Пневматическое устройство управления Советский патент 1984 года по МПК G05B11/52 

1 Изобретение относится к автомати зации производств и может быть использовано при автоматическом регулировании различных технологических параметров в широком диапазоне изменения нагрузок в объектах регулирования в различных отраслях народного хозяйства, например в химической, нефтяной, нефтехимической газовой промьшшенностях и т.п., в том числе во взрыво- и пожароопасных производствах. Известно устройство, используемое при автоматическом регулироважии различных технологических параметров в широком диапазоне изменения нагрузок в объектах регулирования, содержащее регулятор параметра выход которого подключен к первому исполнительному органу, параллельно которому включен второй исполнительный орган, связанный с выходом переключателя, сигнализаторы верхнего и нижнего предельных значений и триггер с раздельными входами, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, соединенного коммутируемыми входами с атмосферой и выходом регулятора параметра, а входы - к выходам сигнализаторов верхнего и нижнего предел ных значений, входы которых соедине ны с выходом регулятора параметра. Сигнализаторы верхнего и нижнего предельных значений и триггер с раз дельными входами образзпот формирователь переключающего сигнала l . Недостаток известного устройства состоит в том, что при срабатывании формирователя переключающего сигнала подключение или отключение второго исполнительного органа происходит дискретно. Это вызывает ступенчатое возмущающее воздействие на объект регулирования. Цель изобретения - повышение качества регулирования, т.е. улучшение динамических характеристик устройства,, выражакицееся в тон, что второй регулирующий орган при его подключении или отключении перемеща ется плавно в зависимости от постоянной времени инерционного звена, ч снижает возмущающее воздействие на объект регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом устройстве управления, содержащем регулятор 2 выход которого подключен к исполни- , тельному механизму первого регулиру : ющего органа, второй регулирующий орган с исполнительным механизмом, установленный параллельно первому, переключатель и формирователь переключающего сигнала, выполненный в виде первого сигнализатора верхнего и второго сигнализатора нижнего предельных значений выходного сигнала регулятора, плюсовой вход первого и минусовой вход Btoporo сигнализаторов связаны с выходом регулятора, а их выходы соответственно соединены с включающим и вык;оочающим входами триггера с раздельными входами, переключатель состоит из трехмембранного злемента сравнения, дросселя, емкости и повторителя - усилителя мощности, причем первая входныя камера и второе сопло трехмем- бранного злемента сравнения соединены с выходом регулятора,, вторая входная камера и первое сопло трехмембранного элемента сравнения сообщены через дроссель и емкость с выходом триггера с раздельными входами, а выход трехмембранного элемента Сравнения через повторитель - усилитель мощности соединен с исполнительным механизмом второго регулирующего органа. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит регулятор 1 параметра, линия выходного сигнала 2 регулятора параллельно подключена к входу формирователя 3 переключающего сигнала, к трехмембранному элементу 4 сравнения (избирательному элементу) и к исполнительному механизму 5 первого регулирующего органа. Выход трехмембранного элемента 4 сравнения подключен на вход повторителя - усилителя 6 мощности, выход которого соединен с исполнительным механизмом второго регулирующего органа 7. Регулятор поддерживает параметр в объекте 8 регулирования. Выход формирователя 3 переключающего сигнала через регулируемый дроссель 9 сообщен с пневматической емкостью 10, второй входной камерой 11 и первым соплом 12 трехмембранного элемента 4 сравнения. Первая входная камера 13 и второе сопло 14 рехмембранного элемента 4 сравнения оединены с линией выхода регулятора 2. Формирователь 3 переключающего сигнала образован первым сигнализатором верхнего 15 и вторым сигнализатором нижнего 16 предельных значений выходного сигнала регулятора триггером 17 с раздельными входами. Сигнализаторы 15 и 16 содержат соот ветственно отрицательную 18 и положительную 19 камеры подпора. Триггер 17 содержит отрицательную камеру 20 подпора. Плюсовая камера 21 сигнализатора 15 и минусовая камера 22 сигнализатора 16 образуют вход формирователя 3 переключающего сигнала. Выход сигнализатора 15 сообщен с включающим входом 23, выход сигнализатора 16 с выключающим