Пневматическая система централизованного контроля и управления Советский патент 1982 года по МПК G05B11/58 G05B23/00 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим системам централизованного контроля и управления непрерывными технологическими процессами, и может быть использовано в агрегатных пневматических комплексах технических средств типа Центр и Режим-1. Известна пневматическая система централизованного контроля и управле ния, содержащая триггеры, выходы,., которых соединены е регуляторами, а входы кнопками задания режима работы САР Автомат - Ручное и блоки дистанционного управления за датчиков номиналов и ручного регули рования 1. Hej ocTaTKOM данной системы является что при ее использовании при вызове на индикацию любого из контуров регулирования начинается а томатическое выравнивание сигналов параметра и номинала в ручном режим или управляющих сигналов.автоматиче кого и ручного управления ( в автоматическом режиме ) даже если опера тор не собирается в дальнейшем изме нять; режим функционирования САР; при этом происходит быстрый износ приводов блоков групповых задатчиков и повышается непроизводительный расход электроэнергии. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является пневматическая система централизованного контроля и управления, содержащая первый, второй, третий и четвертый пневмоэлектропреобразователй, выходы которых соединены с первыми вводами блока дистанционно управляемых задатчиков номиналов и блока ручного регулирования, коммутатор, связанный через коллекторы параметра, номинала и управляющих сигналов в автоматическом и ручном режиме с показывающим прибором, кнопки переключения Автомат и Ручное,, кнопки управления Больше и Меньше, а также кнопки вызова, выходы которых соединены с входами блока сброса кнопок вызова, управляющими входами коммутатора, вторыми входами блоков дистанционно управляемых задатчиков и первыми входами первыхj вторых и третьих элементов И, выходы первых и вторых элементов И соединены с входами триггеров, вторые входы третьих элементов И связаны с выходами триггеров, а выходы через многовходовый элемент ИЛИ - с сиг налиэатором Ручное, управляющие входы регуляторов и клапанов соединены с выходами триггеров, а также первый и второй логические блоки, каждый из которых содержит , первое и второе пневмореле, первые входы которых в первом логич;еском бдок связаны с коллекторами параметра и номинала, во втором логическом блоке - с коллекторами управляющих сигналов в автоматическом и ручном режимах, а вторые входы первого и второго пневмореле соединены с выходом первого задатчика опорного сигнала, первый и второй повторители со сдвигом, выходы которых связаны с первыми входами элементов сравнения 2 Недостатком известной CHCTeNM является то, что при ее использовании при вызове на индикацию любого из контуров регулирования начинается автоматическое выравнивание сигнало параметра и номинала (в ручном,режиме } или управляющих сигналов автоматического и ручного управления (в автоматическом режиме ) даже если оператор не собирается в дальнейшем изменять режим функционирования САР, при этом, происходит быстрый из нос приводов блоков групповых задатчиков и повышается непроизводите льный расход электроэнергии, Цель изобретения - повышение надежности .и экономичности работы системы. Поставленная цель достигается тем, что пневматическая система цен Рсшизованного контроля и управления содержащая . первый, второй, третий и четвертый пневмоэлектропреобразователи, выходы которых соединены с первыми входами блока дистанционно управляемых задатчиков номиналов и блока ручного регулирования, коммутатор, связанный через коллекторы параметра, номинала и управляющих сиг;налов в автоматическом и ручном режиме с показывающим прибором, кнопки переключения Автомат и Ручйое, кнопки управления Боль ше и Меньше и кнопки вызова, выходы которых соединены с входами бл ка сброса кнопок вызова, управляющими ;входами коммутатора и вторыми входами блоков дистанционно управля емых задатчиков и первыми входами первых, вторых, и третьих элементов И, выходы