Пневматический регулятор Советский патент 1991 года по МПК G05B11/50 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пнегматическпм устройствам регулирования технологи- ческих параметров: давления, температуры, влажности и так далее, и является усовершенствованием пневматического регулятора по авт. св. Nr° 1040466

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности регулятора.

На чертеже приведена принципиальная пневматическая схема регулятора.

Регулятор содержит сумматор 1, пе- ременный дроссель 2, первое реле 3 переключения, емкость 4, образующие интегральное звено, постоянный дроссель 5, третье реле 6 переключения, повторители 7 и 8 со сдвигом, образу- ющие двухполярный источник линейно изменяющегося сигнала, пропорциональное звено 9, индикатор 10 зоны, состоящий из элементов 11 и 12 сравнения, задатчиков 13 и 14 верхнего Pg и нижнего Рц уровней индикации - уровней ограничения выходного сигнала регулятора P6blv (границы зоны нечувствительности регулятора), четвертого 15 и пятого 16 реле переключений, вто- рое реле 17 переключения, пневматическую кнопку 18, логический элемент ИЛИ i9, а также пневматический переключатель 20 на три положения : Больше, Меньше и среднее (ней- тральное).

Минусовая и первая плюсовая камеры сумматора 1 соединены с каналами регулируемой переменной РП и задающего воздействия Р, К первому и вто- року входам пропорционального звена 9 подключены выход суммгтора 1 и его вторая плюсовая камера. Выход пропор- тщонального звена 9 РВЫХ соединен с

плюсовыми камерами элементов 11 и 12 сравнения индикатора 10 зоны и нормально открытым соплом второго реле 1 переключения, нормально закрытое соплг которого связано с каналом дис

5

0

5 0 0 5

0

5

танционного (ручного) управления Ррицц . Выход реле 17 соединен с выходным каналом регулятора РИМ(давление на исполнительный механизм).. Выход сумматора 1 соединен через переменный дроссель 2 с нормально открытым соплом первого реле 3 переклю- 1ения. Выход реле 3 подключен к емкости 4, плюсовой камере сумматора 1 и входам повторителей 7 и 8 со сдвигом. Выход повторителя 7 со сдвигом соединен с нормально закрытым соплом третьего реле 6 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом повторителя 8 со сдвигом. Выход реле 6 через постоянный, дроссель 5 соединен с нормально закрытым соплом первого реле 3. Выход Р индикатора 10 зоны связан с одним входом логического элемента ИЛИ 19, другой вход которого подключен к первому корректирующему каналу ,, ,а выход элемента 19 связан с управляющей камерой первого реле 3, выход Pj,n первого элемента 11 сравнения в индикаторе зоны - с верхним соплом второго элемента 12 сравнения и управляющей камерой третьего реле 6. Нижнее сопло первого элемента 11 сравнения подключено к второму корректирующему каналу P,;0pz. Корректирующие сигналы каналов Р и РКОро снимаются с выходов пневматического переключателя 20, выход переключателя 20 подключен к каналу питания.

Минусовая камера элемента 11 сравнения соединена с выходом четвертого реле 15 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 13 верхнего уровня ограничения Рд. Минусовая камера элемента 12 сравнения соединена с выходом пятого реле 16 переключения, нормально открытое сопло которого связано с выходом задатчика 14 нижнего уровня ограничения Рц. Нормально закрытые сопла реле 15 и 16 соединены с выходным каналом регулятора Р#Л1, а управляющие камеры реле 15 и 16 связаны с выходом пневматической кнопки 18, вход которой подключен к управляющему (командному) каналу регулятора Р.

КОМ

Регулятор работает следующим образом.

Предварительно повторители 7 и 8 настраивают с отрицательным и положительным сдвигом соответственно.

