SU1013908A1 - Pneumatic interruptive regulator - Google Patents

Abstract

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий пропорционально-интегральный блок и прерыватель, управл ющий вход которого св зан с выходом генератора пр моугольных импульсов , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции , прерыватель выполнен на основе реле переключени , первый коммутируелалй вход которого св зан с-каналом параметра, второй коммутируемый вход - с каналом Зсщани  и инверсным входом пропорционально-интегрального блока, пр мой вход которого соединен с выходом реле переключени , а выход - с выходным каналом регул тора.|A PNEUMATIC INTERRUPTED REGULATOR, containing a proportional-integral unit and an interrupter, the control input of which is connected to the output of a square pulse generator, characterized in that, in order to simplify the design, the interrupter is made on the basis of a switching relay, the first commutation input of which is connected to the parameter channel, the second switched input - with the Sssch channel and the inverse input of the proportional-integral unit, the direct input of which is connected to the output of the switching relay, and the output - with the output channel om regulator. |

Description

Изобретение относитс  к автоматйческому регулированию и управлению , а именно к пневматическим рег л торам, и мо 1ет быть применено в автоматических системах управлени  объектами в химической, нефтеперерабатывающей и других отрасл х про мышленности. Известен непрерывно-дискретный пропорционально-интегральный регул тор , содержащий два узла умножени  на посто нный коэффициент не прерывного действи , две задержки на такт непрерывного сигнала и точ ный усилитель мощности, причем каналы параметра и задани  соединены с соответствующими входами узлов, выход перв.ого узла соединен с треть входом второго узла и через первую задержку на такт с третьим своим входом, а выход второго узла через вторую задержку на такт соединен с входом точного усилител  мощности выход которого соединен с выходом регул тора Cl Наиболее близким к изобретению  вл етс  пневматический прерывистый регул тор, содержащий пропорциональ но-интегральный блок, генератор пр  моугольных импульсов и прерыватель управл ющий вход которого св зан с выходом генератора 2. Недостатком известного регул тора  вл етс  сложность конструкции. Цель изобретенна  - упрощение конструкции. Поставленна  цель достигаетс  тем, что прерыватель ввйолнен йа ос нове реле переключени , первый комм тируемый вход которого св зан с каналом параметра, второй-коммутируемый вход - с каналом задани  и инверсным входом пропорционально-интегрального блока, пр мой вход-кото рого соединен с выходом реле пере .ключени , а выход - с выходным каналом регул тора. . . ; На фиг. 1 приведена принципиальна  схема построени  регул тора, на фиг. 2 - циклограмма работы регул тора . Пневматический регул тор содержит три п тимембранных элемента сра нени  1-3. Выход элемента 1 (Р ) соединен с одним из входов дроссель ного cyMNiaTOpa 4, содержащего переменный 5 и посто нный 6 дроссели. В ход элемента 2 (Р2) через переменный дроссель 7 соединен с своей положительной камерой, с пнеймоемкостью 8 и .элементами 1 и 3. Выход элемента 3 (РЗ) соединен через усилитель мощности 9 с своей отрицательной камерой, с вторым входом дроссельного сумматора 4 и через посто нный дроссель 10 - Ь своей положительной камерой. Канал зада. ни  11 (PJ) непосредственно соединен с камерами 12 и 13 элементов 1 и 2 и соплом трехмембранного реле 14, а канал параметра 15 (Р) через трехмембранное реле 14 соединен с камерами 16 и 17 элементов 1 и 2. Трехмембранное реле 18 и 19, переменные дроссели- 20 и 21, пневмоемкость 22 соединены так, что на выходе реле 18 . формируютс  управл ющие импульсы Р В одну из камер каждого реле 14, 18 и 19 подаетс  давление подпора. Пневматический регул тор работает следующим образом. Дл  элемента сравнени  2, дроссел  7 и пневмоемкости 8 справедливы следующие выражени : - РЗ+ РИ -давление в канале параметра Сот датчика, измер ющего технологический параметр объекта ); -давление в канале задани  ,(от задатчика); -объем пневмоемкости 8; -проводимость дроссел  7,-универсальна  газова  посто нна ; Т .