Пневматический регулятор Советский патент 1989 года по МПК G05B11/44 

4ь Ч

Јь СД

00

со

Изобретение относится к техническим средствам управления, а именно к пневматическим регуляторам, и может быть использовано при автоматизации производственных процессов.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На чертеже представлена принципиальная схема регулятора.

Регулятор содержит пропорциональный блок,, скомпанованный по стандартной схеме из элементов 1 и 2 сравнения и дроссельного сумматора 3, задатчик 4 опорного давления Рс , клапан 5, сумматор 6, включенный по схеме инвертирования входного сигнала, переключающее реле 7, блок формирования функции переключения, состоящий из звена 8 прямого предварения, элементов 9 и 10 сравнения и логической схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выполненной на реле 11 и 12 и элементе ИЛИ 13, блок интегрирования, реализованный по схеме охвата сумматора 14 положительной обратной связью через дросель 15 -и емкость 16.

Входы пропорционального блока свзаны с каналами регулируемой переменной Рп и задания РЗ« а выход Ри через клапан 5 - с минусовой камерой сумматора 6 и одним из входов переключающего реле 7, другой вход которого подключен к выходу суммато ра 6, а выход Ри - к плюсовой камере сумматора 14 блока интегрирования, вход дросселя 15 которого (выход сумматора 14) подключен к выходному каналу регулятора Р ВЫх Выход Р0 задатчика 4 связан с единичным входом пропорционального блока, плюсовыми камерами сумматора 6 и минусовой камерой сумматора 14 блока интегрирования. Входы блока формирования функции переключения связаны с промежуточным выходом Рпр пропорционального блока и выходом задатчика 4, а выход Р к - с управляющими камерами клапана 5 и переключающего реле 7.

Регулятор работает следующим образом.

В соответствии со схемой включения промежуточный Р пр и основной Р и ( выходы пропорционального блока 1 описываются выражениями

пр

Ро + Ј

Ри, Ро - КЈ,

где Ј Рзд- Рп - сигнал ошибки;

К - коэффициент усиления пропорционального блока, первый параметр настройки.

Выход Ps звена 8 прямого предварения, определяющий линию переключения, пропорционален сумме мгно- венного значения сигнала ошибки и скорости его изменения

dЈ ps

где Т - время предварения, второй

параметр настройки. С помощью элементов 9 и 10 сравнения индицируется знак ошибки (Р, ) и знак линии переключения (Р 2) и при их совпадении на выходе блока формируется единичный сигнал Р к Р, Р 1.

При этом клапан 5 находится в проводящем состоянии, верхнее соп- ло переключающего реле 7 открыто, и входной сигнал Р„ блока интегрирования описывается пропорциональным законом Р к РМ1 Р0 - КЈ.

Согласно схеме включения блока интегрирования при Р k 1 снимаемый с входа его дросселя выходной сигнал регулятора изменяется по ПИ- закону регулирования

40

Р Р

Г 6ИХ гI

-К (Ј +-1- J E dt.

где Рмо - начальное значение инте- трального составляющего

в момент t 0; Тп - постоянная интегрирования блока, третий параметр настройки.

При несовпадении логических сигналов Р1 и РЈ выход блока переходит в нулевое состояние Р k 0, клапан 5 закрывается, в минусовой камере сумматора 6 запоминается значение выхода пропорционального блока 1,

соответствующее моменту переключения ts: Р ц, Р , Р о KLt а выходной сигнал сумматора 6 Р л Р„ +

+ КЈ.

42

В силу того, что нижнее сопло переключающего реле 7 открыто, то на входе блока интегрирования формируется постоянный сигнал

Р« Ри. - Ро + КЈ

где Б - значение сигнала ошибки в

момент переключения ts. В этом случае, т.е. при Р к О, на выход регулятора поступает сигнал

1

tic

us

К ( - ),

и ts

где PMS Рно +

s

+ f J Јdt

1 n ft

const - значение интегрального составляющего в момент переключения ts; 1ц - конечное время завершения

переходного процесса. Замкнутая САР находится в равновесии при выполнении условия Ри Р Последнее обеспечивается лишь при нулевой статической ошибке, т.е. при Р п РЗА . Поскольку пропорциональный блок с выходным сигналом Р w обеспечивает компенсацию импульсных возмущений за конечное время, то устранение статической ошибки при

скачкообразных возмущениях в САР с

i

v

передаточной функцией W(S) --- х

-пь

х (TnS + 1) Wo5(S) происходит также за конечное время.

В предлагаемом регуляторе при поключении выхода дросселя блока интегрирования к выходному каналу регулятора может быть достигнут соответствующий чисто интегральный закон регулирования. Указанный вариант регулятора может дать значительный эффект при регулировании объектов, передаточные функции которых содержат нули (дифференциальные уравнения содержат производные от управляющего воздействия), так как при этом устраняется скачкообразные изменения производных регулируемого параметра в момент переключения Q структуры. Такие изменения характерны для САР указанными типами объектов и П-, ПИ- и ПИД-регуляторами с переменной структурой.

с Формула изобретения

Пневматический регулятор, содержащий пропорциональный блок, эадат- чик, клапан, сумматор, переключающее реле и блок формирования функции

0 переключения, состоящий из звена

прямого предварения, двух элементов сравнения и логической схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выполненной на двух реле, и элемента ИЛИ, причем входы пропор-

5 ционального блока связаны с каналами регулируемой переменной и задания, а выход через клапан соединен с минусовой камерой сумматора и один из входов переключающего реле, дру-

Q гой вход которого подключен к выходу сумматора, выход задатчика связан с одиночным входным каналом пропорционального блока и плюсовыми камерами сумматора, входы блока формирования функции переключения связаны с промежуточным выходом пропорционального блока и выходом задатчика, а выход - с управляющими камерами клапана и переключающего реле, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в нем дополнительно установлен блок- интегрирования, состоящий из сумматора и звена дроссель - емкость в качестве обратной связи, причем плюсовой вход сумматора связан с выходом переключающего реле, минусовый вход - с выходом задатчика давления, а выход - с выходным каналом регулятора.

5

0

5

Изобретение относится к техническим средствам управления, а именно к пневматическим регуляторам, и может быть использовано при автоматизации производственных процессов. Цель изобретения - повышение точности регулирования. В регуляторе установлен блок интегрирования, состоящий из сумматора 14 и звена дроссель 15 - емкость 16. Плюсовой вход сумматора 14 связан с выходом переключающего реле 7, минусовой вход - с каналом опорного давления задатчика 4, а выход дросселя 15 - с выходным каналом регулятора. Применение регулятора позволяет устранять статические ошибки при скачкообразных возмущениях в САР. 1 ил.