Пневматический прерывистый регулятор Советский патент 1983 года по МПК G05B11/52 G05B11/44 

Изобретение относится к автоматйческому регулированию и управлению, а именно к пневматическим рег ляторам, и моя1ет быть применено в автоматических системах управления объектами в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях про мышленности. Известен непрерывно-дискретный пропорционально-интегральный регулятор, содержащий два узла умножения на постоянный коэффициент не прерывного действия, две задержки на такт непрерывного сигнала и точ ный усилитель мощности, причем каналы параметра и задания соединены с соответствующими входами узлов, выход перв.ого узла соединен с треть входом второго узла и через первую задержку на такт с третьим своим входом, а выход второго узла через вторую задержку на такт соединен с входом точного усилителя мощности выход которого соединен с выходом регулятора Cl Наиболее близким к изобретению является пневматический прерывистый регулятор, содержащий пропорциональ но-интегральный блок, генератор пря моугольных импульсов и прерыватель управляющий вход которого связан с выходом генератора 2. Недостатком известного регулятора является сложность конструкции. Цель изобретенная - упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что прерыватель ввйолнен йа ос нове реле переключения, первый комм тируемый вход которого связан с каналом параметра, второй-коммутируемый вход - с каналом задания и инверсным входом пропорционально-интегрального блока, прямой вход-кото рого соединен с выходом реле пере.ключения, а выход - с выходным каналом регулятора. . .; На фиг. 1 приведена принципиальная схема построения регулятора, на фиг. 2 - циклограмма работы регулятора. Пневматический регулятор содержит три пятимембранных элемента сра нения 1-3. Выход элемента 1 (Р ) соединен с одним из входов дроссель ного cyMNiaTOpa 4, содержащего переменный 5 и постоянный 6 дроссели. В ход элемента 2 (Р2) через переменный дроссель 7 соединен с своей положительной камерой, с пнеймоемкостью 8 и .элементами 1 и 3. Выход элемента 3 (РЗ) соединен через усилитель мощности 9 с своей отрицательной камерой, с вторым входом дроссельного сумматора 4 и через постоянный дроссель 10 - Ь своей положительной камерой. Канал зада. ния 11 (PJ) непосредственно соединен с камерами 12 и 13 элементов 1 и 2 и соплом трехмембранного реле 14, а канал параметра 15 (Р) через трехмембранное реле 14 соединен с камерами 16 и 17 элементов 1 и 2. Трехмембранное реле 18 и 19, переменные дроссели- 20 и 21, пневмоемкость 22 соединены так, что на выходе реле 18 . формируются управляющие импульсы Р В одну из камер каждого реле 14, 18 и 19 подается давление подпора. Пневматический регулятор работает следующим образом. Для элемента сравнения 2, дросселя 7 и пневмоемкости 8 справедливы следующие выражения: - РЗ+ РИ -давление в канале параметра Сот датчика, измеряющего технологический параметр объекта ); -давление в канале задания ,(от задатчика); -объем пневмоемкости 8; -проводимость дросселя 7,-универсальная газовая постоянная;Т .- абсолютная температура Из уравнений (1) и (2) можно лего получить следующее: (РП- де Р - давление на выходе интегралього звена, собранного на элементе равнения 2, дросселе 7 и пневмоемости 8. . Для элементов сравнения 1 и 3, россельного сумматора 4 справедли-. й следующие выражения: де ot, (5 - проводимость дросселей 5 И 6 соответственно, Р , - давление на выходе регу лятора; Р. - давление на выходе дроссельного сумматора 4. Из уравнений (3) и (б) вытекает. (-РэЬ2 | (Р,-РЗ )dt.(7)

Таким образом, на элементах 1 10 собран пропорционально-интегральный регулятор пи-регулятор).