- абсолютна  температура Из уравнений (1) и (2) можно лего получить следующее: ( РП- де Р - давление на выходе интегралього звена, собранного на элементе равнени  2, дросселе 7 и пневмоемости 8. . Дл  элементов сравнени  1 и 3, россельного сумматора 4 справедли-. й следующие выражени : де ot, (5 - проводимость дросселей 5 И 6 соответственно, Р , - давление на выходе регу л тора; Р. - давление на выходе дроссельного сумматора 4. Из уравнений (3) и (б) вытекает. (-РэЬ2 | (Р,-РЗ ) dt.(7)The invention relates to automatic control and management, namely to pneumatic controllers, and can be applied in automatic control systems of objects in the chemical, petroleum and other industries. A continuous-discrete proportional-integral controller is known, containing two nodes multiplied by a constant non-continuous coefficient, two delays per clock of a continuous signal and an accurate power amplifier, with the parameter and reference channels connected to the corresponding inputs of the nodes, the output of the first node connected to the third input of the second node and through the first delay per cycle with its third input, and the output of the second node through the second delay per cycle connected to the input of an accurate power amplifier whose output is connected to the output Cl regulator one closest to the invention is a pneumatic discontinuous regulator containing a proportional-integral unit, a rectangular pulse generator and a control input breaker which is connected to the output of generator 2. A disadvantage of the known regulator is the design complexity. The purpose of the invention - to simplify the design. The goal is achieved by the fact that the breaker is enabled on the basis of a switching relay, the first switching input of which is connected to the parameter channel, the second switching input to the reference channel and the inverse input of the proportional-integral unit, the direct input to which is connected to the output the relay is turned off, and the output is with the output channel of the controller. . . ; FIG. 1 is a schematic diagram of the construction of the regulator; FIG. 2 - cyclogram of the regulator. The pneumatic regulator contains three five membered elements of compounds 1-3. The output of element 1 (P) is connected to one of the inputs of the choke cyMNiaTOpa 4, which contains a variable 5 and a constant 6 throttles. In the course of element 2 (P2) through a variable choke 7 is connected to its positive chamber, with a capacity of 8 and elements 1 and 3. The output of element 3 (RE) is connected through power amplifier 9 to its negative camera, to the second input of the throttle adder 4 and through a constant choke 10 - Ü with its positive camera. Channel backside. Neither 11 (PJ) is directly connected to the chambers 12 and 13 of elements 1 and 2 and the nozzle of a three-membrane relay 14, and the channel of parameter 15 (P) through a three-membrane relay 14 is connected to cameras 16 and 17 of elements 1 and 2. Three-membrane relay 18 and 19, variable throttles - 20 and 21, air capacity 22 are connected so that the output of the relay 18. control pulses P are generated. A backwater pressure is applied to one of the chambers of each relay 14, 18 and 19. Pneumatic regulator operates as follows. For the element of comparison 2, throttles 7 and pneumatic capacity 8, the following expressions are valid: - РЗ + РИ - pressure in the channel of the parameter Cell sensor, measuring the technological parameter of the object); - pressure in the channel of the task, (from the set point); -volume pnevomoemkoi 8; -conductance of drossel 7, -universal gas constant; T.- absolute temperature. From equations (1) and (2) you can easily get the following: (RP-de P is the pressure at the outlet of the integral link collected on the element of equal 2, throttle 7 and pneumatic ability 8.. For elements of comparison 1 and 3 The Russian adder 4 holds the following expressions: de ot, (5 is the conductivity of throttles 5 and 6, respectively, P, is the pressure at the outlet of the regulator; P. is the pressure at the outlet of the throttle adder 4. From equations (3) and (b) implies. (-PEb2 | (P, -RZ) dt. (7)

Таким образом, на элементах 1 10 собран пропорционально-интегральный регул тор пи-регул тор).Thus, a proportional-integral regulator pi-regulator is assembled on elements 1-10).

