SU643828A1 - Analogue control arrangement - Google Patents

Description

Предпагаемое устройство относитс  / к средствам автоматизации управпениа технопогическими процессами в различных отрасл х Промышпенности и мощ&г быть применено, например, при регупировании параметров теппоэнергета- ческ х установок, в частности,- давпени , температуры..The predicted device refers to the automation means controlling technological processes in various fields of industry and power & g to be used, for example, in reguing parameters of thermal power plants, in particular, pressure, temperature.

Известны аналоговые регулирующие устройства, содержащие усилитель с подкшочениыми к нему эпементами динамической обратной св зи и блоком настройки Д - составл ющей закона авто матического регулиров .Analog adjusting devices are known that contain an amplifier with dynamic feedback feedback elements connected to it and a tuning unit E, which is a component of the law of automatic adjustment.

Недостатком таких устройств  вл етс  невозможность независимой настройки П -составл ющей закона автоматическогр регулировани .The disadvantage of such devices is the impossibility of independently adjusting the P-component of the law of automatic regulation.

Известно также регулирующее устройство , содержащее помимо усипитеп  формировател  закона автоматического регупировайи  самосто тельную цепь, св зи с нагрузкой в режиме днстан ционного управлени  за счет присоединеки  к выходу усилитеп  след щей систе мы, не св занной с его входом 2j.It is also known that a regulating device, which in addition to the driver of the automatic law reversal generator and the independent circuit, connects to the load in the floor control mode by connecting to the output of the servo amplifier not connected to its input 2j.

Это устройство не обеспечивает высокой надежности при переключении с автоматического режима работы в дистанционный , так как структурно оно состоит из большого числа элементов и св зей.This device does not provide high reliability when switching from automatic to remote mode, since it is structurally composed of a large number of elements and connections.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  анапоговое регулирующее устройство, со держащее последовательно соединенные интегрирук иий блок, переключатель ре5 жвма работы и усилитель, выход которого через последовательно соединенные первый согласуюший блок в дифферен-пирукшжй блок соединен с первым вхо;дом антегрируюшего блока: и блок дистангшониого управпенн , который через формирователь сигнала соединён со . вторым входом перекшочатеп  режима работы з|.The closest in technical essence to the present invention is an anapic control device containing a series-connected integrated unit, a switch for operation and an amplifier, the output of which is connected in series with the first matched unit to the first pyrukshzhy unit connected to the first input; and a block of distanting control, which is connected via the signal conditioner. the second input is the junction of the operation mode s |.

Передаточна  функци  такого устройства имеет видThe transfer function of such a device is

(Р) «п(1+«ЛР тГ- Так как настройка -fj -составл5ио щей закона автоматического регулировани  осуществп етс  параметром Т j , впи юшим на настройку Д -составл ю- щей, это отрицательно сказываетс  на надежности и точности работы устройства . Из-за имеющейс  непосредственной св зи между блоками интегрировани  и дифференцировани  и блоком формировани  сигнала дистанционного управлени  устройство не может обеспечить сохранение взаимонезависи(Узости настроек параметров автоматического и дистанционного управлени . Это также снижает надежность и точность работы устройствво(P) "n (1+" LR tG- Since the setting -fj -component of the law of automatic control is carried out by the parameter Tj, implied by the setting of D -configured), this negatively affects the reliability and accuracy of the device. Due to the direct connection between the integration and differentiation units and the remote control signal generation unit, the device cannot ensure mutual independence (Narrowness of parameter settings for automatic and remote control. This also reduces reliability l and the accuracy of the device

llenisjo насто щего изобретени   вл етс  повышение надежности и точности устройства .The llenisjo of the present invention is to increase the reliability and accuracy of the device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве установлены блок настройки и второй согласующий блок, приЧем второй выход первого согласующего блока через блок настройки соединен со Входом интегрирующего блока, а выход усилител  через второй согласующий блок соединен со вторым входом фор-,; мировател  сигнааа.The goal is achieved by installing a tuning unit and a second matching unit in the device, with the second output of the first matching unit being connected to the Input of the integrating unit through the tuning unit, and the amplifier output via the second matching unit to the second input form; worldviewer.

