Всесоюзный научно-исследовательский и проек но- - ".. ";--:-.. 7;" конструкторский институт автоматизации про водсттвенных - :7 "4 процессов в прбмышленности, Ордена Ленина и т""-. проблем управления и Батумский нефтеперерабатываю завод им. И.В. Сталина (72) Авторы изобретения (73) Заявители

1 (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ

Изобретение относится к автома- тическому управлению и может быть применено для регулирования соотношения потоков в процессе смешения.

Известны электронные цифровые устройства для управления процессом смешения при получении многокомпонентной смеси 1, содержащие по числу компонентов частотные датчики расхода, электронный многоканальный цифровой регулятор расхода с входными и выходными преобразователями, эадатчики расхода и исполнительные механизмы. устройствО такого типа обеспечивают более высокую точность регулирования (1J.

Однако их конструкция является сложной.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устрой-2О ство для регулирования параметров технологических процессов, содержащее по каждому каналу регулирования расхода компонента датчик текущего значения параметра, блок вычисления ошибки регулируемого параметра, блок регулирования и исполнительный механизм f2) .

Однако в таких устройствах применение электронно-вычислительных специализированных блоков усложняет их конструкцию, затрудняет сочленение. устройства с объектом управления, имеющим в большинстве случаев пневматические исполнительные маханизмы, снижает удобства обслуживания и эксплуатации.

Цель изобретения вЂ” упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных свойств устройства. е

Поставленная цель достигается за счет того, что в пневматическом устройстве управления процессом смешения компонентов, содержашем по числу каналов регулирования расхода компонента частотный датчик текущего зна= чения параметра, блок вычисления ошибки регулированного параметра, блок регулирования и иСполнительный механизм, введены задатчик интервалов времени, блок вычисления ошибки регулируемого параметра в каждом канале регулирования содержит последовательно включенные узел определения момента прохождения заданного количества компонента и узел формирования знака и модуля ошибки, а блок регулирования состоит из цифроаналогового преобразователя и импульсно-. го регулятора; подключенных соответ824153

65 ственно к каналам параметра и задания пропорционально-интерального регулятора, выходом соединенного с исполнительным механизмбм данного канала, выход частотного датчика текущего значения параметра подключен к входу цифроаналогового преобразователя, входу узла определения момен-. та прохождения заданного количестsa компонента и другому входу узла

Формирования сигналов знака и модуля ошибки, третий вход которого соединен с выходом эадатчика интервалов времени, а выходы с входами импульсного регулятора.

Кроме того, с целью улучшения качества регулирования, в каждом кана- 15 ле регулирования расхода компонента установлен задатчик начального расхода, подключенный к одному иэ входов импульсного регулятора.

На фиг. 1 приведена блок-схема gQ устройства; на фиг. 2 вЂ” схема развертки импульсного регулятора, входящего в устройство.

Устройство содержит каналы 1 регулирования расхода компонентов, про- g5 порционально интегральный регулятор 2 расхода, блок 3 регулирования, цифроаналоговой преобразователь 4, импульсный регулятор 5, задатчик 6 начального расхода, частотный датчик

7 текущего значения параметра, исполнительный механизм 8, узел 9 определения момента прохождения заданного количества компонента, блок

10 вычисления ошибки регулирования параметра, узел 11 формирования сигналов знака и модуля ошибки, задатчик 12 .интервала времени. При этом регулятор 5 содержит ачульсирующее сопротивление 13 с емкостью 14, емкость 15, повторитель 16 с поло- 40 жительным сдвигом, повторитель 17 с отрицательным сдвигом.

Пневматическое устройство для управления процессом смешения компонентов работает следующим образом. 45

Перед пуском устройства, в зависимости от компонентов, участвующих в данном составе смеси и находящиеся между собой в заданном соотношении, подключаются необходимые каналы 1 регулирования. . Регулирование расхода по каждому каналу ведется с помощью ПИ-регулятора 2 блока регулирования 3. В его кЖеру переменно подается сигнал текущего значения параметра Р от преобразователя 4, а в камеру зада. ния - выход от импульсного регулятора 5, который в данной схеме выступает в роли эадатчика. На выходе регулятора 5, перед включением уст- go ройства, с помощью задатчика б устанавливается начальное значение задания Р д, а.по включении в работу контура регулирования расхода, импульсная последовательность Р,, пос тупающая от датчика 7 текущего значения параметра в преобразователе

4, преобразуется в аналоговый сигнал Р„ и подается на регулятор 2.

На основании входных сигналов Р и Р„ регулятор вырабатывает регулирующее воздействие на исполнительный механизм 8.

Одновременно импульсная последовательность от датчика 7 поступает на узел 9 определения момента прохождения заданного количества компонента блока 10 вычисления ошибки регулируемого параметра.

Узел 9 представляет собой совокупность счетчика импульсов, цифрового задатчика и схемы совпадения.

На цифровом задатчике узла 9 зара»ее задается задание в цифровом виде.»а количество компонента N<, которое должно пройти за заданный интервал времени, а на счетчике суммируются импульсы, поступающие от датчика. При совпадении показания счетчика с цифровым задатчиком схемой совпадения формируется дискретный сигнал Р, определяющий момент прохождения заданного количества компонента. Этим сигналом счетчик сбрасывается на нуль, начиная новый цикл счета не теряя ни одного импульса датчика. Одновременно сигнал Р поступает на узел 11 формирования сигналов знака и модуля ошибки блока 10 (для вычисления ошибки регулирования расхода регулятором 2).