первых и вторых элементов и соединены с входами триггеров, вт рые входы третьих элементов И связаны с выходами триггеров,а выходы через многовходовой элементИЛИ с сигнализатором Ручное,управляющие входы регуляторов и клапанов соедине с выходами триггеров,а также первый и второй пневмореле,первые входы котор первом логическом блоке связаны с коллекторами параметра и номинала, во втором логическом блоке - с колекторами управляющих сигналов в автоматическом и ручном режимах, а вторые входы первого и второго пневмореле соединены с выходом первого задатчика опорного сигнала, первый и второй повторители со сдвигом, выходы которых связаны с первыми входами элементов сравнения, дополнительно содержит инвертор, первый и второй элементы ЗАПРЕТ, основные входы которых соединены с выходами кнопок переключения Автомат и Нучное соответственно, выход первого элемента ЗАПРЕТ связан с вторыми входами вторых элементов И, выход второго элемента ЗАПРЕТ - с вторыми входами первых элементов И, выход многовходового элемента ИЛИ связан с управляющим входом кнопки переключения Ручное и через инвертор с сигнализатором Автомат и управляющим входом кнопки переключения Автомат, а каждый логический блок дополнительно содержит третье и четвертое пневмореле, первые входы которых связаны с выходами второго и первого задатчиков опорных сигналов соответственно, вторые входы с выходом первого пневмореле, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ, пятое, шестое, седьмое и восьмое пневмореле, при этом запрещающие входы элементов ЗАПРЕТ соединены с выходами элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход первого элемента сравнения связан с выходом второго пневмореле, а выход - с первым входом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход второго элемента сравнения связан с выходом четвертого пневмореле, а выход - с вторым входом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, входы пятого и шестого пневмореле соединены с выходами первого и второго элемента сравнения соответственно, а выходы - с первыми и вторыми входами седьмого и восьмого пневмореле, выходы которых в первом логическом блоке связаны с входами первого и второго пневмоэлектропреобраэователей, а во втором логическом блоке - с входом третьего и четвертого пневмоэлектропреобразователей, управляющие входы первого, второго, пятого и шестого пневмореле первого логического блока соединены с выходом кнопки переключения Автомат, второго логического блока - с выходом кнопки переключения .Ручное, а управляющие входы третьего и четвертого пневмореле - с выходами седьмого и восьмого пневмореле соответственно. На чертеже показана принципиаль ная схема пневматической системы централизованного контроля и управления. Система содержит первые элементы И 1 , многовходовой элемент ИЛИ 2 триггеры 3, инвертор 4, сигнализатор Ручное 5, и сигнализатор Автомат 6, задатчики 7 и 8 опорных сигналов, кнопку 9 переключения Ав томат, кнопку 10 переключения Руч ное, первый элемент 11 ЗАПРЕТ, вто рой элемент 12 ЗАПРЕТ, кнопки 13 и 14 управления Больше, кнопки 15 .и 16 управления Меньше, вторые элементы И 17,. регуляторы 18, клапаны 19, каналы 20 к исполнительным механизмам, первый логический блок, 21, второй логический блок 22, первый пневмоэлектропреобразователь 23, второй пневмоэлектропреобразователь 24, третий пневмоэлектрр преобразователь 25 и четвертый пнев моэлектропреобразователь 26, блоки 27 дистанционно управляемых задатчиков номиналов и блок 28 ручного регулирования, содержащие электродвигатели и задатчики, коммутатор 2 элемент 30 РАВНОЗНАЧНОСТЬ, кнопки 3 вызова, блок 32 сброса кнопок вызов коллекторы 33 - 36 параметра, номинала и управляющих сигналов в автоматическом и ручном режимах, показывающий прибор 37, первое пневмореле 38, второе пневмореле 39, третье пневмореле 40, четвертое пневмореле 41, пятое пневмореле 42, шестое пнев мореле 43, седьмое пневмореле 44 и восьмое пневмореле 45, первый повторитель 46 со сдвигом и второй повторитель 47 со сдвигом, первый элемент 48 сравнения, второй элемент 49 сравнения, контуры 50 регулирования, включающие регуляторы 18, каналы 51 параметров, .