Регулятор температуры

 

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий соединенные последовательно зацатчик программы, элемент И, двоичный счетчик, дешифратор, Ьыход которого связан с входом блока индикации и через задатчик конца программы с вторым входом элемента И , цифроаиапоговый преобразователь , узел сравнения с подключенным .к его второму входу измерительнш4 преобразователем, усилитель сигнала |ошибки,блок фо мировЛтя закопа регулирования , первый исполнительны орган и основной нагреватель, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора и расширения области его применения, он содержит соединенные входами с выходом усилителя сигнала ошибки компаратор и блок трехпозиционного регулирования, а также подключённые к выходу блока трехпозиционного , регулирования через второй и третий исполнительные органы форсирующие нагреватель и охладитель собтветственно , причем выход компаратора связан с третьим входом элемента И. СО 4

69) (И)

g(5g 405 0 23/19

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ф

4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ . H АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЕРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

j(21) 3376019/18-24 ,(22) 07.. Di . 82, (46) 23. 05. 83. Вюл. Ф 19. ,(72} В.И. Коржов, В.Я. Кожухарь, И.A. Новохатский, И.Я. Кожухарь, N.È. Сусло и С.A. Стахарюк

:(71) Одесский ордена Трудового ,.Красного Знамени политехнический институт (56.) 1. Свенчанский А.A. и др. Asтоматическое регулирование электри- ческих печей. N-Л., "Энергия", 1965, с. 207-210.

2. Справочник по наладке автоматических устройств контроля и регулирования. Под ред. Нестерен ..

Ко A.Н,, Киев,- 1976, с. 625 °

3. Гавриш В.Ао и др. Программное регулирующее устройство. — "Приборы и техника эксперимента", 1976, М б, с. 146-141 (прототип J. (54) (57) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ содержащий соединенные последовательно зацатчик программы, элемент И, двоичный счетчик, дешиФратор, Выход которого связан с входом блока индикации и через задатчик конца . программы с вторым входом элемента И, циФроаналоговый преобразователь, узел сравнения с подключенным. к его второму входу измерительным преобразователем, усилитель сигнала ошибки,блок формировбиня закона регулирования,первый исполнительный орган и основной нагреватель, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулятора н расширения области его применения, он содержит соединенные входами с выходом усилителя сигнала ошибки . Я компаратор и блок трехпознционного регулирования, а также подключенные к выходу блока трехпозиционного . регулирования через второй и третий исполнительные органы форсирующие нагреватель и охладитель собтветственно, причем выход компаратора

° связан с третьим входом элемента И.

1019406

Изобретение относится к автома — тическому регулированию и может бить использовано, например, для программного регулирования электрических печей сапратинления.

Известны регулирующие устройства, позволяющие производить программное линейное пропорциональное или пропорционально-интегральное регулирование температуры объекта.

Известные устройства содержат 10 мостовую схему задания, следящую систему задания программы, пропорционально-интегральный формирующий блок, исполнительный орган, нагреватель. Программа наносится в виде кривой на диаграммную ленту, перемещаемую лентопротяжным механизмом.

Вдаль границы программы скользит фатаголавка, фатосапративление которой включена в диагональ моста, являющегося датчикам рассогласования, на обмотки следящего двигателя изменяю-„ щего з адания регулирующему блоку.

Следящая система поддерживает фотоголовку на линии программы и адновре- менна изменяет задание регулирующему блоку. Регулирующее устройство через исполнительный орган и нагреватель оказывает воздействие на объект, поддерживая значение температуры с определенной точностью относительна заданной $1 J f2).

Недостатком известных устройств является громоздкость, низкая надежность из-за наличия электрамеханических узлов, недостаточная точность .воспроизведения программы и значи|тельная ошибка регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому

fto TBxHHческой сущности является программное регулиру.ошее устройство, 40 состоящее из узла задания программы шагового двигател=. с указателем числа оборотов и конечных выключателейz задатчика температуры Hc мна " гоабаратном патенциометре, узла сравнения,. к второму входу которого подключен измерительный преобразователь, пропорционально-интегральный дифференциальный формиру,ощий блок, усилитель мощности, нагренатель 3, Недостатками известного программного регулирующего устройства являются громоздкость, низкая надежность электрамеханических узлов, низкий диапазон задания температуры и недостата .ная точность истинного значения температуры относительно программной, отсутствие индикации истиннага значения температуры.

Целью изобретения янляется повышение точности программного регули- 60 рования и расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, vTn регулятор температуры, содержащий соединенные последователь- 65

»а задатчик программы, элемент И, двоичный счетчик, дешифратор, выход которого связан с входом блока инди. кации и через задатчик конца программы с вторым входом элемента И, цифроаналоговый преобразонатель, узел сравнения с подключенным к его второму входу измерительным преобразователем, усилитель сигнала ошибки, блок формирования закона регулирования, первый исполнительный орган и основной нагреватель, содержит соединенные входами с выходом усилителя сигнала ошибки компаратор и блок трехпоэиционного регулирования, а также подключенные к ныходу блока трехпозиционного регулирования через второй и третий исполнительные органы форсирующие нагреватель и ахладитель соответственно, причем выход компаратора связан с третьйм входом элемента И.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого регулятора.

