Устройство для регулирования давления газа Советский патент 1993 года по МПК G05D16/20 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в электротермических установках, в которых, наряду с программным регулированием температуры изделий, требуется осуществлять программное изменение давления газа с техническим допуском.

Цель изобретения-улучшение качества регулирования и связанная с этим экономия расхода рабочего газа.

Устройство для регулирования давления газа в рабочем пространстве электротермической установки (см, фиг. 1) содержит последовательно соединенные датчик 1 давления газа в рабочем пространстве электротермической установки, блок 2 сравнения, вторым входом соединенный с выходом задатчика 3 сигнала, пропорционального давлению и синхронно работающий с задатчиком 4 сигнала, пропорционального температуре и состоящего из аналоговой непрерывной части 5, выход ко-, торой пропорционален температуре Т °С. как функции времени, и дискретной части 6

00

о о

4 ю

4

с двумя выходными замыкающими контактами 6:1 и 6:2, включенными по схеме ИЛИ, измерительный усилитель 7, к выходу которого подсоединен узел 8 самоблокировки, состоящий из индикатора 9 рассогласования, связанного с выходом измерительного усилителя 7 и снабженного контактами 9:1 и 9:2 соответственно ниже нормы и выше нормы, последовательно соединенных с катушками промежуточных реле 10 и 11, общий провод которых подсоединен к минусовому входу блока 12 питания, а общий провод контактов 9:1 и 9:2 - к плюсовому контакту того же блока 12 питания, к контактам 6:1 и 6:2, и через замыкающий контакт 10:1 промежуточного реле 10 - ко второму входу элемента И 13, а общий провод контактов 6:1 и 6:2 - к первому входу элемента И, к выходу которого подсоединена катушка промежутбчного реле 14. Блок 12 питания через контакты 11:1 и 11:2 второго промежуточного реле 11 последовательно соединен с импульсным регулятором 15, который состоит из сопротивлений 16, 17, конденсатора 18, первым пускателем 19, приводом 20, клапана 2К&ыход же измерительного усилителя 7, через замыкающий контакт 14:1 одноименного промежуточного реле 14 последовательно соединен с регулятором 22, вторым пускателем 23, электроприводом 24 клапана 25.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально подготавливается к работе электротермическая установка,В частности, производится наполнение ее рабочим газом до давления Р1 (первоначальной уставки задатчика 3 давления). Затем запускается в работу программный задатчик4 по температуре.и одновременно задатчик3 давления.

Печь разогревается по заданной программе T(f(t)), изображенной на аналоговой части 5 задатчика 4 по температуре. Если при этом давление изменяется таким образом, что рассогласование его, измеряемое на выходе усилителя, находится в пределах шкалы ab индикатора рассогласования, т.е. в пределах точности, то контакты 9:1 и. 9:2 разомкнуты. Катушки реле 10 и 11 обесточены. Контакт 10:1 разомкнут, разомкнуты и контакты 9:1 и 9:2. На входы блока 13 не поступают сигналы логической единицы. Реле 14, нагрузка блока 13, обесточено. Контактом 14:1 разорвана цепь между блоками 7 и 22. Клапаны 21 и 25 закрыты.

Изменение давления производится по формуле vAp R-AT без вмешательства системы регулирования давления газа. При достижении верхней границы допуска по

давлению замыкается контакт 9:2, включающий реле 11 и производится управление стравливанием газа от блока 15.

При замыкании контактов 11:1 и 11:2

через делитель протекает ток от блока питания 12, снимаемая доля напряжения включает блок 19. Клапан 21 открывается. Давление в установке снижается. Реле 11 отключается, контакты 11:1 и 11:2 размыкают

0 цепи между блоком питания 12 и импульсным регулятором 15. Тем не менее какое-то время сигнал на 16 присутствует и поддерживает включенным клапан 21. Таким образом, стравливание производится импульсно, ве5 личину которого можно регулировать вре- менем действия параллельно включенных интегрирующего конденсатора и потенциометра импульсного регулятора.

Наличие контактов с регулируемым вре0 менем замыкания дискретной части 6 блока во взаимосвязи с контактами реле исключает в режиме стабилизации давления работу системы позиционного регулирования при замыкании контакта 6:1 мало.

5 Регулировать давление в зоне мало нет никакой необходимости, т.к. с ростом температуры давление увеличивается естественно. Порой этого диапазона технического допуска бывает достаточно, чтобы пройти

0 полностью участок аналоговой программы давления.

Пусть наступил Момент ti. Изменяется задание по давлению (оно стало больше). Стрелка индикатора рассогласования пере5 местится за пределы зоны норма, т.е. за ее граничную точку а.

