Пневматический двухканальный оптимизатор Советский патент 1976 года по МПК G05B13/00 G05B11/50 

тИческиё клапаны 26 - 29, постоянный дроссель 30, выходные каналы 31, 32 и входной канал 33.

Узел плавающей системы отсчета включает элементы 2, 9, 11 вместе с выходным каналом клапана 1. Интегратор образован элементами 12, 7, 8, 10. Блок управления выполнен в виде обегающего устройства 17 и ячеек, первая из которых построена на реле 18, 21, 22, вторая - на реле 23, 24, 25.

Первый узел управления исполнительными механизмами содержит элементы 14, 19, 26, 27, а второй узел - элементы 15,20,28,29. Эти узлы соответственно подключены к выходным каналам 31 и 32 устройства. Входной канал 33 соединен с входом клапана 1.

Оптимизатор работает следующим образом.

В момент времени ti обегающее устройство 17 создает на первом выходе А сигнал, который поступает в одну из камер реле 18, закрывая нижнее сопло, открывая верхнее сопло и сообщая второй вход сумматора 13 с атмосферой через переменный дроссель 3. Дроссель 3 совместно с дросселем 30 образует пневматический делитель давления, поступающего от задатчика 16. Переменный дроссель 3 построен таким образом, что на второй вход сумматора 13 поступает пробное воздействие Ямакс- Одновременно сигнал с первого выхода А обегающего устройства 17 через открытое нижнее сопло реле 19 поступает в одну из камер клапана 26, открывая верхнее сопло. При этом сигнал с выхода сумматора 13 проходит через сопло клапана 26 к повторителю 14, обеспечивающему формирование управляющего воздействия на исполнительный механизм канала управления 31. Поскольку первый выход обегающего устройства 17 соединен в данном устройстве с одной из управляющих камер клапана 1, сигнал У с входа 33 оптимизатора не поступает ка узел плавающей системы отсчета.

В момент t-2 сигнал на первом выходе AI обегающего устройства 17 исчезает и появляется на втором выходе Б. При этом верхнее сопло реле 18 закрывается, нижнее сопло и верхнее сопло реле 21, в одну из камер которого поступает сигнал с выхода БЬ открываются, а нижнее сопло закрывается. Переменный дроссель 4 на выходе этого реле настроен так, чтобы обеспечить на втором входе сумматора 13 давление Рмин. Сигнал с выхода i поступает в камеру реле 19, закрывает нижнее сопло, открывает верхнее сопло 1, через которое воздух с выхода Б проходит в камеру клапана 26, обеспечивая через его сопло сообщение выхода сумматора 13 с повторителем 14. Тем самым создается ступенчатое пробное воздействие на объект по более инерционному из двух каналов Х - У, обеспечивающее максимально возможное ускорение переходного процесса по этому каналу. Так как в момент появления сигнала i, сигнал AI исчезает, то при этом оптимизируемая величина У

через клапан 1 скачкообразно поступает в камеру сумматора 12 интегратора, а через плавающую систему отсчета- дроссель 2, пневмоемкость 9 и усилитель 11 (Упл) - в другую камеру того же сумматора 12.

Если система находится в данный момент слева от экстремума, то величина Упл из-за инерционности плавающей системы отсчета, содержащий дроссель 2, емкость 9 и усилитель И, по величине будет больще У (пробный сигнал подается в сторону уменьщения управляющего воздействия). Паличие этой разности (до момента уравнивания У и УПЛ в емкости 9 плавающей системы) приводит к

увеличению давления на выходе сумматора 12, который связан в данном случае с первым входом сумматора 13 через дроссель 8, так как при наличии сигнала на выходе А или BI закрывается одно из последовательно соединенных нижних сопл реле 18, 21, в то время как нижние сопла реле 23, 24, 25 открыты. Проводимость дросселя 8 определяет скорость изменения давления по первому каналу управления.

В момент времени /з появляется сигнал на третьем выходе BI обегающего устройства 17, а сигнал на втором выходе Б пропадает, поэтому верхние сопла реле и клапана 26 закрываются, выход сумматора 13 больше не имеет

связи с повторителем 14.

Сигнал с выхода В поступает в одну из камер реле 22, верхнее сопло открывается, сбрасывая давление с второго входа сумматора 13 в атмосферу, нижнее сопло реле 22 закрывается. Одновременно сигнал с выхода BI поступает в одну из камер клапана 27, открывая его сопло. При этом выход повторителя 15 канала управления 32 через сопло клапана 27 соединяется с емкостью 10 интегратора и

первым входом сумматора 13, поэтому перед моментом /4, когда на четвертом выходе Аобегающего устройства 17 появляется сигнал, выходной сигнал сумматора будет равен сигналу Х на входе второго канала унравления32.

