Двухпозиционный импульсный регулятор Советский патент 1987 года по МПК G05B11/16 

Итобретенне относится к автоматическому управлению и может быть использовано для регулирования различных тех}1ологических параметров, например температуры.

Целью изобретения является повышение точности поддержания уровня регулируемого параметра и уменьшение времени переходного процесса путем автоматического управления регулирующим воздействием. Такое управление позволяет сократить число параметров, требуютцих ручной настройки.

На фиг. I показана структурная схема регулятора; на фиг. 2 - временные диаграммы электрических сигналов при работе регулятора.

Регулятор содержит релейньпЧ преобразователь I регулируемой величины, логический элемент И 2, задающий генератор 3, реле 4 времени основных импульсов, реле 5 времени импульсов приращения, логический элемент ИЛИ 6, триггер 7, управляемьш реверсивный счетчик 8, дополнительный генератор 9 импульсов и цифроаналоговьй преобразователь 10.

Выход релейного преобразователя I

соединен с входом логического элемен- 30 реле 4 времени основных импульсов)

та И 2, выход задающего генератора 3 соединен с входом реле 4 времени основных импульсов , выход реле 4 времени основных импульсов соединен с входом реле 5 импульсов приращения и входом логического элемента ИЛИ 6, выход реле 5 времени импульсов приращения соединен с оставшимся входом логического элемента И 2, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 6. Выход триггера 7, включаемого от кнопки ПУСК, соединен с третьим входом логического элемента ИЛИ 6, выход релейного преобразователя 1 регулируемой величины соединен также с входом триггера 7 и управляющим входом счетчика 8, основной (счетный) вход счетчика 8 соединен с выходом генератора 9, выход счетчика 8 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 10, выход цифроаналогового преобразователя 10 соединен с входом задатчика реле 4 времени основных импульсов; X - регулируемая величина (например, температура); Х - уровень регулируемой величин,; Y - напряжение на де релейного преобразователя регулируемой величины; 7 - длительность

основных импульсов; йТ - длительность импульсов приращения; Un - управ тяю- щее воздействие, обеспечивающее поддержание регулируемой величины на

заданном уровне; At, - интервалы времени, при которых ut - интервалы времени, при которых ХуХ,; Ug - воздействие на выходе цифроаналогового преобразователя 10.

Регулятор работает следую1цим образом.

При нажатии на кнопку S на выходе триггера 7 и, соответственно, на

входе логического элемента ИЛИ 6 появляется 1. Управляющее воздействие на выходе логического элемента ИЛИ 6 Uu непрерывно, что обеспечивает форсированный выход в режим регулирования. Регулируемая величина X возрастает до своего уровня регулирования с максимальной скоростью, что позволяет уменьшить время переходного процесса. В это время (при

) с выхода релейного преобразователя 1 поступает 1 на вход логи- ческого элемента И 2, на входы логического элемента ИЛИ 6 поступают импульсы длительностью С (с выхода

и импульсы длительностью Д (с выхода логического элемента И). При 1 на управляющем входе реверсивный счетчик 8 производит счет прямых имс пульсов, т.е. суммирует импульсы генератора 9. Напряжение Ug(,,j( на выходе цифроаналогового преобразователя 10 возрастает с возрастанием числа импульсов. В зависимости от величины

0 вых РЕле 4 времени определяет дли- тельность импульсов ь .

При достижении величина U,, пропорциональна значению Х, этому же значению соответствует и длительность импульсов Т. В этот момент () триггер 7 опрокидывается и на его выходе появляется О.

Заканчивается неуправляемый процесс выхода в режим регулирования. Начинается процесс регулирования.

Задающий генератор 3 вырабатывает импульсы прямоугольной формы большой скважности. Эти импульсы поступают на вход реле 4 времени основных импульсов. Срабатывая,реле 4 времени формирует на своем выходе импульсы длительностью . По заднему фронту этих импульсов запускается реле 5

5

0

5

времени импульсов приращения, вырабатывающее импульсы длительностью д При с выхода релейного преобразователя 1 на вход логического элемента И 2 поступает О. В связи с этим импульсы на выход логического элемента И 2 не поступают и управляющее воздействие Un состоит

только из импульсов С, поступающих на вход логического элемента ИЛИ 6 с выхода реле 4 времени. Приток энергии к объекту регулирования уменьшается. После достижения своего максимума значение регулируемой величины (например, температуры) уменьшается.