Введение второго согласующего блока позвол ет независимо настраивать цепи автоматического и дистанционного управпени , что уже само по себе повышает надежность и точность работы устройства . Кроме того указанный блок обеспечивает .необходимые услови  дл  работы блока настройки. Наличие блока настройки , включенного по предложенной схеме , позвол ет при П- и ПД- настройках сохран ть в работе элемент формировани  И- составл ющей, что способствует безударному переключению режимов работы устройства, и, следовательно, повыщению его точности. Кроме того, настройка И- и Д- составл ющих закона автоматического регулировани  мо . жет осуществл тьс  в&аимонезависимо что также повыщает надежность и точность работы регулирующего устройстваThe introduction of a second matching unit allows independent adjustment of the automatic and remote control circuits, which in itself increases the reliability and accuracy of the device. In addition, the specified unit provides the necessary conditions for the operation of the tuner. The presence of the tuner included in the proposed scheme allows, with the P and PD settings, to keep the element of the formation of the I component in operation, which contributes to the unstressed switching of the device operation modes, and, consequently, to an increase in its accuracy. In addition, the adjustment of the I- and D-components of the law of automatic regulation of the MO. can be carried out in & independent, which also increases the reliability and accuracy of the regulating device

На фиг. 1 изображена структурна  схема; на фиг. 2 - пример конкретного выполнени  электрической схемы аналогового регулирующего устройства.FIG. 1 shows a structural diagram; in fig. 2 is an example of a specific embodiment of the electrical circuit of an analog regulating device.

Аналоговое регулирующее устройство (см, фш% 1.) включает в себ The analog control device (see, flash% 1.) includes

поспедовательно соединенные между собой интегрирующий блок 1, переключатель режима рабо1Ъ1 2, усипитепь 3, на выход которого включены два согласующих блока 4 и 5с Согласующий блок 4 одним из своих выходов через дифференцирующий блок 6 соединен с одним из входов блока 1, а другим - через, блок настройки 7 соединен с другим входом блойа 1. Согласующий блок 5 своим выsuccessively interconnected integrating unit 1, operation mode switch1 2, amplification 3, the output of which includes two matching units 4 and 5c. The matching unit 4 is connected to one of the inputs of unit 1 through the differentiating unit 6, and to the other, tuning unit 7 is connected to another input of block 1. Matching unit 5 with your

.ходом соединен с одним из входов формировател  сигнала, 8, ко второму входу которого подключен выход блока дистанционного управлени  9. Выход формировател  сигналав соединен со вторым вход ом перекшочател  2.The input is connected to one of the inputs of the signal conditioner, 8, to the second input of which the output of the remote control unit 9 is connected. The output of the signal conditioner is connected to the second input of the switch 2.

В автоматич.еском режиме работы устройства (см. фиг. 2) усилитель 3In the automatic mode of the device (see Fig. 2) amplifier 3

. посто нного тока с управл емым высокочастотным генератором через трансформатор Тр1, движок нагрузочного делител  R7 согласующего блока 4, конденсатор С2 интегрирующего блока 1 и нормально замкнутые контакты Р1/1 реле Р1 переключател  2 охвачен отрицательной обратной св зью. При этом потенциальный уровень сигнала обратной св зи на нагрузке вторичной обмотки Па трансформатора Тр1 определ етс  соединением ее с движком потенцио - метрического делител  одинарной мостовой схемы в блоке настройки 7, включенного относительно общей шины. Движок потенциометра через емкость С1 в дифференцирующем блоке 6 соединен с контуром отрицательной обратной св зи в точке между конденсатором С2 блока 1 и делителем блока 6 Одновременно к контуру отрицательной обратной св зи через делитель R4-I блока 1 подключен движок потенциометра Rl-П мостовой схемы в блоке 7«. direct current with a controlled high-frequency generator through the transformer Tr1, the load divider engine R7 of the matching unit 4, the capacitor C2 of the integrating unit 1 and the normally closed contacts P1 / 1 of the relay P1 of the switch 2 are covered by negative feedback. At the same time, the potential level of the feedback signal on the secondary winding Pa of the transformer Tr1 is determined by connecting it to the potential bridge of a single bridge circuit in tuner 7 connected with respect to the common bus. The potentiometer slider through capacitor C1 in differentiating unit 6 is connected to the negative feedback loop at the point between the capacitor C2 of block 1 and the divider of block 6. At the same time, the slider of the Rl-P bridge circuit is connected to the negative feedback loop through divider R4-I of block 1 block 7 "