Замыкаются 6:1, 6:2. На вход блока 13 поступают оба сигнала логической единицы. Срабатывает реле 14, одноименный контакт

0 восстанавливает цепь между блоками 7-и 22, Клапан,19 открывается. Производится наполнение рабочей зоны установки газом, подъем давления до величины Р2 по алгоритму блока 22, при достижении 9:1 размы5 кается. Целостность цепи между блоками 7 и 22 нарушается. Изменение давления производится естественно по упомянутому выше закону.

Таким образом, алгоритм управления

0 блока 22 используется в переходных режимах подъема, увеличения давления, когда стравливание газа практически отсутствует, поскольку изменение задания по времени значительно меньше инерционности объек5 та управления, а в режимах стабилизации положительные перерегулирования не имеют значения.

Изменение давления в зоне техническо- го допуска на схему регулирования никакого влияния не оказывает.

Тем самым улучшается качество регулирования давления газа.

Уменьшение стравлиаания газа в таком случае ведет, вполне естественно к его экономии, а если удается часть его сохранить, регулируя давление известным устройством, то тем не менее уменьшаются материальные затраты на его очистку.

На фиг. 2 представлены диаграммы скоростей изменения давления газа,

Даны две кривые 1 и 2, получаемые при разных алгоритмах управления, позиционном или при ПИ.

Очевидно, что характер второй кривой показывает, что в данном случае процесс протекает плавнее, почти без перерегулирований, что говорит о повышении качества регулирования давления.

Устройство может быть полностью реализовано на базе стандартного регулирую- щего микропроцессорного контроллера типа Ремиконт.

Такое регулирование давления газа позволяет использовать в одном процессе разные алгоритмы управления, разделить управление наполнением и стравливанием на разные отдельные схемы, использовать паразитное возмущение на пользу, тем самым повысить качество регулирования.

Формула изобретения

Устройство для регулирования давления газа, содержащее последовательно соединенные датчик давления газа в рабочем пространстве электротермической установки, блок сравнения, вторым входном соеди- ненный с выходом задатчика сигнала, пропорционального давлению,,и измерительный усилитель, последовательно соединенные первый пускатель и привод клапана на стравливающем трубопроводе, последо-

вательно соединенные регулятор, второй пускатель и привод клапана на впускном трубопроводе, а также задатчик сигнала, пропорционального температуре, снабженный выходными замыкающими контактами по числу точек перегиба программы, включенными по схеме ИЛИ, отличаю щее- с я тем, что, с целью повышения точности устройства и экономии газа, устройство содержит узел самоблокировки, .состоящий из индикатора рассогласования, входом связанного с выходом измерительного усилителя и снабженного контактами Ниже нормы, Выше нормы, последовательно соединенных обмоток первого и второго промежуточных реле, последовательно соединенных элемента И и обмотки третьего промежуточного реле, блока питания и импульсного регулятора, выполненного в виде параллельно включенных интегрирующего конденсатора и потенциометра, средний вывод которого соединён с входом первого пускателя, при этом общий вывод обмоток первого и второго промежуточных реле подключен к первому выводу блока питания, а другие выводы обмоток этих реле через соответствующие контакты Ниже нормы, Выше нормы индикатора рассогласования - к второму выводу блока питания, который через соответствующие контакты задатчика сигнала, пропорционального температуре, подключен к первому и через замыкающий контакт первого промежуточного реле - к второму входам элемента И, а через два замыкающих контакта второго промежуточного реле - к выводам импульсного регулятора, выход измерительного усилителя подключен к входу регулятора через замыкающий контакт третьего промежуточного реле.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в электротермических цехах. Целью изобретения является улучшение качества регулирования и экономия расхода рабочего газа. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для регулирования-давления газа содержит узел самоблокировки, состоящий из индикатора рассогласования, входом связанного с выходом измерительного усилителя и снабженного контактами ниже нормы, выше нормы, последовательно соединенных обмоток первого и второго промежуточных реле, последовательно соединенных элемента И и обмотки третьего промежуточного реле, блока питания и импульсного регулятора, выполненного в виде параллельно включенных интегрирующего конденсатора и потенциометра, средний вывод которого соединен со входом первого пускателя, при этом общий вывод обмоток первого и второго промежуточных реле подключен к первому выходу блока питания, а другие выводы обмоток этих реле через соответствующие контакты ниже нормы, выше нормы индикатора рассогласования - ко второму выводу блока питания, который через соответствующие контакты задатчика сигнала, пропорционального температуре, подключен к первому и через замыкающий контакт первого промежуточного реле к второму входам элемента, а через два замыкающих крнтакта второго промежуточного реле - к выводам импульсного регулятора, выход измерительного усилителя подключен ко входу регулятора через замыкающий контакт третьего промежуточного реле. 2 ил.