Устройство для регулирования инерционных объектов Советский патент 1982 года по МПК G05B11/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано, . например, для регулирования уровня или расхода воды, преимуишственно в оросительных системах.

Известно устройство для автоматического регулирования уровня или расхода воды, состоящее из блоков, формирую1них пропорционально-импульсное управление, и блоков, формирующих паузу в цикле регулирования 1 .

Недостатками даршого устройства являются малые точность и быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройствр, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходами измерительного блока и дифференциатора, второй вход - с выходом блока обратной связи, а выход - со входом триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока обратной связи, входы измерительного блока и дифференциатора подключены ко входу устройства, и блок стабилизации (2.

Недостатками известного устройства являются малая точность и бь1стродействие, обусловленные отсутствием связи с регулируемым параметром в течение времени паузы в цикле регулирования, так как блок стабилизации шунтирует вход триггера на время паузы в цикле регулирования. А, например, участок регулирования уровня (расхода) воды в оро10сительном канале, длина которого зависит от многих причин и измеряется десятками и сотнями метров, характеризуется зачастую значительным временем запаздывания начала изменения выходной величины (уровня в точке измерения датчиком) по отношению к началу изменения входлой (уровня на месте затвора), которое является временем паузы в цикле регулирования. Но за время паузы, при медленно изменяющемся уровне (расходе)

