Пневматическое устройство управления Советский патент 1979 года по МПК G05B11/52 

I

Изобретение относится к области . автоматизации производств и может бы использовано при автоматическом регулировании различных технологических праметров в широком диапазоне изменения нагрузок в объектах регулирования в различных отраслях народного хозяйства, например в химической, нефтяной, газовой, нефтехимической промышленностях и т.п., в том числе.навзрывои пожароопасных установках.

Известно устройство управления апя реализации пня автоматического регулирования с использование 1 непрерывного регулятора.

Техническая сущность этого устройсва состоит в том, что регулирующий орган имёЪт большой резерв по производительности. Для обеспечения работы регулирующей системы в широком диапазоне нагрузок регулятор настроен на большой предел пропорциональности.

Недостаток заключается в том, что в случае работы при малых нагрузках

В регулируемом объекте погрешность регулирования становится соизмеримой или большой допустимой точности регулирования.

Наиболее близким техническим реше- . нием является устройство для автоматического регулирования с одновремен, ным применением непрерывного и ступенчатого регулирования, содержащее регулятор параметра, выход которого подключен к первому исполнительному органу, второй. исполнительный -орган, связанный с выходом переключателя, и сигнализатор верхнего предельного значения; кроме того, он моисет одновре менно осуществлять ступенчатое регулирование параметра при помощи запорного органа: и точное поддержание параметра регулирующим клапаном.. Исполнительные органы представляют собой параллельно установленные на трубопроводе кпапав непрерывного регулирования с командным прибором и мембраннъгм пневмоприводом и приводной

309;

апорный орган, например кран с пневоприводом, соединенный с регулирующим клапаном через последовательно становленные управляюищй блок, реле давления и регулятор давления.

Недостатки этого устройства состоят в том, что схема включения приводного запорного органа предполагает только два его положения открыто и закрыто, т.е. не позволяет иметь промежуточные положения, необходимые для более качественного регулирования параметра .

Цель изобретения - повышение качества регулирования параметра в широком диапазоне изменения нагрузок и объекте регулирования, т.е. улучшение его динамических характеристик.

Это достигается тем, что в устройстве установлены сигнализатор нижнего предельного значения и триггер с раздельными входами, выход которого подключен к управляющему вхбду переключателя, соединенного коммутируемыми входами с атмосферой и выходом регулятора параметра, а входы - к выходам сигнализаторов верхнего и нижнего предельных значений, входы которых соединены с выходом регулятора параметра. Непрерывное регулирование параметра йсЗществляется либо одним, либо двумя исполнительными органами. Периодически действующий исполнительный орган во время его включения в работу перемещается синхронно с постоянно действующим испо&йтепьным органом по одинаковому для обоих выбранному закону регулирования.

В зависимости от выбранного вида применяемой энергии могут быть выполнены различные варианты устройстуба, в данном случае - пневматическое.

На чергеже приведена общая принципиальная схема устройства,

Устройсгао содержит регулятор 1 параметра, например регулятор температуры, линия выходного сигнала 2 регулятора параллельно подключена к формирователю 3 переключающего сигнала, переключателю 4 и к Яос,таянно действующему первому исполнительному органу 5. При помощи линии связи 6 периодически действующий второй ис.пблнительный орган 7 соединен с переключателем 4, в качестве которого, например, может быть применено переключающее реле системы УСЭППА Н-11О8.

Регулятор поддержиЕшет параметр в объекте регулирования В.

Формирователь 3 переключающего сигнала состоит из сигнализаторов верхнего 9 и нижнего 10 предельных значений и сумматора 11. В качестве сигнализаторов могут быть применены, . например, реле элемента УСЭППА-П 2 ЭС 1, в качестве сумматора, например, элемент УСЭППА-П 2 ЭС 3. Реле 9 имеет отрицательную камеру подпора 12 реле 10 - положительную камеру подпора 13. Сумматор 11 имеет отрицательную камеру подпора. 14. Для приема сигнала регулятора 1 реле 9 имеет положительную камеру 15, реле 10 - отрицательную камеру 16. Выходной сигнал с реле 9 поступает в положительную камеру 17 сумматора 11; а с реле 10 в отрицательную камеру 18 сумматора 1 Кроме того, сумматор 11 имеет также положительную запоминающую ячейку 19 вместе с которой выполняет функции триггера с раздельными входами. Сигнал действующего значения параметра в регулятор 1 поступает, например, с термоэлемента 20.

