Регулятор Советский патент 1985 года по МПК G05B11/00 

Изобретение относится к области химической промьшшенности и может быть использовано при приготовлении жидких технологических смесей, например, прк приготовлении переки но-аммиачного раствора с заданной концентрацией перекиси водорода. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулятора. На фиг. 1 представлена структурная схема регулятора; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема регулятора. / Регулятор содержит чувствительны элемент 1 .согласующий преобразователь .2, измеритель З.рассогласования, компаратор 4,генератор 5 пилообразно го напряжения,усилитель 6мощности,и полнительный механизм 7, масштабируюпщй блок 8, пороговый блок 9, элемент 2И-НЕ 10, элемент НЕ 11, ждущий мультивибратор 12, первый 1 и второй 14 ключи, задатчик 15, датчик 16, импульсный блок 17, резисторы 18 и 19, общую пшну 20, операционные усилители 21 - 23, ре зисторы 24 - 32, конденсатор 33, трайзисторы 34 - 37, реле 38, источник 9 постоянного напряжения. В состав датчика 16 входят чувс вительный элемент 1 и сбгласукяций преобразователь 2. Масштабирующий блок 8 содержит резисторы 18 и 19 и пшну 20. Измеритель 3 рассогласования со держит диффер енциальный операционный усилитель 71, выход которого через резистор 27 соединен с прямым его входом и с первым выводом резистора 26./Инвертирующий вход операционного усилителя 21 подключен к первому выводу резистора 25 и через резистор 24 - к общей шине 20.1 Вторые выводы резисторов 25 и 26 и выход операционного усилите ля 21 являются первым и вторым вхо ш и выходом измерителя 3 рассогла сования . Пороговый блок 9 содержит дифференциальный операционный усилитель 23, подключенный инвeptиpyi(ИIШ входом через резистор 28 к первому входу порогового блока 9, прямьш входом через резистор 29 - к второ му входу порогового блока 9, а выходом - к выходу порогового блока. Импульсный блок 17 содержит- компаратор 4, генератор 5 пилообразного напряжения, элемент 2И-НЕ 10, элемент НЕ 11, ждущий мультивибратор 12, первый 13 и второй 14 ключи и общую шину 20. В качестве первого 13 и второго 14 ключей могут быть использованы транзисторы 35 и 36. Компаратор 4 содержит дифференциальный операционный усипитель 22, соединенньш прямым входом через резистор 31 с первым входом компаратора 4, инверсным входом через резистор 30 с вторым входом компаратора 4, а выходом - с выходом компаратора 4. Генератор 5 пилообразного напряжения содержит транзистор 31, резистор 32, конденсатор 33 и общую шину 20. Усилитель мощности содержит источник 39 постоянного напряжения, реле 38, транзистор 37 и общую шиНУ 20. I Регулятор работает следуищим образом. Сигнал с датчика 16 поступает на вход измерителя 3 рассогласования, где сравнивается с напряжением задания. Разностный сигнал с измерителя 3 рассогласования поступает на вход компаратора 4, на второй вход которого поступают импульсы с генератора 5 пилообразного напряжения. При больших величинах сигнала рассогласования, когда сигнгш с измерителя 3 рассогласования больше амплитуды импульса с генератора 5 пилообразного напряжения, на выходе компаратора 4 устанавливается пос тоянный по времени уровень сигнала, который включает выходное реле 38 и исполнительный механизм 7, последний обеспечивает непрерывную подачу жидкости при титровании. По мере уменьшения сигнала рассогласования при приближении к точке равновесия компаратор 4 и . генератор 5 пилообразного напряжения обеспечивают широтно-импульс- ное управление выходным реле 38 и исполнительным механизмом 7, при этом длительн 1сть импульсов управления зависит от величины сигнала рассогласования (длительность импульса управления обратно пропорци

ональна величине сигнала рассогласования) и амплитуда импульса пилообраэного напряжения, а скважность импульсов управления определяется длительностью импульса и частотой импульсов пилооб)азного напряжения .