В режиме автоматического управления в корректирующих каналах команды РКОр.( и Ркор обычно равны нулю (О кг/см) в управляющем канале команда РКОМ всегда равна нулю (О кг/см г) , вследствие чего исполнительный механизм (выходной канал регулятора Р(1Л.) соединяется с выходом пропорционального звена РВ(,| через нормально открытое сопло второго реле 17, В минусовые камеры элементов 11 и 12 сравнения через нормально открытые сопла четвертого 15 и пятого 16 реле поступают давления от задат- чиков 13 и 14 верхнего Pg и нижнего Р уровней ограничения - заданного диапазона давлений. В этом режиме регулятор осуществляет заданный пропорционально-интегральный закон регулирования. Причем, пока выходной сигнал Pgyy регулятора находится в пределах заданного диапазона давлений т„е„ пока Р н ЈРВЬ(у Ј РВ, выход Р( индикатора 10 зоны имеет значение логического нуля (Р 0). В первом реле 3 переключения нормально открытое сопло открыто. Выход сумматора 1 через переменный настраиваемый дроссел 2 и верхнее открытое сопло первого реле 3 переключения соединен с емкостью 4. Регулятор реализует заданный пропорционально-интегральный закон с линейной статической характеристикой

Когда выходной сигнал регулятора Pg JX, изменяясь, становится больше верхнего граничного уровня Р„, на выходе Р«, и выходе Ki элемента 11 сравнения в индикаторе 10 зоны формируются сигналы логической единицы (Рк 1, Р|(с.0 3 и 6 переключаются и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад давления -Д. В результате давление в емкости 4 и в плюсовой камере сумматора 1 уменьшается с постоянной скоростью, величина которой зависит от

,

192306

проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 7. Уменьшение давления в емкости 4 - выходного сигнала интегрального звена - приводит к уменьшению выходного давления регулятора до уровня Р&.

Когда же выходной сигнал, изменяясь, становится меньше нижнего гра10 ничного уровня РН, единичный сигнал возникает только на выходе Pk, индикатора зоны (РК,, .0) первое реле 3 переключается и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со

15 сдвигом создается положительный перепад давления + Д. В результате давление в емкости 4 увеличивается с постоянной скоростью, величина когорт ; также зависит только от пронсчнчостп

20 дросселя 5 и величины сдвига повторителя 8. Увеличение давления в емкости 4 интегрального явенп приводи г к увеличению выходного лялления регулятора до уровня Рц.

25 В режиме дистанционного управления подается команда Р.,-,,, равная единице (1,4 кг/см 2), вследствие чего переключаются реле 15-17, Управление исполнительным механизмом осуще30 ствляется от канала дистанционного управления Ррцчн. Давление канала

стерез открытые (с помощью РКОД .

35

и пневматической кнопки 18) сопла реле 15 и 16 поступает в минусовые камеры элементов 11 и 12 сравнения.

I

Если выходное давление пропорционального звена РО.... больше давления

РЫ)

на исполнительном механизме Рим, то

на выходах Р к, и Р Vl) индикатора 10 , зоны формируются единичные сигналы

(Р,.. 1 и ). Геле 3 и 6 переключаются и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со сдвигом создается отрицательный перепад давлений -Д. Аналогично описанному процессу уменьшается давление в емкости 4 и на выходе пропорционального звена 9 Р8ЫХДО УР°ВНЯ рим- Аналогично, если Р6 меньше РИМ,

единичный сигнал возникает только на выходе РК( индикатора зоны (, PJ,- 0) о Переключается первое реле 3 и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со сдвигом создается положительный перепад давлений ч-д. Давление увеличивается в емкости 4 и на выходе пропорционального звена

9 Рбмхдо уровня Р

им

В результате при нажатии пневматической кнопки 18 в режиме дистанционного управления (Р., 1) после истекомчения некоторого времени происходит

непрерывное переключение (режим пере- 5 ключений) реле 3 и 6. Вследствие этого выход пропорционального звена Р, удерживается на уровне Р

Р следит Р«

VIM

вых т.е. давза давлением в вы10

15

20

ление

DDI

ходной линии Римрегулятора„

Таким образом, переход на режим автоматического управления даже при неравенстве регулируемой величины Р., ее заданному значению Р. осуще- ствляется без скачка давления в выходной линии Р,регулятора.

При работе в автоматическом режиме управления (), если возникла необходимость изменить выходной сигнал регулятора, например, уменьшить, подается команда равная единице (1,4 кг/см), во второй корректирующий канал (команда Меньше) . По этой команде появляются еди- 25 ничные сигналы на выходе РК2.элемента 11 сравнения и на выходе Р в индикаторе 10 зоны (, РКЙ.- реле 3 и 6 переключаются и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 7 со п сдвигом создается отрицательный перепад давлений -Д. В результате давление в емкости Айв плюсовой камере сумматора 1 уменьшается с постоянной скоростью,величина которой зависит от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 7. Уменьшение давления в емкости 4 - выходного сигнала интегрального звена - приводит к уменьшению выходного давления регулятора до требуемого значения. После этого команда снимается (РКОр.), для чего переключатель 20 переводится в среднее (нейтральное) положение.

