Пневматическое устройство ограничения "шага" сигнала задания регуляторам Советский патент 1990 года по МПК G06G5/00 F15C3/04 

Изобретение относится к пневматической вычислительной технике, может быть использовано в системах автоматического управления, где изменение задания регулятору производится ша30

35

гами , и предназначено для ограничеия шага сигнала задания.

Цель изобретения - расширение обасти применения устройства путем беспечения возможности подключения егулятора к ЭВМ.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 элементы.сравнения, повторитель 3 со сдвигом, ячейку 4 памяти, триггер 5 с раздельными входами, первый одномембранный клапан 6 и дроссель 7. Ячейка 4 памяти выполнена в виде второго одномембранного кла- - пана. Элемент 1 имеет три мембраны, элемент 2 - пять мембран

Входной канал 8 устройства соединен через дроссель 7 с входом клапана 6, плюсовой камерой первого злемен- Та 1 сравнения, первой минусовой камерой второго элемента 2 сравнения и входом ячейки 4 памяти. Канал 9 командного сигнала Р соединен с управляющей камерой ячейки 4 памяти, вы- ход которой соединен с обеими плюсовыми камерами второго элемента 2 сравнения .и входом повторителя 3 со сдви-. гом. Выход повторителя 3 соединен с минусовой камерой первого элемента 1 сравнения и второй минусовой камерой Ьторого элемента 2 сравнения, выход Которого подключен к второму соплу 10 первого элемента 1 сравнения.

25

30

35

-

Первые сопла 11 и 12 элементов 1 и 2. подключены к каналу 13 питания, второе сопло 14 элемента 2 - к атмосфере. Выход повторителя 3 связан через дроссель 15 с каналом 13 питания. Включающий вход 16 триггера 5 соединен с выходом элемента 1, отключающий вход - с каналом 17 сброса, а выход 18 - с управляющей камерой клапана 6, соединенного своим выходом с выходным каналом 19.

На чертеже также показаны подключенные к УЕМ аналоговый электропневматический преобразователь 20, коммутатор 21, дискретный электропневматический преобразователь 22 и тумблер 23, установленный в канале 17. Выходной канал 19 подключен к-регуля-,- тору 24о Предварительно на повторителе 3 со сдвигом устанавливается положительное смещение, равное контроль- ному допуску Лзд выбираемому из ус ловий технологии.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с алгоритмом функционирования системы УВМ производит опрос датчиков технологических переменных и формирует код, соответствующий требуемой величине сигнала задания РВх регулятору 24. Этот код преобразуется сначала в аналоговый токовый сигнал, а затем в преобразователе 20 - в пневматический аналоговый сигнал стандартного диапазона, который подается на вход коммутатора 21.

При очередной выдаче сигнала задания на регулятор от УВМ подается импульсный адресный дискретный эдектрический сигнал на соответствующий электропневматаический клапан коммутатора 21 и дискретный электропневматический преобразователь 22. Пневма- тический аналоговый сигнал Pgx , J являющийся сигналом задания регулятору 24, от соответствующей ячейки коммутатора 21 поступает на вход устройства ограничения шага сигнала. Од- JQ новременно с этим дискретный пневматический/командный сигнал Pjj от преобразователя 22 поступает в управляю- щую камеру ячейки 4 памяти, Элементы 1 и 2 сравнения настраи- }5 ваются таким образом, что при равенст- ве сумм давлений в положительных и отрицательных камерах, а также при

JJQ}5

39426

ре, Жесткий центр элемента находится в верхнем положении, а давление на выходе элемента равно нулю.

В четвертом случае сигнал Рех изме-1- няется на величину |-Лш/ 4,д,При этом сумма давлений в отрицательных камерах элемента 2 меньше суммы давлений в положительных камерах, а на выходе элемента давление равно логической единице. Давление в отрицатель- . ной камере элементаJ больше давления в положительной камере, жесткий центр элемента находится в верхнем положении, а на выход элемента проходит сигнал, равный логической единице, от элемента 2,

Таким образом, можно записать

Изобретение относится к пневматическим средствам вычислительной техники, а именно к устройствам, предназначенным для ограничения величины "шага" сигнала задания регуляторам, и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения возможности подключения регулятора к ЭВМ. Пневматическое устройство ограничения "шага" сигнала содержит первый 1 трехмембранный и второй 2 многомембранный элементы сравнения, первые сопла 11 и 12 которых подключены к каналу 13 питания, повторитель 3 со сдвигом, ячейку 4 памяти, управляющая камера которой сообщена с каналом 9 командного сигнала, и первый одномембранный клапан 6, выход которого сообщен с выходным каналом 19, а вход через дроссель 7 - с входным каналом 8, и триггер 5 с раздельными входами. Включающий вход 16 триггера 5 связан с выходом первого элемента 1 сравнения, отключающий вход - с каналом 17 сброса, а выход 18 - с управляющей камерой первого одномембранного клапана 6. При этом входной канал 8 связан с плюсовой камерой первого элемента 1 сравнения, с первой минусовой камерой второго элемента 2 сравнения, выполненного пятимембранным, и с входом ячейки 4 памяти, выполненной в виде второго одномембранного клапана. Ячейка 4 памяти выходом соединена с входом повторителя 3 со сдвигом и с двумя плюсовыми камерами второго элемента 2 сравнения, вторая минусовая камера которого соединена с выходом повторителя 3 со сдвигом и с минусовой камерой первого элемента 1 сравнения. Второе сопло 14 элемента 2 сообщено с атмосферой, а его выход - с вторым соплом 10 элемента 1 сравнения. 1 ил.

