Пневматическое устройство управления Советский патент 1978 года по МПК G05B11/58 G05B13/00 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к пневматичеоккм регулирующим устройствам и прецназначено цля использования в САР при изменении в широком диапазоне параметро технологических процессов в различных отраслях промьппленности..

Известен регулятор с переменной структурой, соаержащий интегрирующий, пропортиональный, суммирующий блоки, блок логики, ключи и др. Использование его в системах регулирования позволяет повысить качество регулирования по сравнению с о6ычнь ми регуляторами. Вместе с тем, в пневматических систе1ч ах регулирования не удается достичь скользящего режима и, следовательно, качест венные показатели процесса регулирования существенно зависят от параметров объекта, которые в свою очередь могут изменяться.

Среди известных пневмати 1еских устройств наиболее близким техническим решением к предназначенному является пневматическое устройство управления (устройство с пропорциональным смещением равновесия), содержащее последовательно соединенные переключатель и усилитель, выход является выходным каналом устройства, блок определения знака рассогласования, первый вход которого и входы блоков определения знака производной и памяти подключены к первому входному каналу устройства, второй вход блока определения знака рассогласования соединен с первым входом переключателя и вторым входным каналом устройства, выходы блоков определения знаков рассогласовани я и производной соединены с первым и вторым входами логического блока соответственно, а выход логического блока соединен с управляющими входами переключателя и блока памяти.