Задатчик 1 программы выходом подсоединен к перному входу трехнходоного элемента 2 И, сигнал с которого поступает на двоичный счетчик 3, состояние которого через дешифратор 4 индицируется блоком

"> индикации, выход дешифратора 4 подключен к цифроаналоговому преобра занателю 6 и задатчику 7 конца программы, подсоединенному к нторому входу элемента И 2. Сигнал ошибки с узла 8 сравнения измерительного 9 преобразователя поступает на вход усилителя 10 сигнала ошибки, выходы которого подсоединены к входам блока 11 формирования закона регулирования компаратоl ра 1?, блока 13 позиционного регули-, рования, выход двухпорогового компаратара 12 воздействует на третий вход элемента И 2, а блок 11 через первый 14 исполнительный орган на основной 15 на1 реватель, выходы б....- 13 через второй 16 и третий

17 ис-::алнительные органы соответственно управляют работой форсирующего 18 нагревателя и форсирующего.

: 9 охладигеля.

Устройство работает следующим образам.

Узел задатчика 1 вырабатывает импульсную последовательность изменяемой частоты в зависимости от выбранной скорости программного нагрева 1-30 С/мин, которая при отсутствии команды "Запрет" через первый вход трехвходового элемента

И 2 поступает на двоичный счетчик 3, где производится подсчет поступившего числа импульсов °

Состояние двоичного счетчика 3 дешифрируется дешифратором 4, индицируется блоком 5,индикации. ВыходНые сигналы дешифратора поступают

1019406 на цифроаналоговый преобразователь б, где цифровой десятичный код преобразуется в аналоговый сигнал, соответствующий градуировке термоэлектрического преобразователя, и задатчик 7. С помощью задатчика 7 5 оператор осуществляет выбор конечной точки нагрева. В случае совпаI дения набранного числа с числом записанным в двоичном счетчике 3 задатчик 7 вырабатывает сигнал оста- 10 новки программы, который поступает на второй вход трехпорогового элемента И 2. Сигнал ошибки, представляющий сббой разность напряжения задания с цифроаналогового 15 преобразователя б и измерительного преобразователя 9, поступает на вход усилителя 10 сигнала ошибки, выходное напряжение с которого подается на вход блока 11, который 20 позволяет осуществить пропорциональное, изодромное или изодромное с предварением регулирование объекта.

Выходной сигнал блока 11 через первый исполнительный орган 14 поступает на основной нагреватель 15 объекта.

Для повышения точности прохождения программы нагрева объекта и индикации действительной температуры устройство содержит компаратор 12 и блок 13 с исполнительными органами для дополнйтельного форсирующего нагрева или охлаждения объекта. При этом выходной сигнал усилителя 10 сигнала ошибки поступает на входы блока 13 и компаратора

12. Если ошибка регулирования мала, т.Е. истинная температура объекта изменяется в "оответствии с программой, то двухпороговый компара- 40 тор 12 находится в таком состоянии, что его выходйЬй потенциал не препятствует IIQ третьему входу элемента И 2 поступлению импульсов прохождения программы на вход счетчи- 45 .ка 3. Состояние счетчика индицируется блоком 5 и соответствует, с наперед заданной ошибкой, действительному значению температуры объек та. При увеличении ошибки регулирования, т.е. отклонении программы от желаемой, компаратор 12 переходит so второе устойчивое состояние и запрещает прохождению про— граммы до сравнения истинного и желаемого значений температуры. Для более точного воспроизведения программы (т.е. снижения ошибки регулирования )испольэуется дополнительный форсирующий нагрев или охлаждение объекта. При увеличении ошибки в ту или другую сторону блок 13 переходит в первое или третье устойчивое состояние, включая через соответствующие исполнительные органы дополнительный нагрев или охлаждение. При величине ошибки регулирования, стремящейся к нулю, блок 13 находится во втором устойчивом состоянии. При этом осуществляется программный нагрев объекта основным исполнительным органом 14. При этом достижении желаемой точки нагрева происходит совпадение кодов двоичного счетчика 3 с набранным в задатчике 7 и его выходной уровень производит остановку устройства по второму входу элемента И 2. Регулятор сохраня-. ет температуру объекта на выбранной точке. Таким образом, введеиие. в программный регулятор компаратора

12, блока 13, второго исполнительного органа 18 с форсирующим нагре" вателем 1В и третьего исполнительного органа 17 с форсирующим охладителем 19 позволяет установить связь между скоростью прохождения про-. граммы нагрева по заданию и истинной температурой объекта, т.е. производить контроль и индикацию прохождения программы нагрева объекта и совместить в одном узле индикацию заданной и действительной температуры с точностью 10,5ОС, так как импульс разрешения по скорости прохождения программы, вырабатываемой компаратором 12, появляется на входе элемента И 2 только в случае равеиства с выбранной точностью истинной и заданной температуры. егулятор может быть выполнен на современной элементной базе, что позволит снизить габариты и повысить надежность устройства в.процессе длительной эксплуатации в диапазоне задания желаемых температур G+-:1999 С.

1019406

Составитель А. Зарубин

РЕдактор С. Патруююва Техред И.Гайду Корректор Г. Решетник а

Заказ 3702/41 Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

ЮФО Ф»

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4