ИНДИКАТОР ОТКАЗА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО Советский патент 1971 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к области автоматического регулирования технологических процессов химической, нефтехимической и других отраслей промышленности, где широко применяются пневматические пропорционалыю-инсегральные регулирующие устройства. Оно найдет применение для установления фактов отказа регулирующего устройства в системе автоматического регулирования, который может привести к нарушению технологического процесса, а иногда и к аварии.

Устройства индикации отказов известны. Они содержат узел контроля и сигнализации. Однако они до настоящего времени не применялись для установления факта отказа ПИ-регуляторов системы автоматического регулирования.

В предложенном устройстве выходной сигнал регулятора подвергается обратному преобразованию (в соответствии с законом реального дифференцирующего звена) и на усилителе с большим коэффициентом усиления сравнивается результат этого преобразования с сигналом ошибки регулятора.

Узел измерения устройства содержит сумматор, одна из положительных камер которого соединена с выходом контролируемого устройства, который через дроссель и емкость подключен к отрицательной камере, другая положительная камера сумматора соединена с задатчиком узла измерения, выход сумматора которого подключен параллельно выходу задатчика к управляющим камерам первого мембранного блока, передающего усилие на одно из плеч рычага, примененного в качестве выходного звена узла измерения, причем другое плечо рычага связано со вторым мембранпым блоком, к управляющим камерам которого подключены входные каналы контролируемого устройства.

Такое выполнение индикатора отказа ПИрегулятора позволяет повысить надежность систем автоматического регулирования. Как известно, пневматическое пронорционально-интегральное регулирующее устройство предназначено для обработки пропорционально-интегрального закона регулирования

Р. + (P:-P,)dtUp,

(1)

20 L

гдеР - выходной пневматический сигнал

регулирующего устройства; Р| и 2 - выходные пневматические сигналы регулирующего устройства (текущее и заданное значения регулируемой величины); РО - постоянное давление воздуха («контрольная точка);

3К. и Гц - постоянные коэффициенты-параметры настройки регулирующего устройства.

Схема индикатора отказа пропорциональноинтегрального регулирующего устройства приведена на чертеже.

Она состоит из измерительного / и сигнального // узлов.

В измерительный узел / входят пневматический сумматор /, емкость 2, переменный дроссель 3, мембранные блоки 4 и 5, задатчик 6 и рычаг 7 с точкой опоры О. Сигнал РЗ на выходе сумматора связан с выходным сигналом Р регулирующего устройства и постоянным сигналом РП от задатчика следующим образом:

.(2)

где S - переменная Лапласа;

постоянная Т зависит от степени открытия дросселя 3.

При настройке индикатора отказа вращением рукоятки дросселя следует установить Т /и. Тогда из выражений (2) и (1) найдем

РЗ K(Pi - Р2) + РП + . (3)

Когда с момента включения индикатора пройдет время, больщее 5Ги, последнее слагаемое в формуле (3) практически станет равным нулю.

Итак, при нормальной работе регулирующего устройства сигнал РЗ зависит от входных сигналов регулирующего устройства следующим образом:

Рз /С(Р1-Р2) +Яп.(4)

Постоянный сигнал Рд водится в сумматор 1 от задатчика для того, чтобы обеспечить положительное значение сигнала РЗ.

В блоки 4 и 5 подаются соответственно давления РЬ PZ и РЗ, РП. Плечи О А и ОВ рычага 7 выбираются так, чтобы

ОЛ . уравнений равновесия рычага 7 следует, что его угол поворота

,.f, Яз-(Л-Л)-Л, ,, + (2С + С,,)

где угол ф отсчитывается от того положения рычага 7, которое он занимает при выполнении равенства (4);

F - разность эффективных площадей больщой и малой мембран в мембранных блоках;

CM и С - жесткость мембран и пружин 5 соответственно.

Таким образом, угол поворота рычага 7 пропорционален величине нарушения зависимости (4). При отказе регулирующего устройства зависимость (4) нарушается и угол поворота рычага 7 превышает заданное значение фзИтак, отказ регулирующего устройства обнаруживается по наступлению события

I ФI I фз

Для сигнализации об отказе в индикаторе имеется сигнальный узел //, который на чертеже изображен с электрическим выходом. При отказе регулирующего устройства рычаг 7 замыкает контакты 9 сигнального узла, что является сигналом об отказе. Узел может быть выполнен и с помощью пневмосредств.

Предмет изобретения

Индикатор отказа пневматического пропорционально-интегрального регулирующего устройства, содержащий узлы измерения и сигнализации, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности .системы автоматического регулирования, выходной канал пропорционально-интегрального регулирующего устройства соединен с одной из положительных камер сумматора узла измерения и через дроссель и емкость с его отрицательной камерой, другая положительная камера сумматора соединена с задатчиком узла измерения, выход которого подключен параллельно выходу

сумматора к управляющим камерам первого мембранного блока, связанного с одним из плеч рычага, другое плечо которого связано со вторым мембранным блоком, к управляющим камерам которого подключены входные каналы пропорционально-интегрального регулирующего устройства.

Пропорционально интегральное регулирующее

устройство