При дальнейшем уменьшении сигнала рассогласования (при приближении к точке равновесия) сигнал рассогласования становится равным част напряжения задания, снимаемого с масштабирукнцего блока 8, при этом срабатьшает пороговый блок 9 и на его выходе появляется сигнал с уровнем, соответствующим логической 1, который поступает на один вход элемента 2И-НЕ 10, на другой вход указанного элемента 2И-НЕ 10 поступает через элемент НЕ 11 сигна с выхода компаратора 4, т.е. сигнал с уровнем логической 1 на втором входе элемента 2И-НЕ 10 появится только тогда, когда на вьгходе компаратора 4 пропадает импульс управления выходным реле 38.

При одновременном наличии на обоих входах элемента 2И-НЕ 10 сигна,лов логической 1 на выходе последнего появится сигнал, который запускает мультивибратор 12. При срабатывании ждущего мультивибратора 12 сигнал с его выхода поступает на базы транзисторов 35 м 36 и включает последние. При срабатывании транзистор 35 своим эмиттер-коллекторным переходом шунтирует конденсатор 33 генератора пилообразного напряжения 5, т.е.. выключает последний, а транзистор 36 своим эмиттер-коллекторным переходом соединяет стробирукнций вход компаратора 4с общей шиной 20 т.е. также отключает его. В последовательности импульсов управления выходным реле 38 и исполнительным механизмом 7 наступает пауза, длительность которой равна сум93634

ме длительности импульса от ждущего мультивибратора 12 и времени паузы при широтно-импульсном управлении, т.е. при сравнении сигнала

5 рассогласования в компараторе 4 с импульсами генератора 5 пилообразного напряжения.

Таким образом, в отличие от известного регулятора предлагаемый

10 автоматический регулятор подачи жидкости при титровании обеспечивает следующие режимы работы:

в 1-м режиме при больших сигналах рассогласования подача жидкости осуществляется непрерывно;

во 2-м режиме при средних значениях сигнала рассогласования пода-, ча жидкости осуществляется по принципу широтнд-импульсного управле20 ия;

в 3-м режиме при малых значениях сигнала рассогласования, т.е. при приближении регулируемой величины к точке равновесия, между импульсами широтно-импульсного включения подачи жидкости, вводится дополнительная пауза (задержка).

Из этого следует, что введение . новых элементов в регулятор приводит

2Q к повьш1ению его быстродействия при титровании за счет использования 1-го и 2-го его режимов работы, т.е. за счет непрерывной и широтноимпульсной подачи жидкости.

Кроме того, данное техническое t

Д5 решение позволяет выбрать фиксированную точку начала режима 3, т.е. начало режима точной подачи жидкости; установить паузу между импульсами включения исполнительного меха40низма с учетом времени л}еакции массобмена в объеме раствора.

Вышеуказанное обеспечивает повьш1ение точности подачи жидкости при титровании по сравнению с

45 известным регулятором практически обеЪпечивая минимальное перерегулирование.

i..РЕГУЛЯТОР, содержащий датчик и задатчик, соединенные выходами с соответствующими входами измерителя рассогласования, подключенного выходом через последовательно соединенные пороговый блок, импульсный €лок и усилитель мощности к входу исполнительного меха-. низма, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности и быстродействия регулятора, в нем дополнительно установлен масштабирующий блок, соединенный входом с выходом задатчика и выходом с вторьм входом порогового блока, а выход измерителя рассогласо вания .соединен с вторьа входом им- . пульсного блока. 2. Регулятор по п. 1, отличающийся, тем,,что импульсный блок содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, компаратор, злемент НЕ, элемент 2И-НЕ и ждущий мультивибратор, соединенный выходом с управлякяр1м входом первого и второго ключей, сигнальными входами S соединенных соответственно с выходом генератора пилообразного напряжения и со стробирую цим входом компаратора, а выходами - с общей шиной импульсного блока, причем второй вход элемента 2И-НЕ, второй вход и выход компаратора являются соответственно первым и вторым входами и выходом импульсного блока. со со 9) &0 4