большей сумме давлений в отрицательных камерах на выходах элементов давление равно нулю.

Рассмотрим четыре случая изменения сигнала РЙХ ,

В первом случае сигнал Р 8jr изменя20

Р

ется на величину Лш Ј ЭД(ДШ величи- 25 шага сигнала задания регулятору).

О при (4J ЈДЗА f 1 при ,

где Р - выходной сигнал элемента 1

на

При этом сумма давлений в отрицательных камерах элемента сравнения 2 больше суммы давлений в положительных касравнения.

Если изменение сигнала Р не превышает установленный уровень, то сигнал задания проходит через дроссель 7 и клапан 6 на задающий вход мерах, жесткий центр элемента находит-30 регулятора 24 После окончания переся в верхнем положении и на выходе элемента 2 давление равно нулю. Давление в отрицательной камере элемента 1 сравнения больше или равно давлению в положительной камере, жесткий центр элемента находится в верхнем положении, а давление на выходе элемента равно нулю.

Во втором случае сигнал Р8х изме-

ходного процесса в устройстве (1-2с) дискретный электрический сигнал на преобразователе 22 снимается.

В случае, если величина шага 35 сигнала задания превышает величину контрольного допуска, то единичный сигнал Р 1 поступает на вход тригге ра 5, взводит его, а выходной сигнал триггера, поступая в управляющую касамым ограничивая шаг сигнала задания Рцд

препятствует проскоку

няется на величину 4Ш ЛЗД. При этом 40 мЈфу клапана 6 запирает его, тем сумма давлений в отрицательных камерах элемента 2 больше суммы давлений в положительных камерах и на выходе элемента давление равно нулю. Давление в положительной камере элемента 1 сравнения больше давления в отрицательной камере, жесткий центр находится в нижнем положении, а на выходе элемента 1 давление равно логической единице о

45

50

В этом случае дроссель 7

входного сигнала Pgx через клапан б. Дроссель 7 предназначен также для сглаживания сигнала задания регулятору 24 при его ступенчатом изменении.

Выходной сигнал триггера 5 может быть подан и на сигнальное устройство для сигнализации наличия дефекта в данном канале управления. После устра Гнения дефекта в системе схема устрой- iства ограничения шага сигнала зада- 55 ния приводится в рабочее состояние пу тем снятия блокирующего сигнала триггера 5 кратковременной подачей сбросо вого сигнала Р от тумблера (кнопки) 23.

В третьем случае сигнал Pgx изме няется на величину |- .При этом сумма давлений в отрицательных камерах элемента 2 больше или равно сумме давлений в положительных ка- мерах, а давление на выходе элемента равно нулю. Давление в отрицательной камере элемента 1 больше или равно давлению в положительной каме20

Р

О при (4J ЈДЗА f 1 при ,

где Р - выходной сигнал элемента 1

ходного процесса в устройстве (1-2с) дискретный электрический сигнал на преобразователе 22 снимается.

В случае, если величина шага сигнала задания превышает величину контрольного допуска, то единичный сигнал Р 1 поступает на вход триггера 5, взводит его, а выходной сигнал триггера, поступая в управляющую камЈфу клапана 6 запирает его, тем

самым ограничивая шаг сигнала задания Рцд

препятствует проскоку

мЈфу клапана 6 запирает его, тем

В этом случае дроссель 7

входного сигнала Pgx через клапан б. Дроссель 7 предназначен также для сглаживания сигнала задания регулятору 24 при его ступенчатом изменении.

Выходной сигнал триггера 5 может быть подан и на сигнальное устройство для сигнализации наличия дефекта в данном канале управления. После устра- Гнения дефекта в системе схема устрой- iства ограничения шага сигнала зада- ния приводится в рабочее состояние пу- тем снятия блокирующего сигнала триггера 5 кратковременной подачей сбросового сигнала Р от тумблера (кнопки) 23.

Таким образом, устройство обеспечивает защиту объекта управления от возможных программных ошибок УВМ или отказов технических средств в каналах формирования аналогового сигнала задания регулятору.

Ф

10

ормула изобретения Пневматическое устройство ограничения шага сигнала задания регуляторам, содержащее первый трехмембран- ный и второй многомембранный элементы сравнения, первые сопла которых подключены к каналу питания, повтори- 15 тель со сдвигом, ячейку памяти, управляющая камера которой сообщена с каналом командного сигнала, и первый од номембранный клапан, выход которого сообщен с выходным каналом, а вход че-20 рез дроссель - с входным каналом,. отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности подключения регулятора к ЭВМ, устройство 25

0 5

снабжено триггером с раздельными входами,,включающий вход которого связан с выходом первого элемента сравнения,, отключающий вход - с каналом сброса, а выход - с управляющей камерой первого одномембранного клапана, при этом входной канал связан с плюсовой камерой первого элемента

сравнения,с первой минусовой камерой второго элемента сравнения, выполненного пятимембрэнным, и с входом ячейки памяти, выполнен ной в виде второго одномембранного клапана, соединенной своим выходом с входом повторителя со сдвигом и двумя плюсовыми камерами второго элемента сравнения, вторая минусовая камера которого соединена с выходом повторителя со сдвигом и с минусовой камерой первого элемента сравнения, второе сопло второго элемента сравнения сообщено с атмосферой, а его выход -, с вторым соплом первого элемента сравнения.