменения возмущений так изменяет выход регулятора, чтобы не допустить возникновения перерегулирования по основному параметру и тем самым уменьшает длительность переходного процесса, Работа блока формирования функции переключения (БФФП) определяется следующим выражением

4 IT Р,!

= т IT р, Лапее Р „и выход элемента 14 сравнения сравнивается с опорным давлением Р„соответственно на элементах

11 и 15 сравнения и поступает в блок логики, который выполняет операцию

" авнозначность"

НЫХ l9

«Р ЧР чР

1 ВЫХ 41 ЭЫЪ 351 ВЫХ11 ВЫХ 15 тем самым вырабатывается сигнал

Р ь х (g цпя переключения коэффициента усиления ср который учитывает измеряемое возмущение.

При помощи БФФП и элемента 11 сравнения переключается коэффициент усипе .я ф

Таким образом, пневматический peryt иятор с переменной структурой реализует

1такой ап оритм управления, который фор684508 мируатся в виде функции в зависимости не только от основного параметра, но и от измеряемых возмущений, Выбирая соответствующим образом величины

Ср ар (k k сФ 3) можно выполнить -V(Vfi )i, t I У условия существования скользящего режима в системе и тем самым улучшить качество переходного процесса при воздействии измеряемых возмущений.

Стендовое испытание регулятора показало его работоспособность. Регулятор будет установлен на установке сульфанола для регулирования температуры сульфоратора. Предварительный экономический эффект от внедрения комбинированной системы автоматического регулирования температуры сульфоратора на производстве сульфанола, B состав которой входит пневматический регулятор с переменной структурой, составит

1 00 тыс. руб, Формула изобретения

Пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий пропорциональный блок, блок формирования функции переключения, входные камеры которого подключены к каналам параметра, задания и опорного давления, а выход пропорционального блока — к плюсовой камере сумматора, минусовая камера ко- . торого подключена к каналу опорного давления, а выход через усилитель мощности — к выходному каналу регулятора, выход блока формирования функции переключения соединен с входом блока предварения, выход которого подключен к одной из камер элемента сравнения, другая камера которого соединена с каналом опорного давления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью улучшения динамических характеристик регулятора, в нем установлены три элемента сравнения, 10 блок логики и реле, причем входные камеры первого элемента сравнения подключены к каналам переменного задания, измеряемого возмущения и опорного давления, а его выход соединен с плюсовой камерой второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом блока логики, другой вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход блока логики соединен с управляю» щей камерой реле коммутируемые входы реле — с входами первого элемента сравнения, а выход — с минусовой камерой третьего элемента сравнения, подключенного своим выходом к другой плю25 совой камере сумматора, причем каналы опорного давления подключены к управляющим камерам второго и третьего элементов сравнения.

Источники информации, принятые во

30 внимание при экспертизе

1. Берендс Т. К. и др. Элементы и схемы пневмоавтоматики, М., "," 1ашиностроение", 1 968, с. 1 76.

2. Сб. Пневмоавтоматика, М., "Наука", 1974, с. 77, рис. 1 (прототи ).

6845OS

Составитель И. Шепилова

Редактор Б, Герцен Техреду. Бабурка Корректор Д. Ливринп

Заказ 5286/41 Тираж 1015 Подписное

HHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4