Если же необходимо увеличить выход-., ное давление Р,, Р8Ыу переключатель 20 переводится в положение Больше, При этом подается давление питания в первый корректирующий канал P«0p(j, которое через элемент ИЛИ 19 переключает первое реле 3, и на постоянном дросселе 5 с помощью повторителя 8 со сдвигом создается положительный перепад давления +Д. В результате давление в емкости 4 увеличивается с постоянной скоростью, величина которой 55 также зависит только от проводимости дросселя 5 и величины сдвига повторителя 8. Увеличение давления в емкос161Р2308

ти 4 интегрального звена приводит к увеличению выходного цавления регулятора. Когда выходное давление регулятора достигает требуемого значения, снимают команду Больше, для чего переключатель 20 переводят в среднее (нейтральное) положение. При этом давление из первого корректирующего канала .i сбрасывается (Р,

35

40

PKOp.f сбрасывается r Kopt1 0 кг/см2-) , а регулятор продолжает реализацию ГТИ-закона в пределах заданного диапазона давлений,

У регулятора появляется возможность оперативной коррекции (в режиме автоматического управления - без перевода системы регулирования на дистанционное управление) выходного сигнала регулятора. Это расширяет Функциональные возможности регулятора. Причем, путем подачи командных сигналов Ркорл и Ркор.2 мржно корректировать выходной сигнал регулятора при переходе на режим автоматического управления, например устранять скачки давления в выходной линии Р регулятора. Кроме того, сигналы Ркор и Ркорг можно подавать от автоматического логического устройства, выходы которого могут подаваться сразу на несколько регуляторов. Такое оперативное вмешательство в работу регулятора (и особенно регуляторов) при различных возмущениях технологического режима, т.е. подача упреждающих воздействий на исполнительные механизмы (если о нарушениях технологического процесса известно заранее или еще до начала изменения регулируемых параметров), позволяет повысить динамическую точность процесса регулирования, расширить область применения регулятора. Формула изобретения

Пневматический регулятор по авт. св. № 1040466, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в нем установлен логический элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющей камерой первого реле переключения, один вход - с выходом индикатора зоны, другой вход - с первым корректирующим каналом регулятора, а второй корректирующий канал подключен к одному из сопл первого элемента сравнения в индикаторной зоне.

0

5

0

5 п

., 55

ти 4 интегрального звена приводит к увеличению выходного цавления регулятора. Когда выходное давление регулятора достигает требуемого значения, снимают команду Больше, для чего переключатель 20 переводят в среднее (нейтральное) положение. При этом давление из первого корректирующего канала .i сбрасывается (Р,

5

0

PKOp.f сбрасывается r Kopt1 0 кг/см2-) , а регулятор продолжает реализацию ГТИ-закона в пределах заданного диапазона давлений,

У регулятора появляется возможность оперативной коррекции (в режиме автоматического управления - без перевода системы регулирования на дистанционное управление) выходного сигнала регулятора. Это расширяет Функциональные возможности регулятора. Причем, путем подачи командных сигналов Ркорл и Ркор.2 мржно корректировать выходной сигнал регулятора при переходе на режим автоматического управления, например устранять скачки давления в выходной линии Р регулятора. Кроме того, сигналы Ркор и Ркорг можно подавать от автоматического логического устройства, выходы которого могут подаваться сразу на несколько регуляторов. Такое оперативное вмешательство в работу регулятора (и особенно регуляторов) при различных возмущениях технологического режима, т.е. подача упреждающих воздействий на исполнительные механизмы (если о нарушениях технологического процесса известно заранее или еще до начала изменения регулируемых параметров), позволяет повысить динамическую точность процесса регулирования, расширить область применения регулятора. Формула изобретения

Пневматический регулятор по авт. св. № 1040466, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в нем установлен логический элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющей камерой первого реле переключения, один вход - с выходом индикатора зоны, другой вход - с первым корректирующим каналом регулятора, а второй корректирующий канал подключен к одному из сопл первого элемента сравнения в индикаторной зоне.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических параметров давления температуры и т.д., и является усовершенствованием пневматического регулятора по авт. св. bfc 10404Г6. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности регулятора. В регуляторе установлен ло