При с выхода релейного -преобразователя I на вход логического элемента И 2 поступает I. В связи с этим импульсы utT поступают на выход логического элемента И 2 и с него на вход логического элемента ИПИ 6. Управляющее воздействие с выхода логического элемента ИПИ 6 состоит из импульсов с и a t. Приток энергии к объекту регулирования снова возрастает.

При превьш1ении регулируемой величиной своего уровня регулирования ((,) и появлении О на выходе релейного преобразователя 1 реверсивны счетчик 8 начинает вычитать импульсы генератора 9. При и появлении 1 на выходе релейного преобразователя 1 реверсивный счетчик 8 снова суммирует импульсы генератора 9. При равенстве b, среднее значение импульсов, подсчитанное счетчиком, , неизменно во времени. Неизменным в связи с этим сохраняется среднее напряжение U,

с выхода пифроаналогового преобразователя 10 и соответст- вующая ему длительность импульсов с В1лхода реле 4 времени. Приток энергии к объекту сохраняется неизменным. Уменьшение реального уровня регулирования по отношению к Х приводит к возрастанию значений ut, и соответствующему уменьшению значений /itj.

При возрастании значений At, среднее значение импульсов, подсчитанное счетчиком, возрастает во времени. В связи с этим возрастает напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 0 и соответствующая ему длительность импульсов t с выхода реле 4 времени. Приток энергии к объекту регулирования возрастает до тех

и At- не ста48769 .

нор, пока значения ut, нут равны между собой. Равенство ut,itj обеспечивает наименьшую ошибку регулирования. Возрастание реального уровня регулирования по отношению к Хд приводит к уменьшению it, и соответствующему увеличению u.t. При уменьшении значений t, сред- 10 нее значение импульсов, подсчитанное счетчиком, уменьшается во времени. В связи с этим уменьшается напряжение и

вых

с выхода цифроаналогового

преобразователя 10 и соответствующая ему длительность импульсов с выхода реле 4 времени. В связи с этим приток энергии к объекту регулирования начинает уменьшаться. Уменьшение притока энергии происходит до тех пор, пока значения ut, и At не станут равны между собой.

Таким образом, предлагаемый регулятор производит автоматическое вы- 25 равнивание значений t, и it и ликвидацию ошибки, появляющейся в результате несоответствия длительности управляющих, основных импульсов 2 и

уровня регулирования X

о

Формула изобретения

Двухпозиционный импульсньш регулятор, содержащий задающий генератор, выходом соединенный с первым входом реле времени основных импульсов, подключенного выходом к первому входу элемента ИЛИ и через реле времени импульсов приращения - к первому входу элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а второй вход - с выходом релейного преобразователя регулируемой величины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора путем уменьш-ения времени переходного процесса, дополнительно введены триггер, управляемьм реверсивный счетчик, генератор импульсов и цифро- аналоговый преобразователь, выход которого соединен с вторым входом реле времени основных импульсов, а вход - с выходом управляемого реверсивного счетчика, первьй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а- второй вход - с вторым входом элемента И и через триггер - с третьим входом элемента ИПИ.

Л Хо

м/

t2

t

.

фиг. 2

Редактор А. Маковская

Составитель А. Лащев

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Максимишинец

Заказ 5186/45Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для регулирования различных технологических параметров, таких как температура, давление. Целью изобретения является повышение точности регулирования путем сокращения количества параметров, требующих ручной настройки, и уменьшение времени переходного процесса. В регулятор, содержащий релейный преобразователь 1 регулируемой величины, последовательно включенные реле 4,5 времени основных и дополнительных импульсов, логические элементы И 2 и ИЛИ 6, введены в триггер 7, управляемый реверсивный счетчик 8, дополнительный генератор импульсов 9 и цифроаналоговый преобразователь 10. Выход цифроаналогово- го преобразователя соединен с входом задатчика времени реле времени основных импульсов. Вводимые в устройство блоки позволяют автоматически настраивать уровень управляющего воздействия в зависимости от уровня сигнала, что приводит к увеличению точности регулирования. Использование триггера позволяет уменьшить время переходного процесса включения регулятора. 2 ил. (Л 00 00 О5 со фи&.1