Недостатком этого устройства является то, что необходимо изменять коэффициент пропорционального смещения вручную при изменении параметров объекта регулирования либо заранее устанавливать каким-то средним, что ухудшает его 3 эксплуатационные характеристики и приводит к ухудшению динамических характеристик устройства. Даже в том случае когда параметры объекта не меняются во времени, определить их численные значения и точно рассчитать величину требуемого коэффициента смещения практически не представляется возможным. Целью изобретения является улучше ние динамических и эксплуатационных ха рактеристик устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве установлен делитель давления, состоящий из одномембранного элемента, дросселя и включенных между каналом питания и атмосферой последовательно соединенных первого репе, пер вого переменного дросселя, емкости, второго переменного дросселя и второго реле, причем емкость подключена к управляющему входу одномембранного элемента, а управляющие -входы реле соединены с вторым и третьим выходами логического блока, сопло одномембранного элемента через дроссель соединено с выходом блока памяти и вторым входом переключателя, а его проточная камера - с вторым входным каналом устройства и первым входом переключателя На чертеже показана принципиальная схема пневматического устройства управ ления для систем автоматического регулирования с пропорциональным смещением задания регулятора. Устройство содержит блок 1 опредеп НИИ знака рассогласования, блок 2 опре деления знака производной, логический . блок 3, блок памяти 4, делитель цавле ния 5 и последовательно соед11ненные переключатель 6 и усилитель 7, Блок 1 определения знака рассогласования состоит из дискретного элемент сравнения 8, на входы которого (или первый вход блока) подаются сигналы Pg (первый и второй входные каналы), поступающие на второй вход блока. Блок 2 (определения знака произвданой включает обычный узел предварения (элементы 9-13) и дискретный элемент сравнения 14. Вход блока 2 подключен к первому входному каналу устройства пер, ) Блок памяти 4 содержит ключ 15, пневматическую емкость 16 и повторитель 17, Его входы подключены к перво му входному каналу устройства ( Pfjgp. 7 первому выходу логического блока 3 Логический блок 3 реализован, например, на струйных элементах типа запрет 18-23, элементах И 24-25, усилителях 26-29, мембранньк элементах ИЛИ-ЗО-31, Алгоритм функционирования блока 3: Единичный сигнал и, соответствует случаю X О и i О , анапогично этому у „ 1 при it i О и X О. Соответственно единичный сигнал Z j имеет место, когда У k О. Если УI Д ( il 2 1) и X меняет знак, т.е. изменяется выход элемента 14, срабатьшает элемент 25 (23) и появляется единичный сигнал Z (второй вььход логического блока 3), который через элементы ЗО и 21 (ЗО и 19) сбрасььаает выход усилителя 28 (26), у, ( У становится равным О и в тот же момент выход Zg усилителя 29 возвращается в нулевое состояние, т.е. сигнал 2i -импульсный, возникающий в момент изменения зна1са X . Выход Z gj (третий выход) логического блока так же, как и 2, о импульсный и формируется а галогичньгм образом в момент изменения знака рассогласования X . Сигнал X является выходом блока 1, X -блока 2. Делитель давления представляет собой дроссельный делитель с дросселем 32 и оцномембранным элементом 33, двумя клюрчами (первого и второго реле) 34-35, двумя переменными дросселями Зо-37 и емкости 38. На сопло одномембранного глемента постзттают сигналы Р с выхода блока памяти 4, а в его проточную камеру - сигнал . 33 подклк проточная камера элемента чена к первому входу переключателя 6. Выход Р, элемента 4 соединен с ад, вторым входом переключателя ь ГаА-Р.,аА), гдевеличина коэффициента смещения ЬГ определяется проводимостью элемента 33 (управляемого сопротивления). Импульсный сигнал с второго выхода Z 2 логического блока 3 на время импульса соединяет ключом 35 емкость 38 через переменный дроссель 37 с атмосферой, тем самым уменьшая давление в емкости 38 управляющее элементом 33. При этом проводимость последнего увеличивается и соответственно коэффициент смещения К уменьшается. 5 Аналогичным образом сигнал на третьем выходе логического блока 3 управ ет ключом 34, соециняя емкость 38 че рез переменный проссель 36 с источником питания, что вызывает увеличение коэффициента смешения К. Управление переключателем 6 осуществляется сигналом с первого выхода Z , так что на выхоц устройстваР. , поступает сигнал задания если есл 2 О, или выход блока аад Устройство управления работает по принципу пропорционального смещения задания регулятора во втором и четвертом квадрате фазовой плоскости системы (ХХ ), а в первом и третьем квадранте величина задания регулятора равн истинной величине задания (смещение отсутствует). Включением и отключение смешения управляет логический блок, своим первым выходом 2i 41: Таким образом, устройство осуществляе пропорциональное смещение задания регулятора навстречу движения переменной во втором и четвертом квадрантах фа зоной плоскости. Вместе с тем, если ко эффициент смещения рассчитан неточно и есЛи параметры объекта изменились в процессе эксплуатации, то во время переходного процесса после смещения задания регулятора, Р g изменяясь, либо пройдет мимо состояния равновесия, в KoTopoM jjep . ответствует случаю малого К), либо не дойдет до состояния равновесия (случай большого К). В первом случае имеет место перерегулирование, во втором длительный переходный процесс без изм нения знака рассогласования. В предлагаемом устройстве логический блок имеет дополнительные выходы 2 2 и 2, J , импульсные сигналы которых соответственно уменьшают или увеличивают коэффициент смешения в мо мент выхода системы из области фазовой плоскости X V «i О . Величина изменения коэффициента, зав сит от длительности импульсов и провопимости переменных дросселей 36-37, и 7 величины емкости 38. Настройка величины изменения коэффициента смещения осуществляется дросселями 36-37. Таким образом, пневматическое устройство управления позволяет автоматически выбирать коэффициент смещения задания регулятора и поддерживать его на требуемом уровне при изменении параметров объекта, этим самым достигается поставленная цель - улучшение динамических и эксплуатационных характеристик устройства. Формула изобретения Пневматическое устройство управления, содержащее последовательно соединенные переключатель и усилитель, выход которого является выходным каналом устройства, блок определения знака рассогласования, первый вход которого и входы блока определения знака производной и памяти подключены к первому входному каналу устройства, второй вход блока определения знака рассогласования соединен с первым входом переключателя и вторым входным каналом устройства, выходы блоков определения знаков рассогласования и производной соединены с первым и вторьтм входами логического блока соответственно, а первый выход логического блока соединен с управляющими входами переключателя и блока памяти, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических и эксплуатационных характеристик устройства, в нем установлен делитель давления, состоящий из одномембранного элемента, дросселя и включенных между каналом питания и атмосферой последовательно соединенных первого реле, первого пер&менного дросселя, емкости, второго переменного дросселя и второго реле, причем емкость подключена к управляющему входу одномембранного элемента, а управляющие входы реле соединены с вторым и третьим выходами логического блока, сопло одномембранного элемента через дроссель соединено с выходом блока памяти и вторым входом переключателя, а его проточная камера - с вторым входным каналом устройства и первым входом переключателя.