С другой стороны измерение равных интервалов времени д t на протяжении всего цикла смешения ведется задатчиком 12 интервалов времени. По истечении каждого интервала д t задатчиком выдается сигнал Р, поступающий на вход узла 11 всех блоков

10 вычисления ошибки регулируемого параметра.

На вход узла 11 поступает также импульсная последовательность Р„. от датчика 7.

По ВхОДным сигналам Р1 РФ РМ узлом 11 вычисляется ошибка, выраженная в пакете ймпульсов, между заданным и фактическим количеством компонента, проходящего через датчик за интервал времени. h t. Появление первым одного из сигналов Р или Pq служит началом процесса вычисления ошибки узлом 11, т.е. при этом устанавливается знак ошибки .и начало прохождения пакета импульсов от датчика через узел 11, а поступление второго сигнала прекращает процесс вычисления ошибки, отключая коммутацию импульсной последовательности

Р„ через узел 11 на импульсный регулятор 5. Например, если сигнал

Pq поступил до истечения заданного интервала времени дй .(сигнал Р1 ), за которое должны пройти No импульсов, то на выходе узла 11 формиру824153 ется дискретный сигнал знака Р д = О на уменьшение задания Р д расхода и импульсы датчика 7 начинают поступать на регулятор 5, уменьшающий свой выход Р г д. В момент поступления сигнала Р поступление импульсов на,регулятор 5 прекращается и задание перестает изменяться.

Если сначала поступил Р, то на выходе узла 11 сигнал Рз„ = 1 и им,пульсы от датчика 7, поступают на (0 регулятор 5, увеличивая регулятору

2 задание. Р 4.

В случае одновременного поступления сигналов Р и Р импульсы на регулятор 5 не поступают и остается. прежнее задание Р д .

Таким образом,по истечении каждого интервала времени д t импульсный регулятор 5 формирует на очередной интервал новое задание регулятору 2 в зависимости от ошибки количества ,компонента. за время дt.

Сам импульсный регулятор 5 работает следующим образом.

От узла 11 формирования сигналов знака и модуля ошибки на пульсирую- 55 щее сопротивление 13 импульсного регулятора 5 поступает импульсная последовательность N, представляющая собой интеграл ошибки отклонения регулируемого параметра от задания. 30

Сигналы N = 1/О, поступающие на пульсирующее сопротивление 13, попеременно соединяют емкость 14 сопротивления, то с емкостью 15, то с цепью повторителя 16 с положительным сдвигом, равным + д, или с цепью повторителя 17 с отрицательным сдвигом, равным вЂ” Л .

При этом воздух в объеме емкости

14 пульсирующего сопротивления иэ 40 цепи с большим давлением (цепь повторителя 16 с положительныгл,сдви.гом) сбрасывается в линию Рзд,,, или наоборот, из линии Р>о, сбрасывается в цепь с меньшим давлением (цепь повторителя 17 с отрицательным сдви- . .гом). При этом с каждым импульсом

Р д изменяется на постоянную величину.

Сброс воздуха в одну или другую сторону продолжается до прекращения подачи сигналов N от узла 11. Направление соединения емкости 15 с цепями повторителей со сдвигом опре- 55 деляется в зависимости от наличия дискретного сигнала Р> поступающе-. го также от узла 11.

При этом скорректированное значение давления, формирующееся в емкости 15, является выходным давлением импульсного регулятора 5, т.е. заданием Р д Пи-регулятора. Реализуемое уравнение

P P +aw е и

Зад

65 ч„ где щ =+6 вЂ”," вЂ” величина смещения задания эа один импульс, V„ a Ч вЂ” объемы емкостей 14 и 15 соответственно, Ро вЂ” начальное значение зад) °

Реализация предлагаемого устройства обеспечивает улучшение качества регулирования при упрощении конструкции устройства, что даст народному хозяйству экономию.

Формула изобретечия

1. Пневматическое устройство управления процессом смешения компонентов, содержащее по числу кана- лов регулирования расхода компонента частотный датчик текущего значения параметра, блок вычисления ошибки регулируемого параметра, блок регулирования и исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и улучшения эксплуатационных устройств, оно содержит эадатчик интервалов времени, блок вычисления ошибки регулируемого параметра в каждом канале регулирования содержит последовательно включенные узел определения момента прохождения заданного количества компонента и узел формирования сигналов знака и модуля ошибки, а блок регулирования состоит иэ цифроаналогового преобразователя и импульсного регулятора, подключенных соответственно к каналам параметра и задания пропорционально-интегрального регулятора, выходом соединенного с исполнительным механизмом данного канала, выход частотного датчика текущего значения параметра подключен к к входу цифроаналогового преобразователя, входу узла определения момента прохождения заданного количества компбнента и другому вхоДу узла формирования сигналов знака и модуля ошибки, третий вход которого соединен с выходом задатчика интервалов времени, а выходы с входами импульсного регулятора.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества регулирования, в каждом канале регулирования расхода компонента установлен задатчик начального расхода, подключенный к одному из входов импульсного регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 224639, кл. В 01 F 3/08, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР гг 269257, кл. G 05 0 11/00, 1967

)(прототип).

824153

Фиг.2

Составитель 0. Гудкова

Техред Н. раб Корректор:Г.Решетник

Редактор Т. Киселева

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

Заказ 2109/69 Тираж 940 Подписное