Устройство для регулирования температуры

 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования температуры технологических процессов.- Устройство обеспечивает повьшение точности регулирования .за счет учета ;статистических характеристик старения датчика температуры включенного на одном из входов цифрового регулятора , путем сравнения их с характеристиками эталонного датчика температуры . Статистические характеристики старения датчика хранятся в блоке памяти, включенном на другом входе цифрового регулятора, поправка с эталонного датчика вносится через функциональный преобразователь и блок .памяти по его адресному входу, к управляющему входу которого подключен счетчик циклов, управляемый таймеромji задающим период работы регуля ора. 2 ил. . . I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И), А1 (59 4 (* 05 Э 23 19

Ф

3В

\ Ф (21) 3688507/24-24 (22) 04.01.84 . (46) 30.04.86. Бюл. -У 16

;(72) В.Я. Зубченок, В.И. Локтионов, И.В. Резников, Е.Д. Твердохлебов и А.В. Шолух (53) 621.555.6 (088.8) (56) Васильев Я.В. и др. Применение фотогальванических усилителей для изодромного регулирования температуры. — Приборы и системы управления, 1976, 9 6, с. 19.

Авторское свидетельство СССР

У 805274, кл. G 05 D 23/24, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЗЩ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к технике автоматического регулирования темпею ратуры технологических процессов.Устройство. обеспечивает повышениеточности регулирования .за счет учета .статистических характеристик старения датчика температуры включенного на одном из входов цифрового регулятора, путем сравнения их с характеристиками эталонного датчика температуры. Статистические характеристики старения датчика хранятся в блоке памяти, включенном на другом входе цифрового регулятора, поправка с эталонного датчика вносится через функциональный преобразователь и блок .памяти по его адресному входу, к управляющему входу которого подключен 3 счетчик циклов, управляемый таймером, щ задающим период работы регулятора. Ц Д

2 ил.

12 аТ; = f(n);

6T = f(n), 40

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для автоматического регулирования температуры технологических процессов.

Цель изобретения — повышение точности регулирования в процессе эксплуатации устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— набор характеристик старения применяемого датчика температуры, полученный в результате испытаний серии датчиков. температуры данного типа.

Устройство содержит последовательно соединенные. цифровой задатчик 1 температуры, компаратор 2, исполнительный элемент 3, последовательно соединенные датчик 4 температуры, аналого-цифровой преобразователь 5, сумматор 6, последовательно соединенные таймер 7, счетчик 8, блок 9 па-. мяти, выход которого подключен к второму входу сумматора 6, а второй . вход соединен с выходом функционального преобразователя 10, и эталонный датчик 11 температуры. Функциональный преобразователь 10 содержит реверсивный счетчик 12, сумматор 13, первым входом подключенный к выходу блока 9 памяти, а вторым — к выходу аналогоцифрового преобразователя 5, и компаратор 14, соединенный по первому входу с выходом сумматора 13, а по второму входу — с выходом эталонного датчика 11 температуры, причем первый и второй выходы компаратора 14 соединены с первыми двумя входамй реверсивного счетчика 12,а третий выход— с третьим входом реверсивного счетчика 12 через тактовый генератор 15, а выход реверсивного счетчика 12 соединен с вторым входом блока 9 памяти.

Связь функционального преобразователя 10 с эталонным датчиком 11 температуры может быть непосредственной или опосредованной (с помощью оператора) в зависимости от типа эталонного датчика. Сравнение эталонного и текущего значений температуры всегда осуществляется функциональным преобразователем 10 по сигналу оператора.

Устройство работает следующим образом.

Текущее значение температуры объекта измеряется датчиком 4 температуры, преобразуется в цифровой код преобразователем 5 и подается на пер28091 2 вый вход сумматора 6. На второй вход сумматора 6 подается поправка,учитывающая старение (износ) датчика в процессе эксплуатации. С выхода сумматора 6 цифровой код вместе с поправкой подается на компаратор 2, а на второй вход. компаратора подается значение заданной температуры объекта от задатчика 1. Компаратор срав10 кивает эти значения и вырабатывает управляющее воздействие Е на вход элемента 3, который в зависимости от величины и знака Е увеличивает или уменьшает температуру объекта.

15 Поправка, необходимая для коррекции старения (износа) датчика, зави" сит от температуры, при которой работает датчик и времени его работы от начала установки.

20 Для стационарного технологического процесса, имеющего. строгую последовательность и состоящую из ряда технологических операций, циклов,определяемых по длительности таймером

25 7 и количеству — счетчиком 5. Эквивалентная средняя температура, при которой работает датчик и время его работы за один технологический цикл — величины постоянные и могут

30 быть определены с любой точностью.

Следовательно может быть получена статическая характеристика величины отклонений градуировочной характеристики ьТ, от начальной и семейство возможных характеристик и Т для данного тина датчика, как. где n — - количество технологических циклов.

