ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1995 года по МПК G05B11/56 

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации, а именно к пневматическим трехпозиционным регуляторам.

Цель изобретения улучшение качества регулирования.

Принципиальная схема регулятора представлена на чертеже.

Регулятор содержит выходной усилитель 1, дроссель 2, клапаны 3-5, инерционное звено 6, одномембранный элемент 7, задатчики 8 и 9 верхней и нижней позиций, задатчик 10 средней позиции, переключающие реле 11-13, триггеры 14-16 с раздельными входами, элементы ИЛИ 17, НЕ 18 и И 19 и 20, счетные триггеры 21-24, входные каналы Р₁ и Р₂, управляющий канал Р_у.

Входной канал Р₁ подключен к первому входному каналу элемента ИЛИ 17, к управляющей камере клапана 3, счетному входу триггера 21 и стирающим входам триггеров 23 и 24. Второй входной канал подключен к стирающим входам триггеров 21 и 22, счетному входу триггера 24 и второму входному каналу элемента ИЛИ, выход которого непосредственно связан с управляющими камерами клапанов 4 и 5 и через элемент НЕ со стирающим входом триггера 14, установочный вход которого соединен с управляющим каналом Р_у и стирающими входами триггеров 15 и 16. Прямой выход триггера 21 связан с первым входом элемента И 19, инверсный выход со счетным входом триггера 22, инверсный выход которого сообщен с вторым входом элемента И 19, своим выходом подключенного к установочному входу триггера 15. Прямой выход триггера 24 соединен с первым входом элемента И 20, второй вход которого связан с инверсным выходом триггера 23, счетный вход которого подключен к инверсному выходу триггера 24. Выход элемента И 20 связан с установочным входом триггера 16. Управляющий канал Р_у подключен к стирающим входам триггеров 15 и 16 и установочному входу триггера 14, выход которого связан с управляющей камерой реле переключения 11, нормально закрытое сопло которого соединено с выходом задатчика 10 и нормально закрытыми соплами реле 12 и 13.

Нормально открытое сопло реле 12, управляющая камера которого связана с выходом триггера 15, соединено с задатчиком 8, нормально закрытое сопло с выходом задатчика 10 и нормально закрытым соплом реле 13, а выход через клапан 5 и нормально открытое сопло реле 11 с входом инерционного звена 6, выход которого сообщен с глухой камерой одномембранного элемента и через нормально закрытое сопло реле 11 с выходом задатчика 10. Нормально открытое сопло реле 13, управляющая камера которого соединена с выходом триггера 16, связано с задатчиком 9, а выход через клапан 3 сообщен с входом выходного усилителя 1, подключенного к выходу реле 12 непосредственно, через клапан 4 к проточной камере одномембранного элемента 7 и через дроссель 2 к каналу питания.

Регулятор работает следующим образом.

Предварительно с помощью задатчиков 8-10 настраивают уровни выходного сигнала, соответствующие верхней, нижней и фиксированной средней позициям. Пусть в момент включения регулируемая величина находится вне зоны допустимых отклонений, и в одном из входных каналов, например Р₁, имеет место одиночный сигнал.

В управляющий канал подается кратковременный импульс, взводящий триггер 14 и замыкающий нормально разомкнутый контакт реле 11, через который в глухую камеру элемента 7 подается сигнал задания фиксированной средней позиции от задатчика 10. Одновременно сигнал Р_у сбрасывает триггеры 15, 16 и 21-24; на выходе элементов И 19, 20 устанавливается нулевой сигнал, а к выходному каналу регулятора через нормально замкнутые контакты реле 12 и 13, а также клапан 3 подключаются задатчики 8 и 9 крайних позиций. Поскольку задатчики работают на сброс давления, на выходе регулятора Р_вых устанавливается сигнал нижней крайней позиции, определяемый задатчиком 9.

При достижении регулируемой величиной зоны нечувствительности на выходе элемента ИЛИ 17 оказывается нулевой сигнал, т.к. сигнал Р₁ становится нулевым, а на входе элемента НЕ 18 единичный сигнал, который сбрасывает триггер 14. При этом задатчик 9 отключается от выходного канала регулятора, а так как клапан 4 открыт, на выходе регулятора сигнал фиксированной средней позиции. При выходе регулируемой величины из зоны регулирования сигнал Р₁ или Р₂ становится единичным, на выходе элемента ИЛИ 17 он также становится единичным и открывает клапан 5, соединив вход звена 6 с выходной линией регулятора. На выходе регулятора появляется сигнал одной из крайних позиций: нижней при Р₁ 1 или верхней при Р₂ 1. Давление в элементе 7 изменяется в сторону сближения с выходным давлением регулятора, причем скорость изменения определяется постоянной времени инерционного звена 6. Одновременно сигналы Р₁ и Р₂ поступают на счетные устройства, каждое из которых состоит из двух счетных триггеров (21, 22 для Р₁ и 23, 24 для Р₂) и элемента И. Если единичный сигнал Р₁ (соответственно Р₂) появляется трижды подряд, что может иметь место лишь в режиме колебаний, на выходе элемента И 19 (соответственно 20) появляется единичный сигнал, приводящий к срабатыванию триггера 15 (соответственно 16). При этом к выходному каналу регулятора вместо задатчика верхней позиции 8 (соответственно нижней позиции 9) с помощью реле 12 (13) подключится задатчик 10 фиксированной средней позиции.

