Устройство для регулирования параметров потока текучей среды Советский патент 1978 года по МПК G05D16/00 G05D7/00 

1

Изобретение относится к системам автоматического регулирования технологических параметров, например давления и расхода иотоков текучих сред в условиях частых и резких возмущений, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатываюихей, газовой, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Известны системы 1, 2 автоматического регулирования технологических параметров в условиях больших и частых возмущений по нагрузке, с одной стороны, и инерционности объекта или системы регулирования, с другой, имеющие в своем составе два взаимосвязанных регулятора, обеспечивающих стабилизацию параметра.

Ближайщим по технической сущиости к изобретению является устройство для регулирования параметров потока текучей среды, содержащее первый и второй трубопроводы, установленные иараллельио между входным трубопроводом и выходным трубопроводом, на котором размещен датчик иараметра подключенный к входу первого регулятора, выход которого соединен с первы.м исполнительным органом, расположенным на первом трубопроводе, второй регулятор и второй исполнительиый орган.

Однако в таком устройстве последовательное включение двух исполнительных органов

требует, чтобы они обладали одинаковой иропускной способностью, а это ири больших расходах потока станов тся серьезным препятствием для применення быстродействующих устройств регулироваиия, в частности регуляторов прямого действия, так как с ростом пропускной способности увеличиваются размеры и масса подвижиых частей регулятора, ухудшается быстродействие, снижается его коэффициент зсиления, а следовательно, возрастает статическая ошибка. Кроме того, оба последовательпо действующих регулятора производят воздействия в зависимости от и той же переменной (в данном случае давления), что с)жает область устойчивости системы регулироваиия в целом.

Цель изобретения - иовышеиие точности и быстродействия устройства.

Это достигается тем, что устройство содержит датчик расхода, установленный на первом трубопроводе до первого исиолиительиого органа и подключенный к входу второго регулятора, выход которого соеди11,е1 с вторым исполнительным оргаиом, иаходяииьмся на втором трубопроводе.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Оно состонт пз быстродействующего первого регулятора 1 с первым исполнптельным органом 2 и инерциониого второго регулятоpa 3 с вторым исполнительным оргаиом 4. Вход регулятора 1 связан с датчиком 5 параметра, например давления, а вход регулятора 3 - с датчиком 6 расхода потока через исполнительный орган 2 (или с датчиком 7 положения исполнительного органа 2). Первый 8 и второй 9 трубопроводы расположены между входным 10 и выходным И трубопроводами.

Устройство работает следуюидим образом.

В случае возникновения в системе возмущений (например, по расходу на входе или на выходе технологического потока) сигнал об изменении параметра (например, давления), воспринятый датчиком 5, поступает на вход регулятора 1, где после сравнения с заданием формируется управляющий выходной сигнал, пропорциональный разности между текущим и заданным значениями параметра, воздействующий на иснолнительный орган 2. Для новышения быстродействия устройства иснолнительный орган 2 вынолнен таким образом, что он пропускает поток в количестве, не превышающем возможного возмущения, например, расхода, что обычно значительно меньше номинального расхода потока. Это позволяет исполнительный орган 2, датчик 5 и регулятор 1 конструктивно объединить и выполнить в виде регулятора прямого действия, постоянная времени которого обычно не превышает долей секунды. С помощью контура 5-1-2 вызванное возмущением отклонение параметра будет ликвидировано, но исполнительный орган 2 займет отличное от заданного полол ение, а это приведет к тому, что появится статическая ошибка в поддержании заданного значения параметра и к тому регулятор 1 не будет готов к работе в случае возникновения носледующих возмущений того же знака. (В частности, он может занять одно из крайних положений).

Как только изменится расход через исполнительный орган 2 (и положение этого исполнительного органа), сигнал об изменившемся расходе, воспринятый датчиком 6 (или сигнал об изменившемся полол ении, восиринятый датчиком 7), поступает на вход регулятора 3, где после сравиения с заданием формируется управляющий выходной сигнал, воздействующий на исполнительный орган 4.

Регулятор 3 быть пропорционально интегральным. В силу закона регулирования контур 6 (или 7) -3-4 сведет к нулю статическую ошибку в поддерл ;ании заданного значения нараметра, восстановит заданное среднее положение исполнительного органа 2 и быстродействующий контур 5-1-2 будет готов к ликвидации последующих возмущений любого знака.

Исиользование данного устройства дает но сравнению с известными устройствами прелюде всего преимущество в быстродействии, такое устройство в условиях больших расходов технологических потоков делает возможным

применение регуляторов пряхмого действия с их уникальным быстродействием и коэффициентом усиления, не нредъявляя при этом к ним требований по обеспечению большой пропускной снособности.

,

Формула изооретения

Устройство для регулирования параметров потока текучей среды, содержащее первый и второй трубопроводы, установленные параллельно между входным трубопроводом и выходным трубоироводом, на котором установлен датчик параметра, подключенный к входу первого регулятора, выход которого соединен с первым исполнительным органом, установленным на первом трубопроводе, второй регулятор и второй исполнительный орган, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содерл ;ит датчик расхода, установленный на

первом трубопроводе до первого исполнительного органа и иодключенный к входу второго регулятора, выход которого соединен с вторым исполнительным органо.м, установленным на втором трубопроводе.

Источники информации,

прииятые во внимание при эксиертизе 1. Дианов В. Г. Автоматизация производственных процессов нефтехимической промышленности. М., изд. «Химия, 1968, с. 30.

2. Ужанский В. С. Автоматизация холодильных машин и установок. М., изд. «Пищевая промыщленность, 1973, с. 57.

3. Оппельт В. Основы техники автоматического регулирования. М, «Госэнергоиздат,

I960, с. 446, 447.