В реле 18 под действием подпора мембранный блок опущен ёниз. СигналIn relay 18, the diaphragm block is lowered under the action of the backpressure. Signal

.на выходе реле 18 равен единице PY- 1, под действием которого мемб .ранный блок реле 14 опуститс  вниз и давление Р± пройдет в камеры 16 и 17 элементов 1 и 2. Давление Рв,, регул тора.не будет измен тьс . Одновременно с этим сигнсш PI 1 через дроссель 20 начинает заполн ть пневмоемкость 22. При достижении далени  в пневмоемкости 22 максималь-ного давлени  реле 18 ( )мембранный блок реле 18 поднимаетс  вверх, закроет сопло питани  и откроет нижнее сопло. Произойдет сброс давлени  Pf через нижнее сопло реле 18 в атмосферу, т.е. сигнал Р станет равным нулю (Р О). Под действием подпора мембранный блок реле 14 подниметс  вверх, давление Рр поступит в камеру 161 и 17 элементов 1 и 2 и регул тор начнет отрабатывать пи-закон регулировани  согласно формуле (7).At the output of the relay 18 is equal to the PY-1 unit, under the action of which the membrane-mounted relay unit 14 goes down and the pressure P ± passes into the chambers 16 and 17 of the elements 1 and 2. The pressure Pv ,, the regulator will not change. At the same time, the signal PI 1 through the throttle 20 begins to fill the air capacity 22. When the distance in the air capacity 22 reaches the maximum pressure of the relay 18 (), the membrane unit of the relay 18 rises, closes the power nozzle and opens the lower nozzle. The pressure Pf will be released through the lower nozzle of the relay 18 to the atmosphere, i.e. signal P will become zero (P O). Under the action of the backpressure, the membrane unit of the relay 14 will rise up, the pressure Pp will enter the chamber 161 and 17 of elements 1 and 2 and the regulator will begin to work out the pi-law of regulation according to the formula (7).

При Р.,-- О мембранный блок реле 19 под действием подпора подниметс  вверх и начнётс  сброс давлени  из пневмоемкости 22 через дроссель 21 и нижнее сопло реле 18 в атмосферу. Понижение давлени  происходит до минимального давлени  срабатывани  реле 18 Р.At R., - About the membrane unit of the relay 19 under the action of the backwater rises up and the pressure from the pneumatic capacity 22 through the throttle 21 and the lower nozzle of the relay 18 to the atmosphere will begin to drop. The pressure drop occurs to the minimum trigger pressure of the relay 18 P.

затемthen

tnintnin

под действием подпора мембраннйй блок этого реле опуститс  вниз и вновь давление Р станет равным единице Р Т; Далее процесс повтор етс . . «Iunder the action of the backwater, the membrane unit of this relay drops down and again the pressure P becomes equal to the unit Р T; The process then repeats. . "I

Интервёш времени, при котором Р 1, можно измен ть дросселем 20, а интервал времени, при котором Р О - дросселем 21.The time interval at which P 1 can be changed by the choke 20, and the time interval at which Р О is the choke 21.

.Таким образом, пропорциональноинтегральный блок выполнен на элементах 1 - 3 и 5 - 9, прерыватель выполнен на трехмембранном реле 14, а генератор пр моугольных импульсов выполнен на элементах 18-22.Thus, the proportional-integral unit is made on elements 1–3 and 5–9, the interrupter is made on a three-membrane relay 14, and the square pulse generator is made on elements 18-22.

Технико-экономическа  эффективность от применени  пневматического прерывистого регул тора - упроадает .с  конструкци , повышаетс  качество регулиройани  технологического параметра в объекте, обладающим чистым запаздыванием, и запас устойчивости автоматической системы регулировани .Technical and economic efficiency from the use of a pneumatic discontinuous regulator - simplifies the design, improves the quality of the regulation of the technological parameter in the object, which has a net delay, and the stability margin of the automatic control system.

