Устройство для регулирования расхода жидкости Советский патент 1982 года по МПК G05D7/06 

(54) УСТРОЙСТВОДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к устройст-, вам для регулирования расхода потока текущей среды и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для регулирования расхода жидкости, содержащее расходомер, блок сравнения заданного и действительного расходов по числу и частоте импульсов, один вход которого связан через преобразователь с расходомером, генератор задающей частоты, подключенный к одному из входов блока сравнения через делитель частоты с переменным коэффициентом . деления, аналоговый регулятор, включенный между выходом блока сравнения и исполнительным органом. Генератор задающей частоты, делитель частоты, блок сравнения и аналоговый регулятор образуют блок управления 1 .

Однако это устройство имеет недостаточные точность регулирования и- надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее установленные в трубопроводе расходомер и исполнительный орган, соединенный через переключатель управляющего сигнала с

выходами основного блока управления и дополнительного блока управления, вход которого соединен с блоком задания расхода, подключенным ко входам основного блока управления и блока контроля, другие входы которьах соединены с выходом расходомера и первым входом переключателя корректирующего сигнала, выход блока контроля

10 подключен к первым входам переключателя питания и переключателя режима работы, а через селектор сигнала ошибки - к третьему входу переключателя управляющего сигнала и ко вто15рым входам переключателя питания, переключателя .корректирующего сигнала и переключателя режима работы, выход которого соединен со вторым входом дополнительного блока срав20нения, причем его выход подключен через имитатор расходомера и исполнительного органа к третьему входу переключателя корректирующего сигнала, выход которого соединен с третьим

25 входом дополнительного блока сравнения 2 .

Однако это устройство в силу того, что технологическая линия регулирования расхода жидкости в составе исполнительного органа, трубопровода и расходомеру обладает ярко выраженной нелинейной передаточной функцией, не обеспечивает мягкий; безударный перевод управления во все диапазоне регулирования расхода с основного на дополнительный блок управления без существенной потери точности работы. Цель изобретения - повышение надежности и точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования расхода жидкости содержащее задатчик и установленные в трубопроводе исполнительный орган и расходомер, выход которого подключен к пер вым входам основного блока управления, блока контроля и через последовательно соединенные второй когдмутатор и дополнительный блок управле fния - к первому входу первого коммутатора, причем ко вторым входам первого и второго коммутаторов подключен выход селектора ошибки, с входом которого связан, выход блока контроля, а выход задатчика соединен со вторыми входами блока контроля, дополнительного блока управления и ос новного блока управления, выходом подключенного к третьему входу первого коммута1Ора, выход которого св зав со входом исполнительного орган содержит третий коммутатор и соед кеника псСледовательно первый элемент И, к первому входу которого под ключен выход блока контроля, а ко второму выход расходомера, реверсквный Сгетчик импульсов, цифроанал говый преобразователь, аналого-частотный преСбразователь, выходом под ключеиный ..; третьему входу второго KOMfviyTCiTCpa.. к второй элемент И, к выходу которого подключен информаци онный 1-3ход реверсивного счетчика им пульсой, а ifo втором входу - выход f Tjoi-.:a ло:;т;. плй и первый вход третье коммутйюра, вторьм входом связанно го с выходом дополнительного блока управлеи;;:я, третьим входом - с выхо ilOM ocLOEHOi-o блока управления, а Бы.-.одом - с информационным входом цифроаналогового преобразователя. На чертеже представлена блок-схе .. устройства, Устройство содержит расходомер 1 и ксполнительный орган 2, основной и йополкительный 4 блоки управления ,;. контроля и задатчик 6, который соединен выходом с первыми вход ми основного 3, дополнительного 4 блоков и блока 5, первый 7 и второй коммутаторы, селектор 9 ошибки/ сое диненный входом с выходом блока 5, а выходом - с управляющими входами первого 7 и второго 8 коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с исполнительным органом 2 и порвым входом дополнительного блока 4, первые входы основного блока 3, блока 5 и второго коммутатора 8 соединены с выходом расходомера 1, выходы основного и дополнительного блоков 3 и 4 соединень со вторьп и первым входами первого коммутатора 7, третий коммутатор 10, первый 11 и второй 12 элементы И, последовательно соединенные реверсивный счетчик 13 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 14 и аналого-частотный преобразователь 15, выход которого соединен с третьим входом второго коммутатора 8 и первым входом элемента 12, первый вход элемента И 11 подключен к выходу расходомера 1, вторые входы элементов 11 и 12 соединены с выходом блока 5, а выходы - с первым и вторым входами реверсивного счетчика 13 импульсов. Первый, второй и третий входы коммутатора 10 соединены соответственно с выходами Основного 3, дополнительного 4 блоков управления и блока 5, а выход - со вторым входом преобразователя 14. Основной 3 и дополнительный 4 блоки аналогичны. Селектор 9 ошибки является схемой, блокирующей входной сигнал на время возможных технрлогических флюктуации расхода, вызванных случайными внешними причинами, например, прохождением через трубопровод мягкой пробки или газового пузыря, .когда теряется точность регулирования. Питающая энергия поступает на дополнительный блок 4 через четвертый переключатель (на чертеже не показан) . На дополнительный блок 4 питаюй1ая энергия поступает при наличии сигналов на выходе блока 5 или селектора 9. Это экономит рабочий ресурс дополнительного блока 4, т-.е. повышает надежность устройства. Устройство работает следующим образом. Задающий сигнал, пропорциональный требуемому расходу жидкости, с блока 6 поступает на первые входы основного 3 и дополнительного 4 блоков и блока 5. С расходомера 1 сигнал, пропорциональный расходу жидкости, поступает на вторые входы основного блока 3 и блока 5. Выходной сигнал блока 3 проходит через первый коммутатор 7 на исполнительный орган 2, который изменяет расход жидкости таким образом, чтобы выходные сигналы блока 6 и расходомера 1 оказались равными друг другу. При равенстве этих сигналов входные сигналы блока 5 также равны друг другу и выходной .сигнал блока 5 ставит третий коммутатор 10 в положение, когда на его выход проходит сигнал с выхода основного блока 3, первый 11 и второй 12 элементы И пропускают соответственно сигналы с расходомера 1 и преобразователя 15. Па селектор 9