Таким образом, при возникновении новой серии колебаний в системе уменьшается размах управляющего воздействия, благодаря чему повышается качество регулирования.

Если единичный сигнал Р₁ (или Р₂) повторяется менее трех раз, т.е. сигнал Р₁ чередуется с сигналом Р₂, происходит сброс счетных триггеров 21-24, и счет до трех начинается сначала. Выбор счета до трех обусловлен тем, что при счете до меньшего числа возможны ложные изменения значений сигналов крайних позиций, обусловленные помехами. Счет до большего числа нецелесообразен из-за затягивания процессов адаптации и усложнения устройства.

Для принудительного приведения регулятора в исходное состояние необходимо подать единичный сигнал в управляющий канал, например посредством пневмокнопки. Если подавать постоянный единичный сигнал (например, от пневмотумблера), регулятор переводится в режим работы без адаптации, т.е. с фиксированными позициями.

Регулятор реализован на серийных узлах и элементах и подготовлен к промышленному использованию.

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и может быть использовано в пневматических системах автоматического управления. Цель изобретения - повышение качества регулирования. Регулятор содержит выходной усилитель, дроссель, одномембранный элемент, инерционное звено, три клапана, три задатчика нижней, средней и верхней позиций, три переключающих реле, три триггера с раздельными входами, логические схемы И, ИЛИ, НЕ, четыре счетных триггера. Повышение качества регулирования обеспечивается за счет уменьшения размаха управляющего воздействия в колебательном переходном процессе. 1 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий выходной усилитель, вход которого соединен через дроссель с каналом питания, первый клапан, управляющая камера которого соединена с первым входным каналом, второй клапан, одномембранный элемент, сопло которого соединено с атмосферой, проточная камера через второй клапан с входом выходного усилителя, инерционное звено, выходной канал которого соединен с глухой камерой одномембранного элемента, третий клапан, элементы ИЛИ и НЕ, три задатчика нижней, средней и верхней позиций, первый триггер с раздельными входами, установочный вход которого соединен с управляющим каналом, а стирающий с выходом элемента НЕ, входной канал которого соединен с выходом элемента ИЛИ и управляющими камерами третьего и второго клапанов, причем входные каналы элемента ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входными каналами, вход первого триггера с раздельными входами связан с управляющей камерой первого переключащего реле, через нормально закрытое сопло которого задатчик средней позиции соединен с глухой камерой одномембранного элемента, а через последовательно включенные его нормально открытое сопло и третий клапан вход инерционного звена связан с входом выходного усилителя, отличающийся тем, что, с целью улучщения качества регулирования, в нем устанволены четыре счетных триггера, второе и третье переключающее реле и второй и третий триггеры с раздельными входами и два элемента И, причем счетный вход первого счетного триггера соединен с первым входным каналом и стирающими входами третьего и четвертого счетных триггеров, инверсный выходной канал со счетным входом второго счетного триггера, а прямой выход первого счетного триггера и инверсный выход второго счетного триггера соединены с входами первого элемента И, выход которого соединен с установочным входом второго триггера с раздельными входами, выход которого связан с управляющей камерой второго переключающего реле, выход которого соединен с входом выходного усилителя, нормально открытое сопло соединено с выходом задатчика верхней позиции, а его нормально закрытое сопло с выходом задатчика средней позиции и нормально закрытым соплом третьего переключающего реле, нормально открытое сопло которого подключено к задатчику нижней позиции, выход через первый клапан к входу выходного усилителя, а управляющая камера к выходу третьего триггера с раздельными входами, установочный вход которого соединен с выходом второго элемента И, входы которого связаны с прямым и инверсным выходами четвертого и третьего счетных триггеров, счетный вход четвертого счетного триггера соединен с вторым входным каналом и стирающими входами первого и второго счетных триггеров, инверсный выход четвертого счетного триггера связан со счетным входом третьего счетного триггера, а стирающие входы второго и третьего триггеров с разделенными входами сообщены с управляющим каналом.