Устройство автоматического регулирования процесса горения Советский патент 1986 года по МПК F23N5/18 

10

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для автоматизации процесса горения.

Цель изобретения - повыиение быстродействия в переходных режимах.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики переходного процесса при уве- Л1гчении задания по нагрузке; на фиг.З - i то же 5 При уменьшении задания по нагрузке .

Устройство содержит главный регулятор 15 предназначенный для выработки задания, последовательно соединенные датчик 2 расхода топлива, первый 15 сумматор 3 и регулятор 4 топлива, i последовательно соединенные датчик- 5 : расхода воздуха, второй сумматор 6 и регулятор 7 общего воздуха.

Дифференциатор 8 служит для форси- 20 рованной передачи изменения расхода воздуха через первый сумматор 3 на вход регулятора 4 топлива. Его вход подключен к выходу датчика 5 расхода

передачи задания на регулятор 7 общего воздуха через второй сумматор 6.

Форсированная подача воздуха при увеличении задающего воздействия на 5 величину + Х (фиг.2) обеспечивается реальным пропорционально-дифференциальным- звеном 12 с передаточной функцией

где

у(р)

S(P) к„

Ы.

КВ-Р

1

v1 (р)

(1)

к

6

ф

пд

изображение выходного сигнала у ;

коэффициент усиления звена 12;

весовой коэффициент производной в ПД-законе управления ;

постоянная времени звена 12; -ЛСР) .

Форсированная подача топлива в сторону уменьшения при уменьшении задающего воздействия на величину воздуха, а выход - к четвертому входу 25 (фиг.З) осуществляется дифферен- первого сумматора 3,циатором 8 с передаточной функцией

Первый диод 9} подключенньй положительной полярностью к второму входу первого сумматора 3, используется в динамике для передачи изменения зада- НИН с главного регулятора 1 в сторону уменьшения. Второй диод 10 предназначен для передачи задания с выхода главного регулятора 1 как в статике, так и для передачи изменения задания в сторону увеличения,- блокируя передачу его изменения в сторону уменьшения. Первый 9 и второй 10 диоды соединены разными полярностями (отрицательной и положительной соответственно) в общую точку,, подключенную к выходу главного регулятора 1; Второй диод 10 отрицательной полярностью подключен через демпфирующее звено 11 к третьему входу первого сумматора 3 и через реальное пропорционально-дифференциальное звено 12 к второ30

35

:)(Р) L4P), (2) А

где 5(Р)- изобраикение выходного сигнала -0 ;

К. - коэффициент усиления диффе- А

ренциатора 8, равный

постоянная времени дифференциатора 8, L(P) L. Обеспечение скачкообразного изменения сигнала на регулятор 4 топлива при увеличении задающего воздействия на величину (фиг. 2) - h достигается введением дополнительно к форсирующему воздействию со стороны дифференциатора 8 демпфирующего звена 11 с передаточной функцией

45

б(Р)

К

Т-Р + 1

Я.(Р), (3)

где б(Р) - изображение выходного сигнала G ; К и Т - коэффициент усиления и

му входу второго сумматора 6,

Демпфирующее звено 11 служит для сглаживания скачкообразного увеличения задания, а в статике - для передачи задания на регулятор 4 топлива через первый сумматор 3.

Реальное пропорционально-дифферен- 55 циальное звено 12 используется для форсирования изменения задания в сто- рону увеличения, а в статике - для

28982

передачи задания на регулятор 7 общего воздуха через второй сумматор 6.

Форсированная подача воздуха при увеличении задающего воздействия на 5 величину + Х (фиг.2) обеспечивается реальным пропорционально-дифференциальным- звеном 12 с передаточной функцией

где

у(р)

S(P) к„

Ы.

КВ-Р

1

v1 (р)

(1)

изображение выходного сиг нала у ;

коэффициент усиления звена 12;

к

6

ф

пд

СР)

5

:)(Р) L4P), (2) А

где 5(Р)- изобраикение выходного сигнала -0 ;

К. - коэффициент усиления диффе- А

ренциатора 8, равный

постоянная времени дифференциатора 8, L(P) L. Обеспечение скачкообразного изменения сигнала на регулятор 4 топлива при увеличении задающего воздействия на величину (фиг. 2) - h достигается введением дополнительно к форсирующему воздействию со стороны дифференциатора 8 демпфирующего звена 11 с передаточной функцией

б(Р)

К

Т-Р + 1

Я.(Р), (3)

где б(Р) - изображение выходного сигнала G ; К и Т - коэффициент усиления и

постоянная времени демпфирующего звена 11.

Скачкообразное изменение сигнала на регулятор 7 общего воздуха при уменьшении задающего воздействия на Л(фиг,3) осуществляется введением непосредственной связи с выхода датчика 2 расхода топлива на третий вход второго сумматора 6 и блокировкой

сигнала - Д с помощью второго диода 10, который не пропускает этот сигнал на входы звеньев 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (фиг.1) задание с главного регулятора 1, поступающее через второй диод 10, демпфирующее звено f1, реальное пропорционально-дифференциальное звено 12, первый 3 и второй 6 сумматоры отработано регулятором 4 топлива и регулятором 7 общего воздуха и уравнено сигналами с датчиков 2 и 5 соответственно топлива и воздуха. При этом ошибки регулирования на входах регулятора 4 топлива (,) и регулятора 7 общего воздуха (6) равны , у- 0.

При изменении задания в сторону увеличения на величину единичного скачка 13 (Ht) (фиг,2) изменение передается через второй диод 10 аналогично указанному, а через первый диод 9 не проходит. В этом случае

, 6 + - В, L В,

(4) (5)

где L и В - расходы соответственно

воздуха и топлива. .

Как регулятор 4 топлива, так и ре- гулятор 7 общего воздуха реализуют совместно с регулирующим органом ПИ- закон управления в соответствии |с формулой

- р(р, .b-(I-p-U-j(p),,B,

И

где ш(Р) иЕ(Р) - изображения соответствующего регу5

0 5

0

5

лирующего воздействия ( PI, или (ijj) и соответствующей ошибки регулирования ( Е, или Е ) регулятора (4 или 7) ; Кр и Т„ - коэффициент усиления (Кр или Кр ) и время изодрома (Ту или ) регуляторов (4 или 7).

При условии, что Тд Т (из формул (2) и (3), регулятор 4 топлива увеличивает расход топлива в соответствии с ломаной 14 (фиг.2): В б + . Регулятор 7 общего воздуха увеличивает расход, воздуха в соответствии с кривой 15 (фиг.2), а: L jf+ В.

При изменении задания в сторону уменьшения на величину единичного скачка 16 Cl(t)j (фиг.З) изменение блокируется вторым диодом 10 и проходит через первый диод 9, вызьшая уменьшение подачи топлива регулятором 4, что приводит к изменению подачи воздуха через второй сумматор 6 и регулятор 7 общего воздуха и появлению форсирующего сигнала . Для данного случая

в - () -н ),(7)

; L - В L - -Д . (8)

При этом регулятор 4 топлива производит уменьшение подачи топлива в соответствии с кривой 17 (фиг.З): -В -(- + Д). Регулятор 7 общего воздуха производит уменьшение подучи воздуха по ломаной 18 (фиг.З); -L -В - .

1

1232898