Устройство для регулирования давления в автоклаве Советский патент 1990 года по МПК G05D16/00 

Изобретение относится к области авто- -матического регулирования химико-технологических параметров, которые необходимо стабилизировать или регулировать по заданной программе при помощи исполнительных органов, изменяющих потоки вещества или энергии, противоположно действующие относительно регулируемого параметра.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для регулирования давления в автоклаве.

Давление в автоклаве 1 измеряется датчиком 2 давления. Задание формируется за- датчиком 3 давления в автоклаве. Устройство содержит первый 4 и второй 5 сумматоры, блок 6 коррекции задания, состоящий из первого 7 и второго 8 задатчиков коррекции, регуляторы 9 и 10 давления, тре- , тий 11 и четвертый 12 сумматоры, включающие в себя суммирующие элементы 13 и 14 и источники 15 и 16 опорного сигнала, усилители 17 и 18, исполнительный орган 19, установленный на линии подачи среды в

автоклав, исполнительный орган 20, установленный на линии сброса среды из автоклава. Исполнительные органы 19 и 20 открываются при увеличении выходных сигналов соответствующих регуляторов 9 и 10 (исполнение НЗ). Регулятор 9 осуществляет регулирование по ПИ-закону регулирования и выбран обратный (с увеличением разности между заданием и параметром увеличивается выходной сигнал регулятора). Регулятор 10 осуществляет регулирование по ПИ-закону регулирования и выбран прямой (с увеличением разности между параметром и заданием увеличивается выходной сигнал регулятора). Величины сигналов первого 7 и второго 8 задатчиков коррекции выбираются из требований, предъявляемых к точности регулирования давления в автоклаве, а величины уставок на выходе источников 15 и 16 опорного сигнала, входящих соответственно в третий 11 и четвертый 12 сумматоры, выбираются из требований, обеспечивающих выполнение пи-закона регулирования и недопустимости одновременного открывания исполнительных органов 19 и 20. При этом

сл

с

сл

00 VI

и

сохраняется возможность обеспечения самостоятельных и оптимальных настроек пи-регуляторов 9 и 10 в каждом канале регулирования.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда давление в автоклаве 1 равно нулю и задание, формируемое задатчиком давления 3, равно нулю, на входы регуляторов 9 и 10 поступают сигналы, равные нулю, выходные сигналы регуляторов 9 и 10 при этом также равны нулю, исполнительные органы 19 и 20 закрыты.

При появлении сигнала задания от за- датчика 3 давления, изменяющегося от нуля до величины уставки первого задатчика 7 коррекции, выходной сигнал первого сумматора .4 равен нулю и выходной сигнал первого регулятора 9 равен нулю, исполнительный орган 19 закрыт, выходной сигнал второго сумматора 5 равен сумме сигналов задатчика 3 давления и второго задатчика 8 коррекции, и поступает на отрицательный вход второго регулятора 10, выходной сигнал которого равен нулю, исполнительный орган 20 закрыт. При достижении сигналом задатчика 3 давления величины, большей сигнала первого задатчика 7 коррекции, на выходе первого сумматора 4 появляется сигнал, равный .их разности, сигнал поступает на вход первого регулятора 9, который по пи-закону начинает увеличивать свой выходной сигнал, исполнительный орган 19 начинает открываться, выходной сигнал второго сумматора 5, равный сумме сигналов задатчика 3 давления и второго задатчика 8 коррекции поступает на отрицательнъ1й вход второго регулятора 10, выходной сигнал которого равен нулю, исполнительный орган 20 закрыт. При этом среда поступает . в автоклав и давление в автоклйве растет. Первый регулятор 9 посредством исполнительного органа 19 по пи-закону устанавливает давление в автоклаве, заданное разницей между сигналами задатчика 3 давления и первого задатчика 7 коррекции, которая определяется требуемой точностью регулирования. Третий сумматор 11 в комплекте с первым усилителем 17 служат для принудительного закрывания исполнительного органа 19 через первый регулятор 9 при приближении давления в автоклаве к зоне, в которой возможно открывание исполнительного органа 20, установленного

на линии сброса среды из автоклава. Значение давления в автоклаве, при котором производится принудительное закрывание исполнительного органа 19, определяется величиной сигнала источника 15, встроенного в третий сумматор 11. При давлении в