нсминалов 52 и управляющих сигналов к исполнительным механизмам в автоматическом 53 и ручном 54 режимах и-третьи элементы И 55. Система работает следующим образом. Для вызова информации о состоянии одного из контуров регулирования 50 на показывающий прибор 37 оператор нажимает на соответствующую данному контуру кнопку 31 вызова. Выходной сигнал кнопки 31 вызова поступает на коммутатор 29. Последний срабатывает и коммутирует выходные сигналы датчика параметра (не показан ) из канала 51, блоков 27 и 28 дистанционно управляемых задатчиков из каналов 52 и 54 и регулятора 18 из канала 53 в соответствующие коллекто ры 33 - 36 и далее к показывающему прибору 37. При этом на показывающем приборе 37 появляются значения параметра, номинала и управляющих сигн лов в автоматическом и ручном режи мах контролируемого в данный момент контура 50 регулирования. В режиме ручного регулирования оператор нажимает на кнопку 14 Больше или 16 Меньше, выходной сиг.нал нажатой кнопки проходит второй логический блок 22 и поступает на третий пневмоэлектропреобразователь 25 или четвертый пневмоэлектропреобразователь 26, выходные сигналы которых обеспечивают вращение электродвигателя (не показан) блока 28 дистанционно управляемых задатчиков руч-{ного регулирования в ту или иную сторону; при этом шток соответствующего задатчика ручного регулирования блока 28 также вращается., обеспечи;вая изменение его выходного сигнала в большую или меньшую сторону ( управление конкретным задатчиком обеспечивается за счет поступления в блок 28 соответствующего управляющего сигнала от кнопки 31 вызова). Выходные сигналы блока 28 через каналы 54, коммутатор 29 и коллектор 36 поступают на показывающий прибор 37 для контроля их значений и по каналам 54 через клапаны 19 в каналы 20 к испол-.. нительным механизмам. Для переключения контролируемого в данный момент контура регулирования с режима ручного управления в автоматический режим оператор нажимает на кнопку 9 переключения Автомат, имеющую память; выходной ее сигнал (условия поступает на один из входов первого элемента 11 ЗАПРЕТ, который пропускает этот сигнал на выход только при наличии на другом его входе нулевого сигнала. Последний формируется элементом 30 РАВНОЗНАЧНОСТЬ в случаях равнозначности его входных сигналов, а именно если номинал равен параметру, и, соответственно выходы первого элемента 48 сравнения и второго элемента 49 сравнения равны условному кроме того, если номинал не равен параметру, то на выходе одного из элементов (48 или 49) сравнения появится сигнал условной 1, который с выхода первого логического блока 21 через первый или второй пневмоэлектропреобразователи 23 и 24 поступает на вход, блока 27 дистанционно управляемых задатчиков номиналов, обеспечивая приближение номинала к параметру; если при этом окажется, что сигнал параметра вышел стандартньой диапазон (0,2-1,0 кгс/см) и сигнал номинала достигает предельного уровня (0,2 кгс/см или 1 к ГС/см) , но не станет равным параметру, то на ыходе другого элемента сравнения так-; же появится сигнал условной 1, в этом случае (наличие сигналов условной 1 на выходах обоих элементов

48 и 49 сравнения) на выходе элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 30 также формируется нулевой сигнал.

В обоих указанных выше случаях первый элемент 11 ЗАПРЕТ пропускает выходной сигнал кнопки 9 переключения Автомат через тот извторых элементов И 17, на другой вход которого подан сигнал вызова от нажатой оператором кнопки 31 вызова.. Вытходной сигнал сработавшего второго элемента и 17 поступает на триггер 3 соответствующий контролируемому в даннйй момент контуЕУу регулирования (общее же число триггеров 3 в устройстве равно числу регуляторов 18); триггер 3 сбрасывается при этом на О и его выходной сигнал, пройдя второй элемент И 55, многовходовый элемент ИЛИ 2 (на другие его входы поступают выходные сигналы триггеров 3 других контуров) и инвертор 4, обеспечивает срабатывание сигнализатора б Автомат и возвращение в исходное состояние кнопки 9 переключателя Автомат.

