Пневматический шаговый экстремальный регулятор Советский патент 1979 года по МПК G05B11/58 G05B13/00 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ШАГОВЫЙ ЗКСТРЕМАЛЬНЫЙ

РЕГУЛЯТОР

принципиальная схема коммутатора; на фиг. .4 -принципиальная схема блока переключения каналов; на фиг. 5 принципиальная схема блока генератора импульсе.

. Регулятор (фиг.1) состоит из блоков коррекции 1, преобразованиз 2, задержки 3, коммутатора 4, блоков 5 переключения каналов, логики 6, первого интегратора 7, второго интегратора 8, блока 9 ограничения и генератора 1О импульсов.,

Блсж коррекции включает в себя узлы фильтрации 11, сдвига 12, переключения 13 и коррекции 14..

Блок 2 преобразования включает в себя узлы памяти 15, переключения 1 б и сравнения 17, первые два составлгпот блокирующее устройс-гво.

БЛОК 3 задержки состоит из узла

18задержки и сравнения 19. Блок 5 переключения каналов включает в себя узлы переключения 20, запоминайия выходного сигнала первого канала 21, запомийання выходного сигнала второго канала 22.

Генератор импульсов включает в себ узль генератора 23 и йзмейеЛй ч&стоты генератора 24.

Выход узла 11 соединен со входами узла 12 сдвига и, через узел 15 памяти со входом узла 17 сравнения блока 2. Выход узла 12 через узел 13 переключения йоединен со входом узла 14 коррекции, второй вход узла 13 переключения соединен с выходом узла

19блока задержки 3, а третий вход узла 13 соединен с выходом узла 14,

Первый вход узла 15 памяти связан с выходом узла 11 фильтрации, второй вход узла 1 памяти через узел 16 переключения связан с выходом узла 17 сравнения, второй вход узла 16 переключения связан с выходом узла 19 блока 3 задержки.

Выход узла 17 сравнения связан со входами узла 18 блока, задержки 3, коммутатора 4, узла 2О блока переключения каналов 5 и блока логики 6. Выход коммутатора 4 соединен со вторы л входом узла 20. Выход узла 20 связан со входами узла запоминания выходного сигнала первого канала 21, узла запоминания выходного сигнала второго канала 22 и узла 24 генератора Ю. Второй вход узла 21 соединен с выходом первого интегратора 7, а второй

вход узла 22 соединен с выходом второго интегратора 8,

Первые входы интеграторов 7 и 8 связаны с выходом блока логики 6, вторые входы - с выходом блока ограничения 9. Выходы узлов 21 и 22 подаются на пневмоклапаны.

Синхронизация блоков регулятора осуществляется генератором 10 импульfcOB , состоящим из узла генератора 23 и узла 24 изменения частоты генератора. Выход узла 23 соединен со входами: узла 14 блока корррекдии 1, коммутатора 4, первого интегратора 7, второго интегратора 8, а также через инерционное звено - со входом узла 24 изменедия частоты генератора.

Блок коррекции 1 содержит: повторители 2 5,26 со сдвигом,, трехмем- бранное реле 27-29,маломощный повторитель 30, регулируемый дроссель 31, емкости 32-34. Питание к повторителям подается через дроссели 35-37.

Блок 2 преобразования состоит из элемента 38 сравнения, реле 39, элемента 4О непрерывной памяти, емкости 41, дросселя 42.

Блок 6 логики состоит из элементов 43, 44 дискретной памяти и дросселя 45.

Коммутатор 4 содержит трехмембранное реле 46-51, клапаны 52-60, емкости 61, дросЬеля 62.

Блок 5 переключения каналов содео.жит трехмембранное реле 63, элементы 64, 65 дискретной памяти, элементы 66, 67 непрерывной памяти, емкости 68, 69, дроссёдй 70-72.

Генератор 1О содержит элементы 73 сравнения, клапан 74, регулируемый дроссель 75, емкость 76, регулируемую емкость 77.

Регулятор работает следующим об разом.. .

Оптимизируемый параметр Ру поступает в блок коррекции 1, и также через узлы фильтрации 11 блока коррекции 1 и памяти 15 в узел сравнения 17 блока 2..