20

воды, что обусловлено изменением водозаборт потребителями, возникает- значительное отклонение регулируемого параметра на входе устройства, которое не устраняется в данном 39 цикле регулирования, что приводит к несвоевременной водоподаче или непосредственном расходу оросительной воды. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства путем повышекия качества водоподачи и экономии оросительной воды за счет уменьшения динамической ошибки и времени переходного процесса устройства. . Цель достигается тем, что в устройстве первый и второй входы блока стабилизации соединены с соответствующими входами триггера, первый и второй выходы - с соот ветствующими выходами устройства, а третьи выходы - с соответствующими третьими вхо дами блока обратной связи. Причем блок стабилизации содержит реле времени, блок питания, блок выбора направления и испо1шительный элемент, первый и второй входы которого соединены соответ ственно с первым и вторым входами блока, третьи входы - соответственно с выходами блока выбора направления, первый выход - с первым входом блока выбора направления и с первым выходом блока, второй выход - со вторым входом блока выбора направления и со вторым выходом блока, а третий и четвертый выходы - соответственно с первым и вторым входами реле времени, вы ходы которого соединены соответственно с третьими выходами блока, первый и второй выводы блока питания подключены соответCTBetfflo к выводам питания блока выбора направления и реле времени. На чертеже приведена схема устройства для регулирования илердаонных объектов. Схема содержит измерительный блок 1, дифференщ атор 2, сумматор 3, триггер 4, блок 5 обратной связи, переменные резисторы б и 7, резистор 8, переменный резистор резисторы 10 и llj конденсатор 12, неоновые лампы 13 и 14; блок 15 стабилизации, исполнителып 1Й элемент 16; реле 17 с размыкающими контактами 17 и с замыкаю1ЦИМИ контактами 17 и 17, реле 18 с разглыкающим: контактом 18 и с замыкающнivffl контакталет 18 и 18, блок 19 выбора направления, реле 20 с замыкающим контактом 20 и с размыкающим контактом 20, реле 21 с замыкающим контактом 21 и с размыкающим контактом 21, реле времени 22 с размыкающими контактами 22 и 22 и размыкающим контактом с вьщержкой вр мени 22 и блок 23 питания. Блок 15 стабилизации содержит исполните ный элемент 16 с реле 17 и 18, блок 19 выбора направления с реле 20 и 21, реле времени 22 и блок 23 питания. Устройство работает след)ющим образом. При появлении сигнала отклонения регулируемого параметра на входах (являющихся входом устройства) измерительного блока 1 и дифференциатора 2, пропорциональный и дифференциальный сигналы с их выходов через первый вход сумматора 3 подаются на вход триггера 4. На том или ином выходе триггера 4 появляется управляющий сигнал, направление (знак) которого зависит от направления (знака) отклонения регулируемого параметра. Рассмотрим работу устройства, когда на первом выходе триггера 4 появляется сигнал направления Больше (работа устройства цри появлении на втором выходе триггера сигнала направления Меньше аналогична). С первого выхода триггера 4 сигнал Больше поступает на первый вход блока стабилизации 15 и далее через размыкаю1дий контакт 18, реле 18 исполнительного элемента 16 подается на исполнительный механизм, подключенный к выходам блока 15 стабилизации, являющихся выходами устройства (на чертеже не показан) и на обмотку реле 20 блока 19 выбора направления, которое срабатывает и через замыкающий контакт 20 реле 20 вызывает срабатывание реле 17 исполнительного элемента 16, которое становится на самоблокировку через свой замыкающий коЕ1такт 17 и своим размыкающим контактом 17 разрывает цепь сигнала направления Меньше исполнительного элемента 16, поступающего со второго выхода блока 15 стабилизащш на исполнительный механизм. Кроме того, сигнал Больше с первого выхода триггера 4 поступает на первый вход блока 5 обратной связи, конденсатор 12 которого начинает заряжаться через переменные резисторы R4, R2j размыкающий контакт 22 реле времени 22, неоновую лампу 13, резистор 8, и когда напряжение на конденсаторе 12, поступающее через резистор 11 с выхода блока 5 обратной связи на второй вход сумматора 3, сравняется с напряжением на первом входе сумматора 3, триггер 4 возвращается в исходное состояние и управляющий сигнал Больще на его выходе прекращается. При этом, очевидно, прекращается сигнал Больще на выходе блока 15 стабилизащ1и и отпускает реле 20 блока 19 выбора направления через размыкающий контакт 20 реле 20, размыкающий контакт ZP реле 21 этого блока и замыкающий контакт 17 реле 17 исполнительного элемента 16, срабатывает реле времени 22, которое размыкающими контактами 22 и 22 разрывает цепь заряда и цепь разряда (через переменные резисторы 6, 9 и размыкающий контакт 22 реле времеьш 22) конденсатора 12 блока 5 обратной 5 связи. Начинается пауза в цикле регулироваНИЛ, определяемая величиной времени, устано ленной реле времени 22 на размыкание свое го контакта с выдержкой времени 22. Еели за время паузы сигнал отклонения регулируемого параметра через измерительный бл 1 и дифференциатор 2 на первом входе сум матора 3 превышает сигнал с выхода блока обратной связи на втором входе сумматора 3, то на выходе триггера 4 появляется сигнал направления Больше (так как ранее предположили, что имеется сигнал направления Больше), который поступает на пер вый вход блока 15 стабилизации и через ра мыкаюший контакт 18 реле 18 исполнитель ного элемента 16 подается на исполнительны механизм и на реле 20 блока 19 выбора на правления, которое срабатывает и через свой , размыкающий контакт 20 вызывает отпускание реле времени 22, через размыкающие контакты 22 и 22 которого восстанавливаются цепи заряда И разряда конденсатора 12 блока 5 обратной связи, который начинает заряжаться, так как сигнал Больше с первого выхода триггера 4 поступает на первый вход блока 5 обратной связи. И опять, при равенстве напряжений на входах сумматора 3 триггер 4 возвращается в исход ное состояние и управляющий сигнал Больше на его выходе прекращается, вследствие чего прекращается сигнал Больше на выходе блока 15 стабилизации и реле 20 блока 19 выбора направления отпускает, через размыкающий контакт 20 которого, вновь срабатывает реле времени 22, через размыкающие контакты 22 и 22 которого, разрываются цепи заряда и разряда конденсатора 12 блока 5 обратной связи. И вновь начинается пауза в цикле регулирования. Работу устройства можно охарактеризовать как сокращение паузы в цикле регулирования пр увеличении сигнала отклонения регулируемого параметра выше предыдущего значения. Если во время паузы сигнал отклонения регулируемого параметра, поступающий через измерительный блок I и дифференциатор 2 на первый вход сумматора 3, уменьщается (так как регулирование ведется с целью уменьшения сигнала отклонения) по сравнению с сигналом с выхода блока 5 обратной связи на втором входе сумматора 3, то на втором выходе триггера 4 появляется сигнал направления Меньше, который поступает на второй вход блока 15 стабилизации, но на второй выход блока 15 стабилизации 15 не пройдет, так как разомкнут размыкающий контакт 17 исполнительного элемента 16. При поступлении сигнала Мень второго выхода триггера 4 на вход 6 блока 5 обратной связи, выходной сигнал этого блока не изменяется, так как разомкнутая цепь заряда конденсатора .12 на время паузы в цикле регулирювания. По истечении паузы в цикле регулирования (определяемой установленным временем реле времени 22) размыкается с въздержкой времени 22 реле времени 22 и опускают реле 17 исполнительного элемента 16 и реле времени 22. Схема возвращается в исходное состояние. Причем разряд конденсатора 12 блока 5 обратной связи через переменные резисторы 6, 9 и размыкающий контакт 22 реле времени 22 происходит почти мгновенно, что не влийет на выходной сигнал триггера 4. Технико-экономический эффект от применения изобретения заключается в своевременной водоподаче и экономии оросительной воды за счет сокращения времени регулирования и повышения точности водоподачи потребителям и составляет, например, для мелиоративного канала с расходом воды 30 примерно 15 тыс. руб. в год. Формула изобретения 1.Устройство для регулирования инерционных объектов, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходами измерительного блока и дифференциатора, второй вход - с выходом блока обратной связи, а выход - с входом триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока обратной связи, входы измерительного блока и дифференциатора подключены к входу устройства, и блок стабилизации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем первый и второй входы блока стабилизации соединены с соответствующими входами триггера, первый и второй выходы - с соответствующими выходами устройства, а третьи выходы - с соответствующими-третьими входами блока обратной связи. 2.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что в нем блок стабилизации содержит реле времени, блок питания, блок выбора направления и исполнительный элемент, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока, третьи входы - соответственно с выходами блока выбора направления, первый выход с первым входом блока выбора направления и с первым выходом блока, второй выход - с вторым входом блока выбора направления и с вторым выходом

блока, а третий и четвертый выходы - соот-Источники информации,

ветственно с первым и вторым вхолами релепринятые во внимание при экспертизе

времени, выходы которого соединены соответ-1. Ганхин М. 3. Автоматизация и телемехастветю с третьими выходами блока, первыйнизания мелиоративных систем. М., Колос,

и второй выводы блока питания подклгоче-j 1965, с. 98-105.

ны соответственно к выводам питания блока2. Авторское свидетельство С(;СР N 541142,

выбора направления и реле времени.кл. G 05 В 11/16, 1970 (прототип).

J

4