В случае, если при нажатии кнопки 9 переключения Автомат параметр окажется не равным номиналу, то с целью обеспечения безударности перевода САР с ручного режима в автоматический, .система работает сле.дующим образом.

о Сигналы параметра и номинала ре-, гулируемого контура 50 из соответствующих коллектора 33 параметра, коллектора 34 номинала поступают в первый логический блок 21, на первое пневмореле 38 и второе пневмореле 39 мембранные блоки которых оказываются при этом в верхнем положении (выходной сигнал инвертора 4 равен условному О) и проходят на их выходы. Выходной сигнал первого пневмореле .38 через третье пневмореле 40 поступает на первый повторитель 46 со . сдвигом, где происходит формирование сигнала П+tf (П - параметр, сЛ - сдвиг, равный 1 % шкалы), и далее - в минусовую камеру первого элемента 48 сравнения, в плюсовую камеру которого подается сигнал номинала н, выходной сигнал второго пневМореле 39 поступает на вход второго повторителя 47 со сдвигом, где происходит формирование H+cf, и далее - в минусовую камеру второго элемента 49 сравнения,в плюсовую камеру которого подается сигнал параметра П. В случае, если вьшолняется условие H-cf- П i Н+сЛ, т.е. номинал примерно равен параметру,, то на выходах обоих элементов 48 и 49 сравнения формируются условные О, если же номинал отклонится от параметра в ту или иную сторону , то на выходе первого элемента 48 сравнения

(Н П+) или второго элемента 49 сравнения () появится сигнал условной 1, который пройдя элемент 30 РАВНОЗНАЧНОСТЬ выдаст сигнал запрета на элемент 11 ЗАПРЕТ. Таким образом, в этом случае, при нг1жатии оператором на кнопку 2 переключения Автомат ее выходной сигнал не попадает на соответствующий триггер 3 до того момента, пока сигнал номинала не выравняется с сигналом параметра. Выравнивание осуществляется автоматически следующим образом. Выходной сигнал первого (или второго элемента 48 (или 49) сравнения,

5 на выходе которого появился сигнал условной 1, проходит пятое 42 (или шестое пневмореле 43) и поступает на входы седьмого пневмореле 44 и восьмого пневмореле 45.

0

в случае срабатывания первого элемента 48 сравне.ния восьмое пневмореле 45 выдает пневмосигнал на пневмозлектропреобразователь 23, происходит замыкание нормально разомкнутых контактов последнего, обеспечивающее включение электродвигателя блока 27 дистанционно управляемых задатчиков номиналов. В результате шток задатчика номинала соответствующего контура начинает вращаться, обеспечивая выравнивание номинала и параметра (электродвигатель вращает шток задатчика только контролируемого в данный момент контура, так как на блок 32 сброса кнопок вызова поступает управляющий сигнал от соответствующей кнопки 31 вызова). В момент выравнивания сигналов на выходе первого элемента 48 сравнения появляется сигнал у слрвного О, этот же сигнал соответственно формируется на выходе элемента 30 РАВНОЗНАЧНОСТЬ, разрешая элементу 11 ЗАПРЕТ пропустить выходной сигнал 5 кнопки 9 переключения Автомат на вход второго -элемента И 17 и далее на вход триггера 3 (.при этом срабатывает только тот из вторых элементов И 17, на вход которого предварительно был подан сигнал от соответствующей кнопки 31 вызова).