В блоке 2 параметр Рц сравнивается с корректирующим сигналом Р., , формируемым блоком 1 коррекции. Блок . 1 представляет собой схему линейной развертки. Рассмотрение работы блока коррекции начнем с момента, когда выходной сигнал PJ, генератора 1О, поступивший в камеру реле 27 и в камеру реле 29, равен О. Сигнал PI,получивший положительное приращение в повторите 25, проходит через открытые соплаi, nonafiaeT в камеру повторителя ЗО и далее в камеры реле 27, сопло которо закрыто. Когда сигнал от генератора Р станет равным единице, сопло открывается, а другое сопло закрьтается при этом сигнал Pj, дежуривший в к мере реле 27,через сопло проходит в повторитель со сдвигом 25, на выходе которого появляется сигнал Р, . Этот сигнал дежурит у закрытого сопла до следующего сигнала Рр 0. При изме нении Рр с единицы до О работа линейной развертки повторяется. Непрерьюно возрастая, сигнал Р становится равным Ру, при этом сраба тьшает элемент 38 блока 2, и на его выходе появляется сигнал Рц 1. Сброс сигнала Р„, производится сле аукяцкм образом. В камеру повторителя со сдвигом 26 поступает сигнал входной сигнал регулятора после фильт высокочастотных помех. В камере повторителя 26 формируется сигнал Ру Состояние реле 28 опре - А .JL Кблока засигналом Р деляется с&роса держки 3. Когда сигнал Гсвроса новится равным 1, открьшается сопло реле 28 и пропускается сигнал Ру - Дй Р2, от повторителя 26. В сле дующий полутак-г работы генератора йм пульсов последовательность работы бло ка коррекции повторяется. Нарастание сигнала Р .начинается с уровня Ра-Л2Работой блока 6 логики управляет выходной сигнал Pj блока 2. При Р„ & 1 происходит изменение выходно Р) блока логики 6, кото ГО сигнала рый при « О, остается неизменнык когда PJ, снова будет и меняет знак равным 1 . Сигнал Pj блока 6 логики поступа 7 и 8, которые реверси в интеграторы руют направление изменения выходных сигналов. Коммутатор 4 считает число шагов исполнительного механизма по числу прямоугольных импульсов генератора 10 в одном направлении. Коммутатор вьтолнен таким образом, чтобы сигнал Рцд мог возникнуть после второго, третьего или четвертого шага ис полнительного механизма по числу импульсов генератора. Для сброса коммутатора используется сигнал Рд , несколько отстающий от сигнала Рд, . Этот временной сдвиг необходим для четкого сброса в схеме. Когда сигнал Рр генератора 10 равен 1, PI - 1. после чего питание FQ проходит реле 46. При Рр О по-лрежнему будет равен единице Р. Таким образом, реле 46 запоминает первый импульс Р О. Релб самоблсжируется до тех пор, пока не будет снято питание Рд . При Рр 1 клапан 52 заркыт, следовательно, Pg О и Рд О . При последующем РяО сигнал Р « 1 проходит через открывающийся клапан 52 открывает клапан 53, но FV попрежнему равен нулю, так как Pj, « О. Я При втором импульсе R, l сигнал Р сигнал греле 47 становится равным единице, и запоминает этот сигнал. Если вход клапана 54 соединен с выходом коммутатора, т.е. коммутатор настроен на срабатьшание двух шагов исполнительного механизма, то / V( Сигнал р -t поступает на реле 49, сюда же поступает сигнал РИ с блока 2 и происходит реверс коммутатора. Коммутатор начинает считать имульсы генератора при Р..: О. После нахождения экстремального значения оптимизируемого параметра процесс рыскания), сигнал P на выходе блока 2 оказывается равным единице через заданноечисло прямоутойьных импульсов генера:тора 1О. Коммутатор настраивается таким образом, что после нахож;1енйя экстремального значения оптимизируемого параметра, срабатьшание блока 2 сравнения совпадает со срабатьшанием коммутатора 4. В результате этого cHrHaJTbi Pj « 1 и Р./д,. 1 появля отся одновременно. 2 ком Сигналы P|jj блсжа 4 поступают в реле 63 блока 5 переключёния камалов. Реле 63 включено по схеме совнадевия, т.е. на выходе реле 6.3 возникает сигнал R а 1, когда Ру и PjtQy, одновременно будут равны единице. Сигнал Р 1 поступает на триггер (элементы 64, 65), на выходе которого вырабатывается сигнал Р, 1, РС который при Р О остается неизменным меняет знак, когда снова оказыбается равным единице. Работой каналов переключения управляет сигнал Pf, . Когда Р ; 0 происходит поиск по первому каналу. Выход HHTeirpaTopa 7 поступает в камеры эле7мента 68 непрерывной, памяти, который работает в режиме слежения за входны сигналом. Выходное давление первого канала « формируется в камере элемента памяти 68 и далее идёт на выхо регулятора . При Pf, 1 выход интег тора 7 отсекается от элемента 68, на выходе первого канала запоминается текущее значение i происходит поиск по второму каналу. Выход интегратора 8 иоступает в камеры элемента непрерывной памяти 67, которые работают в режиме слежения за входнь{м сигналом. Выходное давление 2 формируется в камере элемента памяти 67 и далее идет на выход регулятора. При иаменении Р с еданицы до О работа блока переключения каналов 5 й(йвтор;Яе ГС:Й. При сутйественной разнице динамических характеристик каналов регулирований йостояййыб Времени интеграторов первого и второго каналов должны быть разные. Сигнал Ц блока 5, кото рый управляет работой каналов регулятора, одйовременно в клапан 74 генератора 1О (фиг. 5). Выход Р элемента 73 управляет работой блоков регулятора, а также через инерционное звено поступает на н-лапан 74, При работе первого канала регулятора, когда О, частота генератора 10 настраивается с помощью регулируе мого дросселя 75, клапан 74 отсекаетс от линии Рр . При работе второго канала регулятора, когда , частота генератора 3 настраивается с помощью регулируемого дросселя 75 и регулируемой екскости 77. Выход Рр элемента 73 через инерционное звено проходит через .клапан 74 в регулируемую емк ость 7 7. Таким образом, при работе разных каналов регулятора генератор работает с разной частотой. Предлагаемый технико-экономический эффект от использования предлагае-v мого регулятора (на одном реакторе гидратации этилена) в системе оптимального управления процессом получения синтетического спирта - 4О тыс.руб. в год. Формула изобретения 1.Пневматический шаговь1Й экстремальный регулятор по aBT.CB.Nfe 413457, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в Нем установлены второй интегратор, коммутатор и блок переключения каналов, первые входь которых соединены с йь1ходом блока преобразования, второй вход блока переключения каналов - с выходом коммутатора, а выход - со входами узлов запоминания выходного сигнала первого ,й второго каналов и генератора импульсов, выход которого подключен ко второму входу коммутатора.. 2.Регулятор по п.1, отличаю-: щ и и с я тем. Что блок переключения Каналов имеет реле, соединенно1е с триггером, взаимно инверсно подключенным к двум элементам непрерывной памяти.

Г

U

л

I

«tf