ШАГОВЫЙ ПОИСКОВЫЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1968 года по МПК G05B11/00 

Известны шаговые поисковые регуляторы для автоматического управления процессом производства вспученного перлита, содержащие эталонный источник питания, усилитель, датчик объемного веса, диодный вентиль, конденсаторы, резисторы, одновибратор с исполнительными реле и генератор импульсов с реле импульсов.

Предложенный регулятор отличается от известных тем, что в нем датчик объемного веса подключен к усилителю через цепочку, состоящую из нормально открытого контакта реле импульсов, запоминающего конденсатора, регулируемого резистора и диодного вентиля, а эталонный источник питания подключен к нагрузке через конденсатор и переключающие контакты исполнительных реле и реле импульсов. Такое выполнение регулятора позволяет повысить надежность работы и упростить конструкцию.

Процесс вспучивания перлита происходит при обжиге за счет связанной воды, содержащейся в породе. Между температурой обжига Т° и объемным весом V вспученного перлита имеет место экстремальная зависимость, т.е. существует значение температуры, различное для различных параметров сырья и технологического процесса, при котором объемный вес вспученного перлита (при постоянном времени его пребывания в печи) будет минимальным.

Задача получения вспученного перлита с минимальным объемным весом может быть решена путем применения поискового регулятора. При этом следует учитывать, что экстремальная зависимость (фиг. 1) в производственных условиях не всегда может быть использована полностью.

С ростом температуры при подходе к области экстремума происходит оплавление и налипание частиц перлита на стенках печи, что недопустимо в промышленных условиях. Этому режиму предшествует уменьшение наклона касательной к статической характеристике.

Предложенный регулятор отыскивает участок статической характеристики V=ƒ(T°) с заданным наклоном касательной. Этот участок характеристики находится вблизи недопустимого режима налипания частиц.

Принципиальная блок-схема регулятора автоматического поиска режима с заданным наклоном касательной к статической характеристике процесса обжига перлита приведена на фиг. 2.

Регулятор состоит из задающего длительность периода регулирования генератора 1 коротких импульсов с выходом на реле импульсов Р₁, запоминающего конденсатора С₁, диодного вентиля Д₁, триггера 2, одновибратора 3 и исполнительных реле Р₂ и Р₃.

В момент импульса кратковременно срабатывает реле P₁, которое своими нормально открытыми контактами одновременно замыкает цепи заряда конденсаторов C₁ и С₂. При этом на выходном резисторе R₁ за счет тока перезаряда конденсатора выделяется импульс напряжения, величина которого пропорциональна разности ΔV=V₂-V₁ значений регулируемой величины после (V₂) и до (V₁) шага регулирующего воздействия (ΔT°).

Знак и величина ΔV зависят от наклона характеристики, знака и величины приращения регулирующего воздействия. При этом приращение шага ΔТ° регулирующего воздействия остается постоянным по величине. Импульс напряжения, выделяемый на регулируемом резисторе R₂ при заряде конденсатора С₂, имеет величину и знак, определенные по формуле

m=ΔT° tg α,

где α - заданный угол наклона касательной к статической характеристике V=ƒ(T°); ΔT°=const. Если разность ΔV-m имеет положительный знак (система уходит из области с заданным режимом), то через усилитель 4, собранный на транзисторе Т₁, возбуждается управляющий триггер 2 (на транзисторах Т₂ и Т₃) с выходом на исполнительное реле Р₂.

К усилителю через нормально открытые контакты реле P₁, конденсатор С₁, резистор R₂ и вентиль Д₁ подключен датчик объемного веса 5, а к резистору R₁ через конденсатор С₂ и переключающие контакты реле P₁ и Р₂ подсоединен эталонный источник питания 6.

Реле Р₂ готовит цепь исполнительного двигателя 7. Длительность включения двигателя (величина шага ΔТ°) определяется настройкой одновибратора 3 (транзисторы T₄ и T₅), запускаемого нормально открытыми контактами реле P₁. Одновибратор через транзисторы Т₆ и T₇ включает исполнительное реле Р₃.

Исполнительный двигатель 7 изменяет уставку регулятора температуры таким образом, чтобы система возвращалась в область характеристики с заданным наклоном. В качестве регулирующего воздействия регулятора температуры выбрана подача сырого перлита. (Регулирующим воздействием может быть и подача топлива, что выбирается из местных условий).

Поисковый регулятор осуществляет запоминание значений регулируемой величины V, образование разности ΔV=V₂-V₁, ее сравнение с заданной величиной m и выбор знака очередного шага регулирующего воздействия по одной команде. Это в значительной степени упрощает схему регулятора.

Шаговый поисковый регулятор для автоматического управления процессом производства вспученного перлита, содержащий эталонный источник питания, усилитель, датчик объемного веса, диодный вентиль, конденсаторы, резисторы, одновибратор с исполнительными реле и генератор импульсов с реле импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы регулятора и упрощения конструкции, в нем датчик объемного веса подключен к усилителю через цепочку, состоящую из нормально открытого контакта реле импульсов, запоминающего конденсатора, регулируемого резистора и диодного вентиля, а эталонный источник питания подключен к нагрузке через конденсатор и переключающие контакты исполнительных реле и реле импульсов.