В реле 18 под действием подпора мембранный блок опущен ёниз. Сигнал

.на выходе реле 18 равен единице PY- 1, под действием которого мемб.ранный блок реле 14 опустится вниз и давление Р± пройдет в камеры 16 и 17 элементов 1 и 2. Давление Рв,, регулятора.не будет изменяться. Одновременно с этим сигнсш PI 1 через дроссель 20 начинает заполнять пневмоемкость 22. При достижении даления в пневмоемкости 22 максималь-ного давления реле 18 ( )мембранный блок реле 18 поднимается вверх, закроет сопло питания и откроет нижнее сопло. Произойдет сброс давления Pf через нижнее сопло реле 18 в атмосферу, т.е. сигнал Р станет равным нулю (Р О). Под действием подпора мембранный блок реле 14 поднимется вверх, давление Рр поступит в камеру 161 и 17 элементов 1 и 2 и регулятор начнет отрабатывать пи-закон регулирования согласно формуле (7).

При Р.,-- О мембранный блок реле 19 под действием подпора поднимется вверх и начнётся сброс давления из пневмоемкости 22 через дроссель 21 и нижнее сопло реле 18 в атмосферу. Понижение давления происходит до минимального давления срабатывания реле 18 Р.

затем

tnin

под действием подпора мембраннйй блок этого реле опустится вниз и вновь давление Р станет равным единице Р Т; Далее процесс повторяется. . «I

Интервёш времени, при котором Р 1, можно изменять дросселем 20, а интервал времени, при котором Р О - дросселем 21.

.Таким образом, пропорциональноинтегральный блок выполнен на элементах 1 - 3 и 5 - 9, прерыватель выполнен на трехмембранном реле 14, а генератор прямоугольных импульсов выполнен на элементах 18-22.

Технико-экономическая эффективность от применения пневматического прерывистого регулятора - упроадает.ся конструкция, повышается качество регулиройания технологического параметра в объекте, обладающим чистым запаздыванием, и запас устойчивости автоматической системы регулирования.

Предлагаемый регулятор применён для стабилизации концентрации азо-. тистой кислоты в диазосоединении на|

выходе аппарата диазотирования путе изменения расхода З-нйтро-4-аминотолуола. До настоящего времени стабилизация концентрации азотистой кислоты производилась вручную, выход на режим осуществляется в течение 60-70 мин. При этом расходует )ся 27 кг З-нитро-4-аминотолуола в час, стоимостью 1400-руб. тонна. Стандартные регуляторы системы

Старт не могут обеспечить устойчивость АСР. .

Предлагаемый регулятор выводит диазатор на режим в течение 10 12 мин. Шесть раз в сутки к диазатору поднимается новая емкость с подготовленным раствором З-нитро-4-аминотолуола, т.е. на объект наносится возмущение.

Экономический эффект от внедрения изобретения определяется по форт муле

Э G Ц at N, . .

где -Э - экономический эффект от внедрения изобретения, РУб/сут; G - расход З-нитро-4-аминотолуола, кг/ч;

Ц - цена З-нитро-4-аминотолуола (1,4 руб/кг);

At - разность времён вывода

диазатора на при руч-г ном регулировании и при ис- пользовании предлагаемого регулятора, ч

. N - количество раз нанесения .; возмущений на объект в сут-ки.. . .

Подставив численные значения Q)

получим

1

,4 б 189 руб. в сутки

I

Таким образом, предлагаемый паев-; матический прерывистый регулятор при эксплуатации его в к-онтуре стабилизации концентраций азотистой кислоты в диазосоединении на выходе из аппарата диазотирования в непрерывном процессе приносит экономии не менее 189 руб. в сутки.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий пропорционально-интегральный блок и прерыватель, управляющий вход которого связан с выходом генератора прямоугольных импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, прерыватель выполнен на основе реле переключения, первый коммутируелалй вход которого связан с-каналом параметра, второй коммутируемый вход - с каналом Зсщания и инверсным входом пропорционально-интегрального блока, прямой вход которого соединен с выходом реле переключения, а выход - с выходным каналом регулятора.|

фиг.

РП

p,