Исходя из этого, погрешность поправки в предлагаемом устройстве on45 ределяется на начальном участке отклонением реальной характеристики старения установленного датчика от статической, а. после определения реальной характеристики- установленного датчика — отклонением. ее от выбранной из семейства возможных. .В блоке 9 памяти хранятся все характеристики (показанные на фиг.2), и где — — статическая характеристи2 ка для данного типа датчика, задаи ваемая кодом — из функционального

228091

Т ист — (ЬТ; — Т,-„) з 1 преобразователя 10 при установке датчика;

0 — градуировочная характеристика датчика

1 2 °, ° — . 1 — + 1 п семейст во характеристик старения (износа) датчика; аЬ, ad — вероятная поправка температуры, ас — поправка температуры по ста.тической характеристике — моменты времени периодического контроля устройства эталонным датчиком температуры,причем каждая под своим номером (кодом).

Сигналы с таймера 7, определяющего длительность технологического цикла, поступают на счетчик 5. По коду счетчика из блока 9 памяти на начальном участке работы ot выбирается поправка температуры с учетом п статическои характеристики — приме2 няемого типа датчика и подается на сумматор 6. Через время t, определяемое априорно, из семейства реальных характеристик применяемого датчика, в течение которого разность поправки температуры AÒ; взятой по статической характеристике, и вероятной поправки температуры реальной характеристики старения АТ;, имеющей максимальное отклонение от статической, может достигнуть величины погрешности, допустимой по техпроцессу, оператором производится определение реальной характеристики старения датчика с помощью эталонного датчика температуры.

На первый вход компаратора 14 функционального преобразователя 10 поступают значения температуры Т ист от эталонного датчика 11 температуры, а на второй вход поступают значения суммы AT, + T„., с сумматора

13, осуществляющего суммирование значений поправки AT„ памяти и текущего значения температуры

Т „ от датчика 4 температуры через преобразователь 5. Компаратор 14 определяет величину разности A как

t и в зависимости от знака а происходит увеличение или уменьшение предварительно записанного содержимого реверсивного счетчика 12, равного и — с помощью тактового. генератора

15, импульсы с которого поступают на счетный вход реверсивного счет5

По новому коду реверсивного счетчика 12, поступающего на адресные входы блока 9 памяти, в последнем будет выбрана из семейства другая характеристика. Величина поправки дТ.

I взятая по этой характеристике и поступающая с выхода блока памяти,обеспечивает более меньшее значение абсолютной величины ь. Процесс поиска характеристик заключается при и = 0 или перемене знака д., Таким образом, в течение времени определяющего реальные-характеристики старения установленного датчика, будет осуществляться сканирование семейства возможных характеристик старения и выбор наиболее близкой к реальной, по которой будет выбираться величина поправки ЛТ," до момента

25 времени

Как показано на фиг.2, на участке ot из блока 9 памяти выбирается поправка дТ, по среднестатистип, ческои характеристике —. По этой ха2 рактеристике производится корректировка истинного значения температуры до момента времени t, при котором величина вероятной поправки аЬ, ad = ьТ, должна удовлетворять требованиям к точности устройства. Среднестатистическая характеристика — вы2 бирается из блока 9 памяти по коду

4О реверсивного счетчика 12.

В момент времени Ц вЂ” контроля устройства эталонным-датчиком. температуры, в результате определения величины й, код реверсивного счетчика .

45 стал равным, например — + 1 п

2 и

По характеристике — + 1 будет

2 производиться корректировка истин50 ного значения температуры до момента времени t и т.д.

Таким образом, периодический контроль устройства эталонным датчиком температуры для уточнения реаль55 ной характеристики старения установленного датчика и выбор наиболее близкой из семейства возможных,позволяет практически исключить погреш1228091 ность устройства, вызываемого старением датчика.

При временном отключении устройства значение со счетчика 5 и реверсивного счетчика 11 сохраняется,что йриводит при следующих включениях к восстановлению величин поправки

ЬТ; выбранной характеристики старения. формула из обретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные датчик температуры и аналого-цифровой преобразователь, цифровые задатчик температуры и компаратор, таймер, сумматор, блок памяти, функциональный преобразователь, исполнительный элемент, причем выходы блока памяти и аналого-циф- рового преобразователя подключены к входам сумматора, выход которого соединен с одним иэ входов цифрового компаратора, другой вход которого связан с выходом задатчика, а выход компаратора соединен с входом исполнительного элемента, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены счетчик и цифровой эталонный датчик температуры, а функциональный преобразователь содержит сумматор, компаратор, реверсивный

1О счетчик и тактовый генератор, и в нем.входы сумматора подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя и блока памяти соответственно, а выход — к одному из входов

15 компаратора, другой вход которого связан с выходом цифрового эталонного датчика температуры, два вцхода компаратора подключены соответственно к управляющим входам ре20 версивного счетчика, а третий выход — к управляющему входу тактового генератора, выход которого связан со счетным входом реверсивного счетчика, подключенного выходом к адрес25 ному входу блока памяти, управляющий вход которого соединен с выходом таймера через счетчик.

1228091

Составитель Г. Крейман

Редактор Ю. Середа Техред Г.Гербер Корректор В. Синицкая

Заказ 2303/49

Тираж 83б Под пис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4