Предлагаемый регул тор применён дл  стабилизации концентрации азо-. тистой кислоты в диазосоединении на|The proposed regulator is used to stabilize the concentration of azo. cystic acid in diazo compounds on |

выходе аппарата диазотировани  путе изменени  расхода З-нйтро-4-аминотолуола . До насто щего времени стабилизаци  концентрации азотистой кислоты производилась вручную, выход на режим осуществл етс  в течение 60-70 мин. При этом расходует )с  27 кг З-нитро-4-аминотолуола в час, стоимостью 1400-руб. тонна. Стандартные регул торы системыthe output of the diazotization apparatus by varying the flow rate of H-nitro-4-aminotoluene. Until now, the concentration of nitrous acid has been stabilized manually, and the regime is reached within 60-70 minutes. At the same time consumes) with 27 kg of 3-nitro-4-aminotoluene per hour, worth 1,400 rubles. ton. Standard system controls

Старт не могут обеспечить устойчивость АСР. .Start can not ensure the sustainability of ASR. .

Предлагаемый регул тор выводит диазатор на режим в течение 10 12 мин. Шесть раз в сутки к диазатору поднимаетс  нова  емкость с подготовленным раствором З-нитро-4-аминотолуола , т.е. на объект наноситс  возмущение. The proposed controller brings the diaizer to mode for 10–12 min. Six times a day a new tank with a prepared solution of 3-nitro-4-aminotoluene rises to the diazator, i.e. an object is disturbed.

Экономический эффект от внедрени  изобретени  определ етс  по форт мулеThe economic effect of the implementation of the invention is determined by the fort mule

Э G Ц at N, . .E G C at N,. .

где -Э - экономический эффект от внедрени  изобретени , РУб/сут; G - расход З-нитро-4-аминотолуола , кг/ч;where -E is the economic effect from the implementation of the invention, RUB / day; G - consumption of 3-nitro-4-aminotoluene, kg / h;

Ц - цена З-нитро-4-аминотолуола (1,4 руб/кг);C - the price of Z-nitro-4-aminotoluene (1.4 rubles / kg);

At - разность времён выводаAt - time difference of output

диазатора на при руч-г ном регулировании и при ис- пользовании предлагаемого регул тора, ч diazator on manual regulation and when using the proposed controller, h

. N - количество раз нанесени  .; возмущений на объект в сут-ки .. . . . N is the number of times applied; perturbations on the object in the day .. .

Подставив численные значени  Q)Substituting the numerical values of Q)

получимwill get

1 one

,4 б 189 руб. в сутки, 4 b 189 rubles. per day

II

Таким образом, предлагаемый паев-; матический прерывистый регул тор при эксплуатации его в к-онтуре стабилизации концентраций азотистой кислоты в диазосоединении на выходе из аппарата диазотировани  в непрерывном процессе приносит экономии не менее 189 руб. в сутки.Thus, the proposed shares are; A mathematical intermittent regulator during its operation in the stabilization of nitrous acid concentrations in the diazo compound at the outlet of the diazotization apparatus in a continuous process brings savings of at least 189 rubles. per day.

фиг.FIG.

РПRP

p,p,

Claims (1)

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕРЫВИСТЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий пропорционально-интегральный блок и прерыватель, управляющий вход которого связан с выходом генератора прямоугольных импульсов , отлич ающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, прерыватель выполнен на основе реле переключения, первый коммутируемой вход которого связан с каналом параметра, второй коммутируемый вход - с каналом задания и инверсным входом пропорционально-интегрального блока, прямой вход которого соединен с выходом реле переключения, а выход - с выходным каналом регулятора.PNEUMATIC CONTINUOUS CONTROLLER containing a proportional-integral unit and a chopper, the control input of which is connected to the output of the rectangular pulse generator, characterized in that, in order to simplify the design, the chopper is made on the basis of a switching relay, the first switched input of which is connected to the parameter channel, the second switched input - with the reference channel and the inverse input of the proportional-integral block, the direct input of which is connected to the output of the switching relay, and the output - with the output channel of the regulator ilyator.