В момент 4 появляется сигнал на четвертом выходе AZ обегающего устройства 17 и пропадает сигнал на третьем выходе Bi, поэтому верхние сопла реле 22 и сопло клапана

27 закрываются. Сигнал с четвертого выхода /la обегающего устройства 17 поступает в одну из камер реле 23, закрывает верхнее сопло его и открывает нижнее, сообщая второй вход сумматора 13 через дроссель 5 с атмосферой.

Дроссель 5 построен так, чтобы при этом на втором входе сумматора 13 давление было равно . Одновременно сигнал с четвертого выхода А2 через открытое нижнее сопло реле 20 поступает в одну из камер клапана

28, открывая его сопло. При этом выходной сигнал сумматора 13 через сопло клапана 28 поступает на вход повторителя 15. Поскольку в данном устройстве сигнал с четвертого выхода AZ одновременно ноступает в камеру управления реле 23 и в унравляющую камеру

клапана 1, то изменившийся сигнал У с входа оптимизатора не поступает на вход клапана 1 и, следовательно, на вход плавающей системы отсчета и сумматора 12.

В момент времени /5, который наступает через промежуток времени /s - 4, равный промежутку tz - ti, на пятом выходе Б, обегающего устройства 17 появляется сигнал, а на четвертом выходе А он пропадает. При этом верхнее сопло реле 23 закрывается, а нижнее сопло открывается, сигнал с пятого выхода Ez поступает в одну из камер реле 24, открывая его верхнее сопло и сообщая второй вход сумматора 13 через дроссель 6 с атмосферой. При этом на второй вход сумматора 13 поступает давление Р минСигнал с выхода 2 одновременно поступает в одну из камер реле 20, открывает его верхнее сопло, и воздух проходит через него в камеру клапана 28, открывая его сопло, соединяющее выход сумматора 13 с входом повторителя 15. Так как в момент появления сигнала Б сигнал AZ исчезает, то изменившаяся в результате ступенчатого пробного воздействия по каналу Х - У (в сторону уменьшения управляющего воздействия) оптимизируемая величина У поступает через клапан 1 в сумматор 12 интегратора опять по двум каналам: непосредственно У и через плавающую систему отсчета УплЕсли в данный момент времени система находится справа от экстремума, то УПЛ. благодаря плаваЕОщей системе отсчета по величине будет меньше У, так как плавающая система некоторое время помнит прежнее значение оптимизирующей величины. Интегрирование этой разности до момента уравнивания У и УПЛ- приводит к уменьшению давления на сумматоре 12 интегратора и движению в сторону экстремума. При этом скорость перемеп;ения регулирующего органа определяется проводимостью дросселя 7, соединенного через нижние сопла реле 18, 21, 22 с выхода сумматора 12.

В момент времени t появляется сигнал на шестом выходе В обегающего устройства 17 и пропадает сигнал на выходе Б, поэтому верхние сопла реле 24 и 20 закрываются, выход сумматора 13 больше не имеет связи с повторителем 15. Сигнал с выхода В поступает в камеру управления реле 25, верхнее его

сопло открывается, сбрасывая давление с второго входа сумматора 13 в атмосферу. Одновременно сигнал с выхода 62 поступает в одну из камер клапана 29, открывая его сопло. При этом выход повторителя 14 первого канала управления через сопло клапана 29 соединяется с входом пневмоемкости 10 интегратора и первым входом сумматора 13, поэтому перед моментом /-. когда на первом выходе Л; обегаюшего устройства 17 вновь появится

сигнал, выходной сигнал сумматора 13 будет равен сигналу Al на выходе первого канала 31 оптимизатора. Описанный выше цикл работы повторяется. В результате действий оптимизатора параметр У выходит на экстремум по

каждому из каналов управления.

Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого устройства зависит от свойств конкретного технологического объекта, в системе управления которым оно используется, и определяется уменьшением потерь за счет более точного поддержания экстремальных значений параметров.

Формула изобретения

Пневматический двухканальный оптимизатор по авт. св. 419849, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оптимизатора, во входном канале оптимизатора установлен клапан с двумя управляющими

камерами, соединенными соответственно с первым и четвертым выходам обегающего устройства.