автоклаве, превышающем величину задания второму регулятору 10, т.е. превышающем задание, соответствующее сумме сигналов задатчика 3 давления и второго задатчика 8 коррекции, второй регулятор 10 начинает по ПИ-закону изменять свой выходной сигнал, исполнительный орган 20 начинает открываться, исполнительный орган 19 закрыт. При этом среда сбрасывается 0 из автоклава и давление в автоклаве падает. Второй регулятор 10 по ПИ-закону, посредством исполнительного органа 20 устанавливает давление в автоклаве, заданное суммой сигналов задатчика 3 давления и 5 второго задатчика 8 коррекции. Величина сигнала второго задатчика 8 коррекции определяется требуемой точностью регулирования. Четвертый сумматор 12 в комплекте с вторым усилителем 18 служит для прину- 0 дительного закрывания исполнительного органа 20 через второй регулятор 10 при приближении давления в автоклаве к зоне, в которой возможно открывание исполнительного органа 19, установленного на ли- 5 НИИ подачи среды в автоклав. Значение давления в автоклаве, при котором производится принудительное закрывание исполнительного органа 20, определяется величиной сигнала источника 16, встроен- 0 hioro в четвертый сумматор 12. Таким обра- . зом, устройство обеспечивает работу двух изодромных регуляторов для регулирования одного параметра, что позволяет выбрать оптимальные законы регулирования и 5 настройки по каждому из каналов, обеспечить высокую точность регулирования. Кроме того, обеспечивается высокая экономичность путем снижения энергозатрат при проведении тех.нологического про- 0 цесса.

Форма выходного сигнала задатчика 3 давления выбирается исходя из.технологических требований.

Выходные сигналы, первого 7 и второго 5 8 задатчиков коррекции являются величинами, постоянными во времени, и выбираются исходя из требований, предъявляемых к точности регулирования.

Выходные сигналы первого источника 50 15 опорного сигнала, встроенного в третий сумматор 11, и второго источника 16 опор- ного сигнала, встроенного в Четвертый сумматор 12, являются величинами, постоянными во времени, и выбираются ис- 55 ходя из требований недопустимости одновременного нахождения в открытом состоянии исполнительных органов 19 и 20.

Выходной сигнал первого сумматора 4 равен разности между сигналом задатчика

3 давления в автоклаве и сигналом первого задатчика 7 коррекции.

Выходной сигнал второго сумматора 5 равен сумме сигналов задатчика 3 давления в автоклаве и второго задатчика 8 коррек- ции.

Выходные сигналы остальных блоков схемы являются функцией алгебраической суммы выходного сигнала первого 4 или второго 5 сумматора и датчика 2 давления и не имеют временной зависимости от сигнала задатчика 3 давления в автоклаве.

Выходной сигнал третьего сумматора 11 появляется только в случае превышения сигнала от датчика 2 давления над суммой сигналов от первого сумматора 4 и первого источника 15 опорного сигнала равен этому превышению. Выходной сигнал четвертого сумматора 12 появляется только в случае превышения сигнала от второго сумматора 5 над суммой сигналов от датчика 2 давления и второго источника 16 опорного сигнала и равен этому превышению.

Выходной сигнал первого усилителя 17 зависит от коэффициента усиления и величины выходного сигнала третьего сумматора 11. Выходной сигнал второго усилителя 18 зависит от коэффициента усиления и величины выходного сигнала четвертого сумматора 12.

Формулаизобретения Устройство для регулирования давления в автоклаве, содержащее датчик давления в автоклаве, подключенный выходом к первым входам первого и второго регуляторов давления, выходы которых подключены к входам соответственно исполнительного органа, установленного на линии подачи среды в автоклав, и исполнительного органа, установленного на линии сброса среды из автоклава, задатчик давления в автоклаве, выход которого соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, подключенных выходами к вторым входам соответственно первого и второго регуляторов давления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, он содержит последовательно соединенные третий сумматор и первый усилитель, последовательно соединенные четвертый сумматор и второй усилитель, а также блок коррекции задания,. выход которого подключен к вторым входам первого и второго сумматоров, первый вход третьего сумматора соединен с выходом датчика давления в автоклаве, а второй вход - с выходом первого сумматора, первый вход четвертого сумматора связан с выходом датчика давления в автоклаве, а второй вход - с выходом второго сумматора, а выход первого и второго усилителей подключены к третьим входам соответственно первого и второго регуляторов давления.

Изобретение относится к автоматическому регулированию химико-технологических параметров. Цель изобретения - повышение точности устройства. Для этого в устройство, содержащее датчик давления в автоклаве, регуляторы давления, исполнительные органы, задатчик давления в автоклаве и первый и второй сумматоры, введены третий и четвертый сумматоры, два усилителя и блок коррекции задания. 1 ил.