Устройство для регулирования уровня раздела фаз нефть - вода в дегидраторах
Изобретение относится к регуляторам различных технологических параметров и может быть использовано в нефтяной и нефте-химической промышленности для повышения качества регулирования уровня фаз в герметизированных проточных емкостях. Устройство для регулирования уровня раздела фаз нефть - вода в дегидраторах содержит датчик 1 уровня раздела фаз, регулятор 2 и исполнительный орган 3. Регулятор 2 выполнен на интеграторах 4,5, блоке 6 выполнения моментов переключения датчика 1, ключевом элементе 7 и сумматоре 8. Выход датчика 1 уровня раздела фаз подключен к входам интеграторов 4,5 и к входу блока 6 выполнения моментов переключения датчика 1 уровня раздела фаз, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 7, выходы интеграторов 4, 5 подключены к входам сумматора 8, выход которого соединен с входом исполнительного органа 3, выход интегратора 5 через ключевой элемент 7 подключен к шине нулевого потенциала. 1 ил.
Изобретение относится к регуляторам различных технологических параметров и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности для повышения качества регулирования уровня фаз в герметизированных проточных емкостях.
Известны регуляторы, использующие двухпозиционные датчики контроля зоны регулирования, регулирующий орган и регулятор, обеспечивающий по сигналу с датчика определение направления перемещения и перемещение штока регулирующего органа (изменение степени его открытия) в этом направлении до тех пор, пока по сигналу с датчика оно не изменится на противоположное. Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный регулятор, работающий в комплекте с дискретным датчиком и содержащий два генератора, вырабатывающих импульсы различной длительности, дифференцирующий элемент, блок логики и исполнительное устройство. При работе устройства вырабатывается регулирующее воздействие малой интенсивности (на выход работает генератор импульсов малой длительности), если уровень находится в пределах зоны регулирования, если же параметр выходит за пределы зоны регулирования, то к выходу подключается второй генератор (с большой длительностью импульса) и нарастающее во времени регулирующее воздействие будет сохраняться до тех пор, пока параметр вновь не пересечет границу зоны регулирования. Указанный регулятор не может обеспечить высокое качество регулирования из-за большого допуска на регулирование (регулирование ведется по заданной зоне, а не по заданному уровню). Улучшение качества регулирования путем снижения допуска на регулирование при использовании известного регулятора оказывается невозможным, так как это приведет к возникновению автоколебаний с большой амплитудой. Цель изобретения повышение качества регулирования за счет полного исключения допуска на регулирование, что оказывается возможным при применении для регулирования устройства, обеспечивающего в каждом цикле регулирования определение значения регулирующего воздействия, соответствующего равновесному состоянию системы и быстрое приведение системы в это состояние. Это достигается тем, что в устройстве для регулирования уровня раздела водонефтяных фаз в дегидраторах, содержащее датчик, регулятор, выполненный на интеграторе, и регулирующий орган, датчик выполнен с нулевой зоной нечувствительности, а в регулятор введены блок выделения моментов переключения датчика, сумматор, ключевой элемент и дополнительный интегратор, при этом выход датчика соединен с входами интеграторов и блока выделения моментов переключения датчика, выход последнего соединен с управляющим входом ключевого элемента, а выходы интеграторов подключены к входам сумматора, выход которого соединен с регулирующим органом, при этом выход дополнительного интегратора через ключевой элемент соединен с шиной нулевого потенциала. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит датчик 1, регулятор 2 и испытательный орган 3. Регулятор 2 выполнен на интеграторах 4 и 5, блоке 6 выделения моментов переключения датчика, ключевом элементе 7 и сумматоре 8. Выход датчика 1 подключен к входам интеграторов 4 и 5 и к входу блока 6 выделения моментов переключения датчика, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 7, выходы интеграторов 4 и 5 подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом регулирующего органа, выход интегратора 5 через ключевой элемент 7 подключен к шине нулевого потенциала. Реализуемые устройством функции имеют следующую связь с физическими явлениями, происходящими в технологическом аппарате. Равновесие в системе, при котором уровень границы раздела фаз остается неизменным и равным заданному значению, возможно, когда количество тяжелой фазы (воды) Q1, поступающей в аппарат за интервал времени (0, t), равно Q2 количеству этой фазы, сброшенной через регулирующий орган за этот же интервал времени. Если расход воды через регулирующий орган определяется функцией f(h), где h степень открытия регулирующего органа (его пропускная способность), то указанное условие можно записать в виде Q1=Q2=![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806387.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/981.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806388.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806389.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806390.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/981.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806391.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806392.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806393.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806394.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806395.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806396.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806397.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806398.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806399.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806400.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
I5= (1-
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/280/2806401.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
На выходе сумматора 8 отрабатывается временная зависимость
Y I4 + I5 Io + x(t)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
В соответствии с выражением (3) будет изменяться во времени и пропускная способность регулирующего органа, управляемого сигналом Y. Вследствие этого уровень в аппарате начнет удаляться от заданного значения, а затем вновь приближаться к нему. В момент t t1 после очередного переключения датчика сработает и ключевой элемент 7, интегратор 5 обнулится и на выходе регулятора устанавливается новое значение сигнала Y1 Io + 0,5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1