Пневматический регулятор Советский патент 1983 года по МПК G05B11/50 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров: давления, температуры, влажности и т.д. Известны регуляторы с ограничениями в интегрирующей компоненте, содержащие индикатор зоны, переключатель и звечо ограничения на выхоре. Реализация таких регуляторов на средствах пневмоавтоматики требует наличия интегрального, звена, включающего сумматор, плюсовая камера которого соединена с емкостью и выходом первого реле переключе- . кия, вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управляющая камера соеди иена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней границ зоны нечувствительности и два элемента сравнения, пропорционального гвена выход которого через второе реле переключения соединен с выходным ка налом регулятора и непосредственно с зходом индикатора зоны, а также звена ограничения в выходном канале регулятора f . Недостатки регуляторов - низкая точность из-за дифференциала срабатывания элементов сравнения в индикаторе зоны и наличие скачков давле ния в выходной линии регулятора при переходе с дистанционного управления на автоматическое, что приводит к снижению точности регуляторов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регуля-гор, выполненный по схеме параллельного включения пропорциональной и интегрирующей компонент и содержащий узел ограничения выход ного сигнала, который состоит из двух элементов сравнения и резистив но-диодной сборки. В известном регу ляторе в случае нарушения условий линейности накопительный элемент (конденсатор или емкость) интегриру .щего звена подключается к источнику линейно-изменяющегося сигнала соответствующей полярности, благодаря чему ВЫХОДНОЙ сигнал регулятора при нудительно изменяется в направлении линейного участка. Для реализации известного регулятора на средствах пневмоавтомати ки требуется интегральное звено, содержапгёе сумматор, первая плюсовая и минусовая камеры которого сое динены с каналами задания и параметра, а вторая плюсовая камера с емкостью и выходом первого реле переключения, один вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управляющая камера соединена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней границ зоны нечувствительности, выходы которых подключены к минусовым камерам соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зоны, пропорциональное звено, выход которого соединен с плюсовыми камерами элементов сравнения индикатора зоны и одним входом второго реле переключения, управляющая каме-. ра которого соединена с управляющим каналом регулятора, другой вход второго реле переключения подключен к задатчику дистанционного управления, а выход - к выходному каналу регулятора, первый и второй входы пропорционального звена соединены с выходом сумматора интегрального звена и его второй плюсовой камерой, и двухполярный источник линейно-изменяющегося сигнала, состоящий из постоянного дросселя, третьего реле переключения и двух повторителей со .сдвигом, причем выходы повторителей со сдвигом через третье реле переключения, управляющая камера которого соединена с выходом и одним из сопел соответственно первого и второго элемента сравнения индикатора зоны, соединены с входом постоянного дросселя, выход которого подключен к другому входу первого реле переключения, а вход-: ные камеры повторителей со сдвигом соединены с емкостью интегрального звена 2 . Недостатком известного регулятора является появление скачкйв давчления в выходной линии регулятора при переходе с дистанционного управления на автоматическое, что приводит к снижению точности. Цель изобретения - повышение точности регулятора. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом регуляторе, содержащем интегральное звено, включающее сумматору первая плюсовая и минусовая камеры которого соединены с каналами задания и параметра, а вторая плюсовая камера - с емкостью и выходом первого реле переключения, один вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управляющая Кс1мера соединена с выходом индикатора зоны, включгиощего в себя два задатчика верхней и нижней границ зоны нечувствительности и два элемента сравнения, пропорциональное звено, выход которого соединен с плюсовыми камерс1ми элементов сравнени-я индикатора зоны и одним входом второго реле переключения, управляющая камера которого соединена с управляющим каналом регулятора, другой вход второго реле переключения подключен к задатчику дистанционного управле-: ния, и выход - ft выходному каналу регулятора, первый и второй входы пропорционального звена соединены с выходом сумматора интегрального звена и его второй плюсовой камерой, и двухполярный источник линейно-изменяющегося сигнала, состоящий из постоянного дросселя, третьего реле переключения и двух повторителей, со сдвигом, причем выходы повторителей со сдвигом через третье реле переКлючения, управляющая камера которого соединена с выходом и одним из сопел соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зоны,. соединены с входом постоянного дросселя, выход которого подключен к другому . входу первого реле переключения,-а входные камеры повторителей со сдвигом соединены с емкостью интег-о рального звена, дополнительно установлены два реле переключения, первые входы которых соединены с задатчиками соответственно верхней и нижней границ зоны нечувствительности, вторые входы - с выходным каналом регулятора, управляющие камеры CBrt-заны с управляющим каналом регулятора, а выходы данных реле переключения подключены к минусовым камерам соответственно первого и второго эле ментов сравнения индикатора зоны,. На чертеже приведена принципиальная пневматическая схема предлагаемого регулятора. Регулятор содержит сумматор 1/ переменный дроссель 2, первое реле 3 переключения, емкость 4, образующие интегральное звенО, постоянный дроссель 5, третье реле б переключения, повторители 7 и 8 со сдвигом, образующие двухполярный источник линейно-изменяющегося сигнала, пропорциональное звено 9, индикатор 10 зон, состоящий из элементов 11 и 12 сравнения, задатчиков 13 и 14 верхнего PQ и нижнего Рц уровней индикации т уровней ограничения выходного си гнала регулятора Р|}Ь1х (границы зоны нечувствительности регулятора), четвер того и пятого еле 15, 16 переключений, второе реле 17 переключения, а также пневматическую кнопку 18. Минусовая и первая плюсовая камеры сумматора 1 соединены с каналами, регулируемой переменной Р(, и задак ще го воздействия Р. К первому и второ му входам пропорционального звена 9 подключены выход сумматора 1 и его вторая плюсовая камера. Выход пропор ционального звена 9 Грых соединен с плюсовыми камерами элементов 11 и 12 сравнения, индикатора 10 зоны и нормально открытым соплом второго реле 17 переключения, нормально закрытое сопло которого связано с каналом дистанционного (ручного) управле.НИН Рруцц. Выход репе 17 соединен с выходйым каналом регулятора Pj,, (давление на исполнительный механизм).. Выход сумматора 1 соединен через переменный дроссель 2 с нормально открытым соплом первого реле .3 пере- ключения. Выход реле 3 подключен к ёмкости 4, плюсово.; камере сумматора 1 и входам повторителей. 7 и 8 со сдвигом. Выход повторителя 7 со сдвигом соединен с нормально закрытым соплом третьего реле 6 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом повторителя 8 со сдвигом. Выход реле 6 через постоянный дроссель 5 соединен с нормально закрытым соплом первого реле 3. Выход Р| индикатора 10 зоны связан с управляющей лсамерой первого реле 3/ выход Р первого элемента 11 сравнения в индикаторе зоны - с верхним соплом второго элемента 12 сравнения и управляющей камерой третьего реле.. Минусовая камера элемента 11 сравнения соединена с выходом четвертого реле 15 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 13 верхнего уровня ограничения Pp. Минусовая камера элемента 12 сравнения соединена с выходом пятого реле 16 переключения, нррмально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 14 нижнего уровня ограничения Р„. Нормально закрытые сопла реле 15 и 16 соединены с выходным каналом регулятора РЛУ , а управляющие камеры реле 15 и 16 связаны с выходом пневматической кнопки 18, вход .которой подключен к управляющему -(командному) каналу регулятора Рцо/ц . Регулятор работает следующим разом. Предварительно повторители 7 н 8 настраивают с отрицательным и положительным сдвигом соответственно. в режиме автоматического управления в управляющем канале команда Р, равна нулю (О кг/см), вследствие чего исполнительный механизм (выходной канал регулятора Р,ц ) соединяется с выходом пропорционального звена Pgbi; через нормгшьно открытое сопло второгоI реле 17. В минусовые камеры элементов 11 и 12 сравнения через нормально открытые сопла четвертого и пятого реле 15 и 16 поступают давления от. эадатчиков 13 и . 14 верхнего Р0 и нижнего Р уровней ограничения - заданного диапазона давлений. В этом режиме регулятор осуществляет заданный пропорционально-интегральный закон регулирования. Причем пока выходной сигнал Pg регулятора находится в пределах заданного диапазона давлений, т.е. пока , Р., индикатора 10.1 зоны имеет значение логический нул1э (Р| 0), В первом реле 3-переключения нормально открытое сопло открыт Выход сумматора. 1 через переменный настраиваемый дроссель 2 и верхнее открытое сопло первого реле 3 переключения соединен с емкостью 4. Регулятор реализует заданный пропор ционально-интегральный закон с лине ной статической характеристикой. Когда выходной сигнал регулятора , изменяясь, становится больше BepxHefo граничного уровня Р, на выходе Р и выходе PI элемента 11 сравнения в индикаторе 10 зоны форм руются сигналы логическая единица КР., 1, PL;, 1), реле 3 и 6 переключаются, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад дав лений -&,. В результате давление . емкости 4 и в .