Двухпозиционный регулятор для систем с запаздыванием Советский патент 1987 года по МПК G05B11/26 

11

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть применено в двухпозицион- ных системах автоматического регулирования инерционных объектов с за- паздыванием, например при регулировании температуры с помощью электронагревателей.

Целью изобретения является упрощение конструкции регулятора.

На фиг. 1 представлена схема выполнения позиционного регулятора для систем с запаздыванием; на фиг. 2 - временные графики изменения сигналов в регуляторе в процессе регулирования.

Регулятор содержит задатчик 1 регулируемого параметра, сумматор 2 обеспечивающий сравнение заданного значения параметра и его действи- тельного значения, трехпозиционньм релейньй блок 3, выходные контакты 4 и 5 которого осуществляют управление объектом, реле времени 6 с кон 7. В приведенном примере ре- гулятор осуществляет включение электронагревателя 8. Трехпозиционный релейный блок структурно может быть представлен состоящим из компараторов 9 и 10, входы которых подключе- ны к входу блока, а выходы - к усилителям мощности 11 и 12, которые представляют из себя электромагнитны промежуточные реле. Регулятор также содержит датчик регулируемого пара- метра 13. Данная структура полн остью соответствует наиболее широко применяемым промышленным трехпозиционным регуляторам, например, типа ПТР-3-04 и аналогичным.

Работа регулятора происходит следующим образом.

На вход регулятора поступает сигнал Up от датчика регулируемого па- раметра 13. Сигнал Up поступает на вход сумматора 2, на второй вход которого поступает сигнал UjoS от за- датчика 1 регулируемого параметра. Сигнал рассогласования 0 , равный . разности между заданными и действительным значениями регулируемого параметра, с выхода сумматора 2 поступает на вход трехпозиционного релейного блока 3. Настройка блока 3 осуществляется таким образом, что выход блока, которым является контакт 4, меняет свое состояние в момент изменения знака сигнала рассог112

ласования, а выход, которым является контакт 5, меняет свое состояние, когда регулируемый параметр становится больше заданного значения на величину А . Если в начальный момент отработк: управляющего или возмущающего воздействия значение регулируемой температуры оказывается меньше, чем заданное значение, то на выходе компараторов 9 и 10 сигналы равны О, контакты 4 и 5 находятся в замкнутом состоянии. На электронагреватель 8 поступает напряжение питания Ug вне зависимоеги от состояния контакта 7 реле времени, который по истечении времени настройки размыкается. При достижении регулируемым параметром заданного значения происходит размыкание контакта 4 и отключение питающего напряжения Uj от электронагревателя. При регулироваНИИ объектов с запаздыванием изменение параметра на входе регулятора происходит не сразу, а с задержкой, равной времени запаздывания. Если запаздывание включено между выходом объекта управления и регулятором, то процесс регулирования соответствет фиг. 2, где пунктиром на графике Up f(t) изображен процесс изменения Up на выходе объекта, а сплошной линией - процесс изменения сигнала и р на входе регулятора. При достижении температурой на выходе объекта заданного значения (момент времени t) в течении времени запаздывания Т значение температуры на выходе объекта продолжает увеличиваться до Момента, когда значение сигнала Up на входе в регулятор сравняется со значением сигнала изоз oi задатчика 1 (момент времени tj).

Происходит размыкание контакта 4 и электронагреватель отключается. На выходе объекта начинает уменьшаться значение температуры, однако в течение времени запаздьшания на входе регулятора сигнал Up продолжает увеличиваться, достигая значения При достижении сигналом рассогласования значения Д благодаря срабатыванию компаратора 10 происходит размыкание контакта 5 и отключение катушки реле времени 6 от питающего напряжения, поскольку контакт 4 также разомкнут и замыкание контакта 7 реле времени не приводит к подключению питания к его катушке. Затем

сигнал рассогласования начинает уменьшаться по абсолютному значению и при достижении им значения д вновь происходит замыкание контакта 5 (момент времени t). На катушку реле

времени 6 поступает напряжение U и в течение времени настройки контакта 7 на электронагреватель 8 поступает напряжение питания. При достижении сигналом рассогласования нулевого уровня происходит замыкание контакта 4, напряжение начинает поступать на электронагреватель через этот контакт, а контакт 7 отключается. Выдержка реле времени 6 устанав- ливается такой, чтобы время замкнутого состояния контакта 7 бьшо незначительно больше, чем время от момента включения реле времени, до снижения сигнала рассогласования Ui до нулевого уровня (момент времени t). Благодаря предварительному включению нагрева амплитуда отрица- тельйого отклонения снижается от предельного значения а до значения а. Длительность предварительного включения и параметры настройки блока 3 наиболее целесообразно определять графически. Для этого необходимо при отключенном реле времени 6 осу- ществить запись процесса регулирования, определить запаздывание в системе, построить смещенный на величину запаздывания график и определить параметры настройки, пользуясь ме- тодикой 1.

Анализ работы регулятора показывает, что при его применении амплиW

t52030 35

83711 .4

туда отрицательного отклонения может быть уменьшена на 10-50% в зависимости от динамических характеристик объекта управления, Применение регулятора целесообразно на объектах с достаточно медленными изменениями параметра в процессе автоколебаний, обеспечивающими условие включения корректирующего воздействия после начала снижения величины сигнала рассогласования по абсолютному значению.

е т е и и я

Формула изобр

Двухпозиционный регулятор для систем с запаздьшанием, содержащий последовательно включенные задатчик регулируемого параметра, сумматор, к второму входу которого подключен датчик регулируемого параметра, и . трехпозиционный релейный блок, первые выводы первого и второго размыкающих контактов которого подсоединены к первой клемме питания, к второй клемме питания подключен выход электронагревателя, вход которого подсоединен к второму выводу первого размыкающего контакта, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции регулятора, он содержит реле времени, обмотка которого подключена между вторым выводом второго размыкающего контакта трехпозиционного релейного блока и выходом электронагревателя, а размыкающий контакт реле времени включен между вторыми выводами первого и второго размыкающих контактов трехпозиционного релейного блока.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть - использовано для автоматического регулирования инерционных объектов с запаздыванием. Цель изобретения - упрощение конструкции двухпозиционно- го регулятора для систем с запаздыванием, которая достигается подключение ем к выходу трехпозиционного релейного блока дополнительного реле времени, размыкакмцим контактом которого обеспечив ается предварительно включение электронагревателя, чен. обеспечивается уменьшение амплитуды отклонения параметра ниже заданного значения. 2 ил. 3 л

,i. ||i:. iMi M .

I l 1

Фи.е.2

Редактор М.Бандура

С ост ав ит ель Е.Влас ов Техред М.Ходанич

Заказ 7439/45

Тираж 862Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4./5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Обручар