Работает устройство следующим образом.

В камерах подпора установлены следующие значения давления: в камере .12 .максимального реле порядка 0,9 кгс/см ; в камере 13 минимального реле- поряд. 0,3 кгс/см ; в камере 14 сумматора 0,3 кгс/см.,

В случае роста нагрузки в объекте выходной сигнал регулятора, например, при прямом регулировании тоже увеличивается. Постоянно действующий исполнительный орган 5 при этом откры- . вается. Когда величина выходного сиг нала регулятора достигнет максимума, исполнительный орган 5 полностью откроется. Однако его пропускная способ-. ность при такой величине нагрузки может не обеспечить поддержание параметра на заданном значении, Но при достижении сигналом принятого максимального значения уровня срабатътвает реле 9, так как величина давления воздуха в камере 13 становится выще давления подпора в его камере 12 на величину, дифференциала срабатывания. При этом с выхода реле 9 в камеру 17 сумматора 11 поступает сигнал равнъ1Й . Сумматор 11 принимает при этом новое устойчивое состояние и выдает выходной сигнал 1 на переключатель 4 который подключает к выходу регулятора периодически действующий исполнительный орган 7. Последний увеличивает пропускную способность и с этого момента с регулятором работают оба регулирующих исполнительных органа 5 и .Одновременно сигнал 1 выхода сумматора 11 поступает в его положительную запоминающую ячейку 19 и дублирует сигнал реле 9. В случае уменьшения нагрузки объек та выходной сигнал регулятора станет меньше давления подпора реле 9 и оно сработает в обратную сторону и выдаст на выходе сигнал О. При етом сум. матор 11 за счет давления обратной связи в запоминающей ячейке 19, равного , будет находиться в том же самом устойчивом состоянии, его выходной сигнал будет равен I и переключающий элемент 4 останется включенным, а регулирующий исполнител ный орган 7 будет продолжать работать синхронно с регулирующим исполнительным органом 5. При уменьшении нагрузки настолько, что производительность двух регулирующих органов будет слишком велика, выходной сигнал регулятора уменьшается до принятого минимального значения уровня. Тогда давление подпора в камере 13 реле 1О станет больше величины давления сигнала в камере 16 реле 10 на величину дифференциала срабатывания Реле 10 сработает и подаст сигнал, равный 1 в камеру 18 сумматора 11 При сложении сигналов -1 в камере 1 +1 в камере 19 и -0,6 в камере 14 сумматор 11 снова сработает и примет при этом первоначальное устойчивое состояние. Сигнал на его выходе примет значение О и переключатель вновь отключит периодически действуюищй регулирующий исполнительный орган 7, Останется подключенным к регулятору лишь один постоянно действующий регулирующий исполнительный орган 5. В случае увеличения нагрузки и, соответственно, увеличения выходного сигнала регулятора реле 10 сработает в сторону снятия сигнала с выхода. В камере 18 сумматора 11 сигнал станет равен О. Но сумматор 11 останется в прежнем состоянии до тех пор, пока снова не увеличится нагрузка и не сработает реле 9, выдав на входе . Изобретение готово для промышленного использования, так как в нем применены стандартные узлы и элементы. Формула изобретения Пневматическое устройство управления, содержащее регулятор параметра, выход которого подключен к первому исполнительному органу, параллельно которому включен второй исполнительный орган, связанный с выходом переключателя, и сигнализатор верхнего предельного значения, отличаю Ще е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик устройства, в нем установлены сигнализатор нижнего предельного значения и триггер с раздельными входами, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, соег диненного коммутируемыми входами с атмосферой и выходом регулятора параметра, а входы - к выходам сигнализаторов верхнего и нижнего предельных значений, входы которых соединены с выходом регулятора параметра. J