входом 24 триггера 17, имеющего положительную обратную связь выхода три гера 17 с камерой 25. Выходной сигнал триггера 17 является одновремен выходом формирователя переключающег сигнала 3. Устройство работает следующим об разом. При работе регулятора 1 только с первым регулирующим органом 5 выход ной сигнал с него находится между верхним и нижним предельными значениями уставок сигнализаторов 15 и 16. При этом выходной сигнал триггера 17 равен нулю. Выходной сигнал с регулятора поступает в первую входную камеру 13 и второе сопло 14 трехмембранного элемента 4 сравнения, мембранный блок которого закрывает сопло 14 и отключает его от выхода элемента 4. Вход повторителя - усилителя 6 мощности через первое сопло- 12 злет мента 4 сравнения., ёмкость 10 и дроссель 9 связан с линией выхода триггера 17, которая сообщена с атмосферой. Ввиду этого второй регули рующий орган 7 эакрыт. - . При увеличении нагрузки, когда выходной сигнал регулятора t достигает верхнего предельного значения сигнализатора 15, выход с последнего, равный 1, поступает на вкгаоча ющий вход 23 триггера 17. Выходной сигнал триггера 17 принимает значение 1 и поступает в положительную камеру 25 и через дроссель 9 и емкость 10, образующие инерционное звено, во вторую входную камеру 11 и первое сопло 12 элемента 4 сравнения. За счет действия инерционног звена, постоянная времени которого зависит от объема пневматической емкости 10 и степени открытия регулируемого дросселя 9, давление, поступакяцее во вторую входную камеру 11 и первое сопло 12, нарастает плавно. Это нарастающее давление через открытое первое сопло 12 поступает на вход повторителя - усилителя 6 мощности и приводит к плавному открытию второго регулирующего органа 7. Когда нарастающее давление станет больше давления с выхода регулятора 1, мембранный блок элемента . 4 сравнения закроет, первое сопло 12 и откроет второе сопло 14. При этом давление выхода регулятора 1 через открытое второе сопло 14 поступит на вход повторителя - усилителя 6 мощности, а с него на исполнительный механизм второго регулирукнцего органа 7. Регулирование параметра будет производиться уже двумя регулирующими органами по выбранному закону регулирования. Такое состояние системы автоматического регулирования сохр1аняется до тех пор, пока выходной сигнал с формирователя 3 переключающего сигнала (с триггера 17) будет равен 1. В случае снижения нагрузки вы,ходной сигнал регулятора 1 может достичь нижнего предельного значения сигнализатора 16. Тогда его вьпсод- ной сигнал, равный 1, поступает в выключающий вход 24 триггера 17. Выход триггера 17 становится равным нулю. Однако благодаря наличию дросселя 9 инерционного звена давление в емкости 10 и во второй входной 11 элемента 4 сравнения будет снижаться постепенно. Пока постепенно снижающееся давление во второй входной камере 11 превьщтает давление в первой входной камере 13 элемента 4 сравнения выходной сигнал регулятора 1 будет проходить через открытое второе сопло 14 на вход повторителя - усилителя 6 мощности. При этом второй регулирукиций орган 7 продолжает работать. В какой-то момент времени давлеия в обеих входных камерах 11 и 13 лемента 4 сравниваются, и далее остепенно снижающееся давление во торой входной камере 11 становится еньше давления выхода регуляторй 1 в первой входной камере 13.- При

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее регулятор, выход которого подключен к исполнительному механизму первого регулирующего органа, второй регулируюокий орган с исполнительным механизмом, установленный параллельно первому, переключатель и формирователь переключающего сигнала, выполненный в виде первого сигнализатора верх.него и второго сигнализатора нижнего предельных значений выходного сигнала регулятора, плюсовой вход первого и минусовой вход второго сигнализато1 ов связаны с выходом регулятора, а их выходы соответст венно соединены с включа1Ьщим и Biitключающим входами триггера с раздель ными входами, отличающеёс я тем, что, с целью повышения качества регулирования, переключатель состоит из трехмембранного элемента сравнения, дросселя, емкости и повторителя - усилителя мо1цностИ| причем первая входная камера и второе сопло трехмембранного элемента сравнения соединены с выходом регулятора, вторая входная камера и первое сопло трехмембранного элемента срав нения сообщены через дроссель и емкость с выходом триггера с раздельньв4И входами, а выход трехмембран- ного элемента сравнения через пoвтo ритель - усилитель мощности соединен с иcпoлниteльным механизмом вто рого регулирующего органа.