ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1970 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к области автоматического управления режимом работы производственных объектов, например шарошечных станков для буреиия взрывных скважин на карьерах.

Известны двухканальные экстремальные регуляторы, содержащие датчики предельных значений технических иараметров режима работы агрегата с выходными реле, кониевые выключатели, два исполнительр1ых устройства с усилителями и логическими ячейками «И в схеме управления реверсом, за помина юи1,ес устройство с триггером, каждый выход которого подключен к двум ячейкам «И соответствуюш:их схем уиравления реверсом, и последовательно соединенные логические ячейки «И и «ИЛИ-НЕ.

Предложениое устройство отличается от известных тем, что в нем между входами ячеек «И схемы уиравления реверсом каждого исполнительного устройства и выходом ячейки «ИЛИ-НЕ включен триггер со счетны.л входом, установлены источник смещения и реле ограничений с нормально разомкнутым контактом, подсоединяющим выход источника смещения ко входу логических ячеек «И, а в цепь реле ограничений включены контакты реле датчиков предельных значений технических параметров и концевые выключатели, причем 1ВЫХОДЫ триггера запоминающего устройства

иерекрестными связями подсоединены ко входам логических ячеек «ИЛИ-НЕ. Это обеспечивает повышение производительности агрегата, например шарошечного станка, ii поддержание ее на оптпмальном уровне при наличии ряда ограничений значений технических параметров режима работы агрегата.

На фиг. 1 изображена блок-схема двухканального экстремального регулятора, логическая часть которого выполнена на нолунроводникоЕых логических и функциональных элемет1тах, на фиг. 2 - одна из возможны.х совмещенных .характеристик режи.ма работы И1арошечного бурового стайка, где п - скорость вращения бурового инструмента, f - осевое усилие.

Скорость бурения изображается на совмещеииой характеристике в виде изолииий (кривые линии). Скорость бурения увеличивается как с ростом осевого усилия, так и с увеличением скорости вращения бурового инструмента. А и С - это линии ограничений режима работы бурового станка. Стрелками показано перемещение изображающей точки режима работы бурового станка при действии регулятора. Необходилю отметить, что при работе бурового станка из-за непрерывно меняющихся внешних условий бурения (крепость породы, влажность забоя, условия выноса буровой мелочи, затуиленности бурового ииструмента и

т. п.) совмещенные характеристики и линии ограничений непрерывно дрейфуют.

Регулируемая величина (скорость бурения) измеряется датчиком /, сигнал с которого подается на запоминающее устройство 2. Последнее выдает сигнал в схему логического действия только тогда, когда регулируемая величина начинает уменьшаться. Сигнал запоминающего устройства 2 поступает на триггер 3 со счетным входом. Прямой сигнал с триггера 5 подается на логические элементы-ячейки «И 4-6 и логический элемент-ячейка «ИЛИ-НЕ 7, а инверсный - на логические элементыячейки «И 8-10 и логический элемент-ячейка «ИЛИ-НЕ 11. Элементы 4 и 5 через усилители 12 и 13 управляют сервоприводом 14 вариатора одного из регулирующих воздействий (например, скорость вращения бурового инструмента п). Элементы S и 9 через усилители 15 и 16 управляют сервоприводом 17 вариатора второго регулирующего воздействия (например, осевое усилие F). Выбор направления поиска экстремума осуществляется триггерами 18 и 19 со счетным входом, выходы которых включены соответственно на входы логических элементов-ячеек «И 4 и 5 и логических элементов-ячеек «И 8 тл. 9. На входы триггеров 18 и 19 включены выходы логических элементов-ячеек «ИЛИ-НЕ 11 vi 7 соответственно. В цепь реле ограничений 20 включены элементы, контролирующие предельные значения ограничивающих параметров: давление в гидросистеме - контакт 21 манометра, ток главного двигателя - контакт 22 реле тока, скорость вращения бурового инструмента - контакт 23 реле скорости. Для согласования работы реле 20 с триггером со счетным входом реле выполнено импульсным, для чего в его схему введен конденсатор 24 и разрядный (для конденсатора) резистор 25. Контакт 26 реле 20 включен в схему логического действия регулятора так, чтобы осуществлялся реверс того сервопривода, который был включен в момент достижения предельного значения какого-либо из контролируемых реле 20 параметров. Для этого контакт 26 .включен на входы логических элементов-ячеек «И в и 10, которые через логические элементы-ячейки .«ИЛИ-НЕ 11 и 7 управляют триггерами 18 и 19. С целью создания выдержки времени на отпускание реле, необходимой для четкой работы схемы логического действия, параллельно реле 20 включен конденсатор 27. Чтобы изменить направление поиска наибольшего значения регулируемой величины при достижении сервоприводами крайних положений и не допустить остановку сервоприводов 14 vi 17 крайних положениях, в цепь реле 20 введены концевые выключатели 28-31, которые замыл аются в крайних положениях сервоприводов. Контакт 26 реле 20 подключает источник смещения 32 Ко входам логических элементовячеек «И 6 и 10.