сигнал с выхода блока 5 не воздействует, и выходной сигнал селектора 9 разрешает прохождение сигналов через первый 7 и второй 8 коммутаторы соответственно с выхода основного 3 и .преобразователя 15.

Первый 11 и второй 12 элементы И, реверсивный счетчик 13, преобразователь 14 и преобразователь 15 представляют собой, астатический следящий контур, у которого в установившемся режиме входная и выходная частоты сигналов соответственно на вторых входах элементов 11 и 12 равны друг йругу. При этом статический коэффициент передачи последовательно соединенных преобразователей 14 и 15 от второго входа преобразователя 14 до выхода преобразователя 15 оказывается равным статическому коэффициенту передачи технологической линии регулирования расхода жидкости исполнительный орган 2 - расходомер 1 в области рабочей точки регулирования расхода, равному расходу, заданному блоком 6. Таким образом, контур является статической подстраиваемой моделью объекта регулирования, что обеспечивает мягкий, безударный перевод управления расходом жидкости с основного блока 3 на дополни-тельный блок 4,

При потере точности регулирования расхода жидкости, что вызывается возникающими неисправностями блока 3, сверх некоторой заранее установленной зоны блок 5 выдает сигнал, по которому питающая энергия поступает на дополнительный блок 4 элементы 11 и 12 закрываются, реверсивный счетчик 13 переводится в режим запоминания, третий коммутатор 1 пропускает сигнал с выхода дополнительного блока 4 на вход преобразователя 14, второй коммутатор 8 пропускает сигнал с выхода преобразователя 15 на второй вход дополнительного блока 4. Контур подготовки дополнительного блока 4 начинает работать. Причем, поскольку статический коэффициент передачи последовательно соединенных преобразователей 14 и 15 с точностью до некоторой заранее установленной зоны срабатывания блока 5 равен статическому коэффициенту передачи технологической линии регулирования расхода исполнительный орган 2 - расходомер 1, дополнительный блок 4 выводится на режим работы очень близкий к режиму работы контура регулирования расхода жидкости с основным блоком 3.

Если время потери точности работы блока 3 превышает время блокирования селектором 9 сигнала с выхода блока.5, то на выходе селектора 9 появляется сигнал, оставляющий по данным питающую энергию на дополнительный блок 4 и переводящий первый 7 и второй 8 коммутаторы в состояния, при которых они пропускают сигналысоответственно с выхода дополнительного блока 4 на исполнительный орган 2 и с выхода расходомера, на второй вход дополнительного блока 4. Таким образом, управление контуром регулирования расхода жидкости идет с помощью дополнительного блока 4. v Предлагаемое устройство повышает надежность управления расходом жидкости, обеспечивая мягкий безударный перевод управления с основного на дополнительный блок управления, с минимальной потерей точности

5 во всем диапазоне регулирования.

Формула изобретения Устройство для регулирования расхода хшдкости, содержащее задатчик и установленные в трубопроводе ис0полнительный орган и расходомер, выход которого подключен к первым входам основного блока управления, блока контроля и через последовательно соединенные второй коммутатор и дополнительный блок управления - к пер5вому входу первого коммутатора, причем ко вторым входс1М первого и второго коммутаторов подключен выход селектора ошибки, с входом которого связан выход блока контроля, а вы0ход задатчика соединен со вторыми входами блока контроля, дополнительного блока управления и основного блока управления, выходом подключенного к третьему входу первого мутатора, выход которого связан со входом исполнительного органа, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства,, оно содержит третий

0 коммутатор и соединенные последовательно первый элемент И, к первому входу которого подключен выход блока контроля, а ко второму - выход расходомера, реверсивный счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразо5ватель, аналого-частотный преобразователь, выходом подключенный к третьему входу второго коммутатора, и второй элемент И, к выходу которого подключен информационный вход ре0версивного счетчика импульсов, а ко второму входу - выход блока контроля и первый вход третьего коммутатора, вторьм входом связанного с выходом дополнительного блока управления,

5 третьим входом - с выходом основного блока управления, а выходом - с . информационным входом цифроаналогового преобразователя.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское .свидетельство СССР

№ 603956,кл. G 05 D 7/06, 1976 (npo-i

5 тотип).