СИСТЕМА КОРРЕКЦИИ ПРОПУСКНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА С ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ

Полезная модель относится к области автоматического регулирования, и может применяться для управления технологическими процессами.
Известно «Регулирующее устройство» (Патент на изобретение РФ №2330996, F15B 13/00, 2008 г.), регулирующее устройство соединенное с напорной и выходной магистралями, содержит регулятор потока с изменяемой пропускной характеристикой, привод регулятора определенной мощности, соответствующий максимальным характеристикам регулятора потока, и систему регулирования для изменения пропускной характеристики регулятора потока и поддержания выходного параметра в заданных уставкой.
Недостатком указанного устройства является недостаточная точность и низкое качество регулирования.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является «Система автоматического регулирования уровня воды в барабане барабанного котла» (Патент RU 36874 F22B 35/00 2004 г.), выбранная в качестве прототипа, содержащая барабан барабанного котла с трубопроводом питательной воды, датчик уровня, установленный в барабане, исполнительный блок, изменяющий количество поступающей в барабан питательной воды, задатчик уровня и последовательно соединенный с ним фильтр, выполненный в виде апериодического блока, регулятор уровня, выполненный в виде пропорционально-интегрирующего блока, корректирующий блок.
Недостатком вышеуказанной системы является недостаточная точность и низкое качество регулирования, в следствие отсутствия возможности формирования пропускной характеристики регулирующего органа, с учетом особенностей конкретной системы регулирования.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение точности и качества регулирования в технологических процессах с электрическими исполнительными механизмами постоянной скорости за счет обеспечения возможности формирования пропускной характеристики регулирующего органа, с учетом особенностей конкретной системы регулирования.
Технический результат предлагаемой полезной модели достигается тем, что система коррекции пропускной характеристики регулирующего органа с исполнительным механизмом постоянной скорости, содержащая блок аналого-дискретного преобразования, регулирующий орган и блок коррекции, дополнительно содержит исполнительный механизм постоянной скорости, два блока суммирования и второй блок коррекции, причем два блока суммирования, блок аналого-дискретного преобразования, исполнительный механизм постоянной скорости и регулирующий орган соединены последовательно, а исполнительный механизм постоянной скорости и блок аналого-дискретного преобразования охвачены обратной связью, содержащей два последовательно соединенных блока коррекции.
Повышение качества регулирования, а именно повышение точности и скорости регулирования расхода рабочей среды достигается введением обратной связи, содержащей два блока коррекции, первый из которых линеаризует текущую расходную характеристику, а второй - формирует из нее заданную расходную характеристику регулирующего органа.
p
o
oc
На чертеже представлена система коррекции пропускной характеристики регулирующего органа с исполнительным механизмом постоянной скорости. Система включает первый блок суммирования 1; второй блок суммирования 2; блок аналого-дискретного преобразования 3; исполнительный механизм постоянной скорости 4; регулирующий орган 5; первый блок коррекции 6; второй блок коррекции 7. Н чертеже так же приведены обозначения, µ - сигнал аналогового ПИД-регулятора, µ - сигнал смещения, µ - управляющее воздействие. Δµ - выходной сигнал сумматора, µ - сигнал отрицательной обратной связи по положению плунжера PO (регулирующего органа), S1 - выходной сигнал первого блока коррекции, S2 - выходной сигнал второго блока коррекции, D1 и D2 - дискретные сигналы, h - относительный ход плунжера регулирующего органа, g - относительная пропускная способность регулирующего органа.
Первый блок суммирования 1 соединен со вторым блоком суммирования 2. Второй блок суммирования 2 соединен с блоком аналого-дискретного преобразования 3. Блок аналого-дискретного преобразования 3 соединен с исполнительным механизмом постоянной скорости 4. Исполнительный механизм постоянной скорости 4 соединен с регулирующим органом 5. Так же исполнительный механизм постоянной скорости 5 соединен с первым блоком коррекции 6. Первый блок коррекции 6 соединен со вторым блоком коррекции 7. Второй блок коррекции соединен со вторым блоком суммирования 2
o
p
Система коррекции пропускной характеристики регулирующего органа с исполнительным механизмом постоянной скорости работает следующим образом. В первом блоке суммирования 1 сигналом смещения устанавливается начальное положение регулирующего органа 5 путем сложения сигнала смещения (µ) и сигнала с аналогового ПИД-регулятора (µ) предшествующего данной системе. Выходной сигнал первого блока суммирования - сигнал рассогласования (µ) равен:
р
o
µ=(µ+µ
Выходной сигнал первого блока суммирования поступает на вход второго блока суммирования 2.
oc
Во втором блоке суммирования 2 управляющее воздействие (µ) суммируется с сигналом отрицательной обратной связи (µ) по положению плунжера РО:
oc
Δµ=µ-µ
Выходной сигнал второго блока суммирования (Δµ) поступает на вход блока аналого-дискретного преобразования 3.
Блок аналого-дискретного преобразования 3 формирует выходной дискретный сигнал D1=1, при положительном Δµ, или сигнал D2=1 при отрицательном Δµ. При Δµ=0 оба дискретных сигнала D1 и D2 равны нулю. Выходной дискретный сигнал блока аналого-дискретного преобразования 3 поступает на вход исполнительного механизма постоянной скорости 4.
Исполнительный механизм постоянной скорости 4 при входном сигнале D1=1 начинает вращаться со скоростью Vм=100/Тм [об/сек], где Тм - время полного хода исполнительного механизма [сек]. При входном сигнале D2=1 происходит реверс исполнительного механизма постоянной скорости 4 - он начинает вращаться в противоположном направлении. Таким образом, исполнительный механизм постоянной скорости 4, соединенный с регулирующим органом 5, перемещает плунжер регулирующего органа 5, открывая или закрывая его.
h - относительный ход плунжера регулирующего органа 5:
.
Для регулирующего органа относительная пропускная способность (реальная):
po
g=F(h),
po
здн
где F (h) - функция реальной относительной пропускной характеристики, которая в общем случае отличается от заданной относительной пропускной характеристики регулирующего органа F(h).
1K
po
Выходной сигнал исполнительного механизма подается на блок первого корректора (6). При условии равенства функции первого корректора (F(h)) функции реальной относительной пропускной характеристики (F(h))
1K
po
F(h)=F(h)
происходит линеаризация реальной относительной пропускной характеристики регулирующего органа. Выходной сигнал блока первого корректора (S1=g) поступает на блок второго корректора (7).
2K
здн
Функция второго блока коррекции (F(h)) является обратной заданной функции относительной пропускной характеристики регулирующего органа (F(µ)),
,
То есть блок второго корректора формирует заданную относительную пропускную характеристику регулирующего органа.
Таким образом, система коррекции пропускной характеристики регулирующего органа с исполнительным механизмом постоянной скорости обеспечивает повышение точности и качества регулирования в технологических процессах с электрическими исполнительными механизмами постоянной скорости.