Движки потенциометрических делителей R1-1 и Rl-n жестко св заны;между собой, а неподвижные лепестки попарно объединены перекрестным соединением .The potentiometer dividers R1-1 and Rl-n are rigidly connected, and the fixed petals are interconnected in pairs by cross-coupling.

В режиме дистанционного управлени  вход усилител  3 через нормально разомкнутые контакты Р1/2 соединен с 1 О цепыо формировател  сигнала 8 При этом усилитель 3 через трансформатор Тр1 по ваюричной обмотке согласующего блока 5, соединенной с одного конца с общей щиной, а с другого с емкостью СЗ в формирователе 8, охвачен отрицательной обратной св зью. . Формирователь 8 через резистор R5 соединен с кнопками Кн1 и Кн2 блока дистанционного управлени  9, в состав которо го вход т два источника разнопоп рного посто нного напр жени . Устройство работает следующим образом . В автоматическом режиме входной сигнал V раздел етс  на три состав л ющих, которые одновременно по трем каналам поступают на входы контура от рицательной обратной св зи, образован.ной интегриру юшим блоком 1, переключателем режима работы 2, усилителем 3, согласующим блоком 4 и дифференцирующим блоком 6, В результате прохождени  сигнала по первому канапу на выходе устройст ва формируетс  сигнал У(1-К )% При прохождении сигнала X по втopo y каналу на выходе формируетс  сигнал ( прохождении сигнала Х потретьему каналу на выходе формируетс  сигнал У Кр Кд« Тр- X . Суммиру сь на выходе устройства, все три составл ющие У, У и 5 образуют общий выходной сигнал .li..X. Полученна  характеристика преобразовани  входного сигнала содержит все три составл ющие ПИД-закона автомати ческого регулировани , которые могут вводитьс  со своим коэффициентом передачи независимо друг от друга, В частности , применение в качестве блока настройки потенциометрического моста, собранного по схеме, показанной на фиг. 2, позвол ет выполнить независимую настройку И-составл ющей закона автоматического регулировани . При этом мост работает так, что один из спаренных потенциометров (Rl-П) формирует И- и П-составл ющие закона регулировани , а другой (R1-1)-автомати чески компенсирует измен ющуюс  при этом П-составл ющую, в результате чего достигаетс  требуема  настройка И-составл ющей. Исключение любой составл ющей закона регулировани  не св зано с изменением структуры устройства . Эти особенности позвол ют уст ройству работать в автоматическом режиме с высокой надежностью и точност В дистанционном режиме работы выходной сигнал устройства формируетс  замкнутым контуром, образованным переключателем режима работы 2, усилителем 3, согласующим блоком 5 и фо мирователем сигнала 8 при воздействии блока 9, Благодар  использованию отдельного согласующего блока 5 настройка формировател  сигнала 8 не вли ет на настройку блоков, обеспечивоющих Заботу устройства в автоматическом режиме, наоборот, наличие в структуре устройства согласующего блока 4 позво гшет настраивать автоматический режим независимо от настройки дистанциошюго . Посто нство структуры устройства в обоих режимах его работы способствует сохранению значени  выходного сигнала в момент переключени  с автоматического режима работы в дистанционный и обратно. Использование новых элементов и св зей позвол ет: улучшить эксплуатационные характеристики за счет упрощени  процесса настройки величин параметров закона автоматического регулировани ; повысить точность за счет сохранени  настройки автоматического режима работы при изменении настройки дистанционного и наоборот, а также за счет улучшени  динамики изменени  выходного сигнала при переключении режима работы повысить надежность за счет обеспечени  посто нства структуры цепи автоматического режима работы при изменении требуемого закона автоматического регулировани . По оценкам, сделанным в ходе разработки , точность и надежность устройства повыщазотс  в два раза по сравнению с известными. Испытани , проведеннь1е на опытном образце, выполненном по принципиальной схеме (см. фиг. 2), подтвердили целесообразность усоверщенствовани  известного ращени . Формула игзобретени  Аналоговое регулирующее устройство, содержащее последовательно соединен- ньгё интегрирующий блок, перекгаочатель режима работы и усилитель, выход которого через последовательно соединенные первый согласующий