фиг. 2); при включении регулятора сервонрйвод 17 включается в сторону увеличения осевого усилия F. Это значит, что триггеры 3 и 9 выдают сигналы с инверсных выходов, а поэтому логический элемент-ячейка «И 9 включает усилитель 16. При достижении предельного значения какого-либо контролируемого параметра (точка б на фиг. 2) реле 20 срабатывает и своим контактом 26 подает сигнал на логические элементы-ячейки «И 6 и 10. Так как в расс.матриваемый момент с триггера 3 снимается инверсный сигнал, то появляется выходной сигнал на элементе 10. Этот сигнал через элемент-ячейку «ИЛИ-НЕ /реверсирует триггер 19, а последний через элементы-ячейки «И 9 и 8 отключает усилитель 16 и включает усилитель 15. Это вызывает реверс сервопривода 17, и нараметр F начинает уменьшаться (движение изображающей точки режима из б в точку в на фиг. 2). В точке г вновь достигается предельное значение контролируемых реле 20 параметров, это приводит к срабатыванию реле и подаче на входы элементов-ячеек «И 6 и 10 сигнала. Но теперь выдает сигнал элемент-ячейка «И 6, а не 10, таккак с триггера 3 снимается прямой сигнал. Элемент-ячейка «И 6 подает сигнал на элемент-ячейку «ИЛИ-НЕ //, а последний реверсирует триггер 18. Триггер 18 отключает через элемент-ячейку «И 5 усилитель 13 и включает через элемент-ячейку «И 4 усилитель 12, что приводит к реверсу сервопривода 14 и уменьшению параметра п (движение из точки г в точку д на фиг. 2). Это уменьшает регулируемую величину (скорость бурения). Вновь срабатывает запоминающее устройство 2 и реверсирует триггер 3. Сигналы с выходов триггера 3 подаются не только на элементыячейки «И 4, 5, 8, 9, но и на элементы-ячейки «ИЛИ-НЕ 7 и 11, что нриводит при переключении триггера 3 к реверсу триггера 18 или 19 в зависимости от того, который из них включался в предыдущий раз. Следовательно, в рассматриваемый момент триггер 19 включен так, что при подаче сигнала на элементыячейки «И 8 и 9 включится усилитель 16 и начнется увеличение параметра Г до достижения предельного значения ограничивающих параметров (движение из точки д в точку е на фиг. 2).

Дальнейшая работа регулятора аналогична описанному. Регулятор будет поддерживать режим работы объекта управления в зоне наибольших возможных значений регулируемой величины с учетом ограничений. Естественно, возможны и другие траектории движения изображающей точки режима работы. При случайном включении сервопривода в начальный момент в сторону уменьшения варьируемого параметра запоминающее устройство 2 с номощью триггера 3 отключит этот сервопривод и включит второй. Если и второй сервопривод включится в сторону уменьшения регулируемой величины, запоминающее устройство 2 снова включит первый сервопривод, но уже в