Устройство для многопозиционного регулирования Советский патент 1975 года по МПК G05D23/19 G05B11/16 

1

Предлагаемое решение относится к устройствам многопозиционного автоматического регулирования физических величин, например, температуры.

Известный регулятор представляет собой программно-кулачковый механизм исполнительного механиз.ма, расположенный на валу двух соосно установленных двигателей, управляемых реле времени и реле реверса, подключенного к выходу регулятора.

Недостатком известного устройства является возможность включения или выключения двух ступеней исполнительного механизма (например, компрессоров холодильной установки) в течение времени, рассчитанного на срабатывание лишь одной ступени, что приводит к недопустимому изменению регулируемого параметра (перерегулирование). Этот недостаток обусловлен наличием нелинейности типа «люфт в механической системе исполнительного органа в промежутке от двигателей до микровыключателей в цепи управления компрессоров, определяемой в первую очередь люфтом редуктора привода программно-кулачкового механизма и неидентичностью временных характеристик кулачков, выставляемых при настройке, что приводит к изменению времени включения и выключения цилиндров компрессора, во-первых, при реверсе двигателей привода программно-кулачкового механизма и, во-вторых, к неи ентичности временных характеристик управлепия различными микровыключателями. Целью предлагаемого устройства является

повышение точности регулирования путем компенсации указанных люфтов.

Эта цель достигается за счет того, что в цепь управления одного из двигателей, обеспечивающих реверсное вращение программноКулачкового механизма, введен секционированный потенциометр, движок которого кинематически связан с осью двигателей, а электрически - с контактом реле реверса и питающим напряжением, крайние выводы потенциометра подключены к обмотке двигателя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из двух однофазных двигателей с обмотками 1 и 2, на валу 3 которого

установлен программно-кулачковый механизм (кулачки) 4 соответственно числу микровыключателей 5. В цепи обмоток 1 и 2 двигателей включены контакты двух циклично работающих реле времени 6 и 7, секционированный

потенциометр 8, а также контакты 9 и 10 реле реверса 11. Реле реверса подключены к выходу схемы сравнения 12, вход которой соединен с задатчиком 13 и датчиком 14 регулируемою параметра.

Работает устройство следующим образом.

С датчика 14 на схему сравнения 12 поступает сигнал, соответствующий .мгновенному значению регулируемой величины, и сигнал с задатчика 13. В зависимости от соотношения этих сигналов на выходе схемы сравнения 12 появляется сигнал той или иной полярности и срабатывает реле реверса 11, замыкая соответствующий знаку сигнала рассогласования контакт, например контакт 9, и подготовляя цепь питания обмотки 1. Одновременно подается напряжение на запуск реле времени 6, замыкающего свой контакт на время большее, чем максимальное время между срабатыванием двух смежных микровыключателей 5 от кулачков 4, например, на 15 с при временах между срабатыванием смежных микровыключателей, колеблющихся в интервале от 7 до 13 с (естественный разброс при установке кулачков 4).

В-ремя размыкания контактов реле времени 6 и 7 (задержка сигнала) выбирается в зависимости от внешних условий, например, равным 1-1,5 мин.

При замкнутом контакте реле времени 6 подается напряжение на обмотку 1 двигателя, обеспечивающего вращение вала 3 с кулачками 4, один из которых замкнет цепь (микровыключатель 5) питания исполнительного органа для компенсации возмущения регулируемого параметра. Одновременно движок потенциометра 8 перемещается с диэлектрика (исходное .состояние) на проводящий участок. Продолжительность перемещения движка по каждому из проводящих участков потенциометра 8 равна времени между срабатыванием соответствующих этому участ двух смежных микровыключателей 5. Это соответствие обеспечивается при настройке устройства установкой на потенциометре 8 изолирующих пластинок (на чертеже - заштрихованные участки) через промежутки времени, замеренные между срабатыванием микровыключателей 5 при непрерьшном вращении вала 3 в одном направлении.

В течение 15 с пока замкнут контакт реле времени 6 движок потенциометра 8, находящийся в исходном состоянии на изолированном участке, проходит сначала один из проводящих участков, следующий за ним изолированный участок и успевает выйти на второй проводящий участок (15 с 4-1 с, где 13 с -максимальная длина проводящего участка, ale - длина каждого изолированного участка). В течение этих 15 с происходит залуск одной (и только одной) ступени исполнительного механизма, так как сумма времен срабатывания трех смежных ступеней всегда больше 15 с.

Исключение накопления ошибки за счет наличия люфтов обеспечивается следующим образом.

Под подключенной обмотке 1 в течение 15 с пока замкнут контакт реле времени 6 вращение вала 3 происходит в одном направлении, хотя на обмотку 2 и поступает напряжение через потенциометр 8, когда движок последнего проходит по проводящему участку, так как напряжение на обмотке 2 меньше напряжения на обмотке 1 за счет падения напряжения на потенциометре 8, но, когда контакт реле времени 6 размыкается и движок потенциометра 8, как было показано выще, оказывается на втором контактном участке, начинается обратное вращение вала 3 двигателем с обмоткой

2 до возвращения движка потенциометра 8 на изолированный участок, что является новым исходным состоянием устройства, эквивалентным первому. По проществии 1-1,5 мин (время размыкания контакта реле времени 6) возможно, что возмущение будет скомпенсировано включением одной ступени исполнительного механизма. В этом случае происходит размыкание контакта 9 реле реверса 11, и схема ,в отсутствие возмущения остается в новом исходном положении. Если включения одной ступени оказывается недостаточным, то после прошествия (1 - 1,5 мин) цикл повторяется.

В случае появления возмущения противоположного знака замыкается контакт 10 реле реверса 11 (на время наличия возмущения), и одновременно подается напряжение на реле времени 7, которое замыкает свой контакт, запитывая обмотку 2 двигателя, отрабатывающего компенсацию возмущения противоположного знака (последовательно выключающего ступени исполнительного механизма).

Время пропускания реле времени 7 (контакт замкнут) выбрано равным 6 с, т. е. на время,

меньщее, чем минимальное из возможных между срабатыванием двух смежных микровыключателей 5 (т. е. меньше 7с). За 6 с может произойти только смещение движка потенциометра 8 с изолированного участка на

контактную часть и после размыкания контакта реле времени 7 (через 6 с) двигатель с обмоткой 2, включенной через потенциометр 8, пока движок его находится на проводящем участке, продолжает вращение в этом же направлении до тех нор, пока движок потенциометра 8 не переместится на изолированный участок, тем самым обеспечивая и в этом случае установку механизма в исходное положение до поступления нового сигнала любого

знака.

Таким образом, независимо от предществующего направления вращения программного вала 3 система после размыкания контактов реле времени 6 или 7 всегда оказывается в исходном положении, что исключает накопление ошибки в процессе отработки возмущения.

Предмет изобретения

Устройство для многопозицйонного регулирования, содержащее источник питания, программно-кулачковый механизм, закрепленный на валу двух соосно установленных двигателей, в цепи обмоток управления которых

включены контакты реле времени и реле реверса, датчик, подключенный к регулятору, к выходу которого подключены обмотки реле реверса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования устройства, в него введен секционированный потеициометр, крайние выводы которого подключены к обмотке управления одного из двигателей, а движок связан с осью двигателя и соединен с контактами реле реверса и источником питания.