В случае срабатывания второго элемента 49 сравнения седьмое пневсс мореле 44 выдает пневмосигнал на пневмоэлектропреобразователь 24, происходит замыкание нормально разомкнутых контактов последнего, обеспечивающее включение электродвигате-ля блока 27 дистанционно управляемых задатчиков номинала. В результате шток задатчика номинала соот. ветствующего контура начинает вращаться в противоположную сторону, обеспечивая выравнивание номинала

65 и параметра. Первый задатчик 7 опорного сигнала обеспечивает коммутацию через первое пневмореле 38и второепневмореле 39 сигнала, равного 0,2кгс/см) в плюсовые и минусовые камеры первого элемента.48 сравнения и второго элемента 49 сравнения в автоматическом режиме, тем саикзм обеспечивается оптимальный режим работы элементов сравнения. Выходные сигна лы первого залатчика опорного сигнала 7 (0,2 кгс/см) и второго эадатчика опорного сигнала 8(1,0 кгс/с с помощью третьего пневмореле 40 и четвертого пневмореде 41 обеспечива ют введение в систему ограничений по минимально и максимально допустимому выходному сигналу любого из задатчиков номинала блока 27 дистанционно управляе1«лх задатчиков номиналов.Так, при срабатывании первого элемента 48 сравнения (Н :j п+сЛ) выходной сигнал последнего проходит пятое пневмореле 42 и поступает на вход восьмого пневмореле 45, выходной сигнал которого через пневмоэлектропреобразователь 23 приводит во вращение реверсивный электродвигатель блока 27 в сто рону, обеспечивающую уменьшение зна чения выходного сигнала задатчика номинала одновременно выходной сигнал восьмого пневмореле 45 обеспечивает переключение четвертог пневмореле 41 таким образом, что на вход второго элемента 49 сравнения поступает в плюсовую камеру сигнал, равный 0,2 кгс/см, от первого задатчика 7 опорного сигнала в случае если H+(0,2f второй элемент 49 сравнения срабатывает, на выходе его появляется сигнал условной 1, который, пройдя шестое пневмореле 43, блокирует выход восьмого пневмореле 45 и обеспечивает тем самым ограничение минимально допустимого зн чения выходного .сигнала задатчика номинала (, отсутствие ограничения мо жет привести к тому, что шток дистанционно управляемого задатчика вы вернется на недопустимую величину и при этом произойдет его заклинива ние ). Таким же образом производится ограничение максимально допустимого сигнала с помощью третьего пневмореле 40, второго задатчика 8 опорно го сигнала, первого элемента 48 сра нения, пятого пневмореле 42 и сед мого пневмореле 4 4. Кнопки 13 и 14 управления Больш обеспечивают формирование управляющих сигналов типа Больше на блок 27 дистанционно управляемых задатчиков номиналов и блок 28 дистанционно управляемых эадатчиков ручного регулирования, а. кнопки 15 и 16 управления Меньше обеспечивают формирование управляющих сигналов типа Меньше. Сигналы кнопок ( услов -ные 1 выходят из первого логического блока 21 или второго логического блока 22 на пневмоэлектропреобразователи 23 - 26. Последние срабатывают, обеспечивая вращение реверсивных двигателей блока 27 дистанционно управляемых задатчиков номиналов или блока 28 дистанционно управляемых задатчиков ручного регулирования и штоков их задатчиков, контролируемых в данный момент контуров регулирования в ту или иную сторону. Блок 32 сброса позволяет при нажатии очередной кнопки 31 вызова вернуть в исходное состояние кнопку -31, нажатую оператором в предыдущий момент времени, т.е. происходит автоматическая блокировка кнопок 31 вызова. Выходные сигналы триггеров 3 через третьи элементы И 55 обеспечивают перекл1рчения соответствующих контуров регулирования с режима на режим; при значении выходнбго сигнала триггера 3, условной 1, регулятор 18 отключается от канала 20, связывающего его с исполнительным механизмом. Одновременно открывается клапан 19, обеспечивающий коммутацию к исполнительному механизму выходного сигнала соответствующего задатчика блока 28 дистанционно управляемых задатчиков ручного управления; при значении выходного сигнала триггера 3, равном условному О, выходной сигнал регулятора 18 коммутируется через канал 20 к исполнитёльному механизму, а клапан 