плюсовой камере сумма тора 1 уменьшается с постоянной ско ростью, величина которой зависит от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 7. Уменьшение давления в емкости 4 - выходного сигйала интегрального звена - приводит к уменьшению выходного давления регулятора до уровня Рд. Когда же выходной сигнал, изменяясь, становится меньше нижнего граничного уровня Р, единичный сиг нал возникает только на выходе Р индикатора зоны (Рц , Рц 0), пер вое реле 3 переключается, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со .сдвигом создается положительный перепад давления +д. В результате давление в емкости 4 уве личивается с постоянной скоростью, величина которой также зависит .-. только от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 8 Ув личение давления в емкости 4 интегрального звена приводит к увеличению выходного давления регулятора до уровня Рц. В режиме дистанционного управления подается комасша , , равная единице (1,4 кг/ски вследствие чего переключаются реле 15-17; Управление; исполнительным механизмом осуществляется от канала дистанцион ного управления Рр)чн Давление канала Ppyini через открытые (с помощью Р и пневматической кнопки 18) сопла реле 15 и liS поступает в мину совые камеры элементов 11 и 12 сравнения. Если выходное давление пропорционального звена РВЬИ больше давления на .исполнительном .лиеханизме Р„щ , то на выходах Р){ и Р| индикатора 10 зоны формируются единичные сигналы (РК, 1 и Pj,). Реле 3 и б переключаются, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад давлений -А. Аналогично описанному процессу уменьшается давление в емкости 4 и на выходе пропорционального звена9 до уровня Аналогично, если меньше 1 единичный сигнал возникает только на выходе PI индикатора зоны (P,j 1, PIJJ 0 ). Переключается первое реле 3, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со сдвигом создается положительный перепад давлений;.-f-А. Давление увеличивается в емкости 4 и на выходе пропорционального эвена 9 Pgy,f до уров РИМ В результате при нажатии пневматической кнопки 18 в режиме дистанционного управления (PjfoM ) после истечения некоторого времени происходит непрерывное перек вочение (режим переключений) реле 3 и 6. Вследствие этого выход пропорционального звена Р, удерживается на уровне / т.е. давление Р, следит за давлением в выхоД ной линии РИМ регулятора. Таким образом, переход на режим автоматического управления даже при неравенстве регулируемой величнны Р. ее заданному значению Р осуществляется без скачка давления в выходной линии Рцщ регулятора. При использовании предлагаемой схемы выходной сигнал регулятора ограничивается на заданных уровнях, а также обеспечивается безударный переход с дистанционного у правления на ё втоматическое. Все это позволит повысить качество регулирования за счет повышения точности регулятора в условиях длительно действующих и больших по величине возмущений, в частности при пусковых режимах реакторов периодического действия, а также расширит область применения регулятора.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий интегральное звено, включающее сумматор, первая плюсовая и ; минусовая камеры которого соединены с каналами задания и параметра, а вторая плюсовая камера -.с емкостью и выходом первого реле переключения, один Вход которого подключен через переменный дроссель к выходу сумматора, а управяяющая камера соединена с выходом индикатора зоны, включающего в себя два задатчика верхней и нижней границ зоны нечувствительности и два элемента сравнения, пропорциональное звено, выход которого соединён с плюсовыми камерами элементов сравнения индикатора зойы и одним входом второго реле переключения, управляющая камера которого . соединена.с управляющим каналом ре.гулятора, друсой вход второго реле переключения подключен к задатчику дистанционного управления, а выход к выходному каналу регулятора, первый и второй входы пропорционального звена соединены с выходом сумматора интегрального звена и его второй плюсовой камерой, и двухполярный источник линейно-изменяющегося сигнала, состоящий из достоянного дросселя, третьего реле переключе.ния и двух повторителей со сдвигом, причем выходы повторителей со сдви- гом через третье реле переключения, управляющая камера которого соединеi на с выходом и одним из сопел qooTветствен-но первого и второго элементов сравнения индикатора зоны, соеди иены с входом постоянного дросселя, выход которого подключен к другому входу первого реле переключение, а с .входные камеры повторителей со сдвис; гом соединены с емкостью интегргшьного звена, отличающий с я тем, что, с целью повышения точ ности, в нем дополнительно установлены два реле переключения, первые входы которых соединены с задатчиками соответственно верхней и нижней 4 границ зоны нечувствительности, I ре Л Л вторые входы - с выходным каналсм - гулятора, управляющие камеры свяэа ны с управляющим Каналом регулятора, а выходы данных реле переключения подключены к минусовым камерам соответственно первого и второго элементов сравнения индикатора зо ны. .