блок и дифференцирующий блок соединен с первым входом интегрирующего блока, и блок дистанционного управлени , который че- рез формирователь сигнала соединен со вторым входом переключател  режимаIn the remote control mode, the input of the amplifier 3 is connected via normally open contacts P1 / 2 to the 1 O circuit of the signal conditioner 8. At the same time, the amplifier 3 via the transformer Tr1 on the parallel winding of the matching unit 5 connected to the common capacitance from one end in the driver 8, is covered by negative feedback. . Shaper 8 through a resistor R5 is connected to buttons Kn1 and Kn2 of a remote control unit 9, which includes two sources of different constant-voltage voltages. The device works as follows. In the automatic mode, the input signal V is divided into three components, which simultaneously arrive in three channels at the inputs of the negative feedback circuit formed by the integrating unit 1, the operation mode switch 2, the amplifier 3, the matching unit 4 and the differentiating unit 6. As a result of the signal passing through the first canal, a signal Y is generated at the device output (1-K)%. When the X signal passes through the second y channel, a signal is generated (signal X passes the signal to the third channel) l At Cr Cd "Tp-X. Summing up at the output of the device, all three components Y, Y and 5 form a common output signal .li..X. The obtained conversion characteristic of the input signal contains all three components of the PID automatic control law which can be entered with their transmission coefficient independently of each other. In particular, using a potentiometer bridge assembled according to the scheme shown in FIG. 2 allows an independent adjustment of the AND component of the automatic control law. In this case, the bridge works in such a way that one of the paired potentiometers (Rl-P) forms the I- and P-components of the law of regulation, and the other (R1-1) automatically compensates for the variable P-component, as a result of which The required AND component setting is achieved. The exclusion of any component of the law of regulation is not associated with changes in the structure of the device. These features allow the device to operate in automatic mode with high reliability and accuracy. In remote operation mode, the output signal of the device is formed by a closed loop formed by the operation mode switch 2, amplifier 3, matching unit 5 and signal generator 8 when exposed to block 9, thanks to a separate matching unit 5 setting the signal conditioner 8 does not affect the setting of the blocks that ensure the care of the device in automatic mode; on the contrary, the presence in the structure of the device The matching unit 4 allows you to configure the automatic mode regardless of the remote setting. The structure of the device in both modes of operation contributes to the preservation of the value of the output signal at the time of switching from automatic to remote mode and back. The use of new elements and connections allows: to improve the performance characteristics by simplifying the process of setting the values of the parameters of the law of automatic regulation; improve accuracy by maintaining the setting of the automatic mode when changing the remote setting and vice versa, and also by improving the dynamics of the output signal when switching the operating mode to increase reliability by ensuring the structure of the chain of the automatic mode of operation is constant when the required automatic control law is changed. According to estimates made during the development, the accuracy and reliability of the device is two times higher than the known ones. Tests carried out on a prototype, made according to the concept (see Fig. 2), confirmed the feasibility of improving the known development. Invention formula Analog control device containing an integrating unit connected in series, an operating mode switch and an amplifier, the output of which is connected through the first matching unit and the differentiating unit connected to the first input of the integrating unit, and the remote control unit connected to the signal conditioner with the second input of the mode switch