19 3 акрыт. Преимуществом предлагаемой пневматической системы централизованHoro контроля и управления по сравнению с известной является повьняе ние надежности, так как при ее использовании при вызове на индикацию любого из контуров регулирования исключается автоматическое выравнивание сигналов до момента нажатия на кнопку переключения режима, что в свою очередь приводит к повышению экономичности работы системы. Формула изобретения Пневматическая система централизованного контроля и управления, содержащая первый, второй, третий и четвёртый пневмоэлектропреобразователи, выходы которлх соединены с первыми входами блока дистанционно управляемлх задатчиков номиналов и блрка ручного регулирования, коммутатор, связанный через коллекторы параметра, номинала и управляющих сигналов в автоматическом и ручном режиме с показывающим прибором, кнопки переключения Автомат и Ручное, кнопки управления Больше и еньше и кнопки вызова, выходы ксэторых соединены с входами блока сброса кнопок вызова, управляющими входами коммутатора и вторыми входами блоков дистанционно управляемых задатчиков и первыми входами первых, вто рых и третьих элементов И, выходы первых и элементов И соедине ны с входами триггеров, вторые вход третьих элементов И связаны с выход ми триггеров, а выходы через многовходовой элемент ИЛИ - с сигнализатором Ручное, управляющие входы регуляторов и клапанов соединены с выходами триггеров, а также первый и второй логические блоки, каждый Vis которых содержит и первое и второе пневмореле, первые входы которы в первом логическом блоке связаны с коллекторами параметра и номинала, во втором логическом блоке - с коллекторами управляющих сигналов в автоматическом и ручном режимах, а вторые входы первого и второго пневмореле соединены с выходом зада чика оперного сигнала, первый и вто рой повторители со сдвигом, выходы которых связаны с. первыми входами элементов сравнений, отличаю щаяся тем, что, с целью повышения Нсодежности и экономичности си темы, она .дополнительно содержит ин вертор, первый и второй элементы ЗАПРЕТ, основные входы которых соединены с выходами кнопок переключения Автомат и Ручное соответственно, выход первого элемента ЗАПРЕ связан с вторыми входами вторых эле ментов И, выход второго элемента ЗАПРЕТ - с вторыми входами первых элементов И, выход многовходового элемента ИЛИ связан с управляющим входом кнопки переключения Руч ное и через инвертор с сигнализа;тором Автомат и управляющим входо кнопки переключения Автомат, а каждый логический блок дополнительно содержит третье и четвертое пневмореле, первые входы которых связаны с выходами второго и первого задатчиков опорных сигналов соответственно, а вторые входы - с выходом первого пневмореле, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ, пятое, шестое, седьмое и восьмое пневмореле, при этом запрещающие входы элементов ЗАПРЕТ соединены с выходами элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход первого элемента сравнения связан с выходом второго пневмореле, а выход - с первым элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход второго элемента сравнения связан с выходом четвертого пневмореле, а выход - с вторым входом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, входы пятого и шестого пневмореле соединены с выходами первого и второго элемента сравнения соответственно, а выходы - с первыми и вторыми входами седьмого и восьмого пневмореле выходы которых в первом логическом блоке связаны с входами первого и второго пневмоэлектропреобразователей, а во втором логическом блоке с входом третьего и четвертого пнев моэлектропреобразователей, управляющие входы первого, второго, пятого и шестого пневмореле первого логического блока соединены с выходом кнопки переключения Автомат., второго логического блока - с выходом кнопки переключения Ручное, а управляющие входы третьего и четвертого пневмореле - с выходами седьмого и восьмого пневмореле соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 705419, кл. G 05 В 11/58, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2871937/24, кл. G 05 В 11/58, 1980 (прототип).