Устройство для программного регулирования температуры

 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Сущность изобретения заключается в введении второго таймера 25, задатчика времени выдержки 26, третьего элемента И 27 и инвертора 24. С помощью задатчика скорости разогрева и охлаждения устанавливается требуемая скорость разогрева . В каждом такте управления осуществляется сравнение текущей температуры с заданной на этот момент времени и производится включение электропечи на время, пропорциональное величине рассогласования. При отклонении скорости разогрева от заданной автоматически увеличивается коэффициент пропорциональности. После достижения температуры электропечи уровня стабилизации запускается второй таймер. По окончании времени выдержки, устанавливаемого с помощью задатчика времени выдержки, срабатывает второй таймер и начинается процесс охлаждения электропечи, при этом требуемая скорость охлаждения задается посредством задатчика скорости разогрева и охлаждения. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Д11 4 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (61) 1372278 (21) 4257506/24-24 (22) 05.06,87 (46) 23.02.89. Бюл. Ф 7 (71) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) М.Б. Шмуэльзон, N.Þ. Гусев, А.В. Червяков и П.П. Рудников (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 954969, кл. G 05 D 23/19, 1982.

Авторское свидетельство СССР

hÔ 1372278, кл. G 05 В 19/18, 27.06.86, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАН1И ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов.

Цель изобретения — расширение области применения устройства. Сущность изобретения заключается в введении второго таймера 25, задатчика времени

„,SU„„1460714 A 2 выдержки 26, третьего элемента И 27 и инвертора 24. С помощью задатчика скорости разогрева и охлаждения устанавливается требуемая скорость разогрева. В каждом такте управления осуществляется сравнение текущей температуры с заданной на этот момент времени и производится включение электропечи на время, пропорциональное величине рассогласования. При отклонении скорости разогрева от заданной автоматически увеличивается коэффициент пропорциональности. После достижения температуры электропечи уровня стабилизации запускается второй таймер.

По окончании времени выдержки, устанавливаемого с помощью задатчика времени выдержки, срабатывает второй таймер и начинается процесс охлаждения электропечи, при этом требуемая скорость охлаждения задается посредством задатчика скорости разогрева и охлаждения. 1 ил.

1460714 и Кп

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, может быть использовано, например, для программного регулирования темпера5 туры электрических печей сопротивления и является усовершенствованием устройства по основному авт ° св.

У 1372278.

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

На блок-схеме устройства изображены датчик 1 температуры, объект 2 ре- 15 гулирования (электропечь) 2, аналогоцифровой преобразователь 3, тактовой генератор 4, подключенный к управляющему входу блока 5 сравнения, генератор 6 импульсов, второй элемент И 7, 20 реверсивный счетчик 8, вход сброса которого соединен с шиной "Установка О", задатчик 9 скорости разогрева и охлаждения, задатчик 10 предельного параметра, первый цифровой компаратор 25

11, триггер 12, вход сброса которого подключен к шине "Установка О", элемент 13 сравнения, исполнительный орган 14, блок 15 умножения, первый таймер 16, блок 17 вычитания, элемент 30

18 задержки, второй цифровой компара. тор 19, первый элемент И 20, блок 21 задания приращения коэффициента пропорциональности, сумматор 22, задатчик 23 коэффициента пропорциональности, инвертор 24, второй таймер 25, задающий вход которого соединен с задатчиком 26 времени выдержки, третий элемент И 27.

Устройство работает следующим об- 40 разом.

Сигнал от датчика 1 температуры, характеризующий температуру объекта

2 регулирования, преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразова45 теля 3 в цифровой код. С заданной дискретностью по сигналу от тактового генератора 4 в блоке 5 сравнения определяется отклонение E текущего значения температуры Т; от заданного значения Т .

Е= Т - Т,.

В режиме разогрева заданное значение температуры формируется с помощью

55 генератора 6 импульсов, второго элемента И 7 и реверсивного счетчика 8.

Скорость изменения цифрового кода, соответствующего Т, определяется частотой следования импульсов генератора 6. Частота следования импульсов устанавливается с помощью цифрового задатчика 9 скорости разогрева и охлаждения ° Т увеличивается до тех пор, пока температура электропечи не достигнет уровня стабилизации температуры Т . Задание Т устанавливается с помощью задатчика 10 предельного параметра. В первом цифровом компараторе 11 осуществляется сравнение цифровых кодов от аналого-цифрового преобразователя 3 и задатчика 10 предельного параметра, Если температура объекта регулирования меньше

Т, то на выходе первого цифрового компаратора 11 сигнал отсутствует.

Отсутствие этого сигнала обуславливает наличие сигнала на выходе триггера 12.

Установка триггера в исходное состояние производится при включении устройства по шине |Установка 0".

Сигнал от триггера 12 подается на второй элемент И 7 и позволяет поступать импульсам от генератора 6 импульсов на вход прямого счета реверсивного счетчика 8. Сброс реверсивного счетчика 8 в исходное состояние осуществляется по шине 11установка О" при включении устройства. При достижении температурой объекта 2 регулирования заданного уррвня стабилизации на выходе первого цифрового компаратора 11 появляется сигнал, триггер 12 меняет состояние, импульсы от генератора 6 на вход прямого счета реверсивного счетчика 8 не поступают, и в реверсивном счетчике 8 сохраняется значение кода, соответствующее установленному уровню стабилизации.

В элементе 13 сравнения проверяется условие Я > О, при выполнении которого выдается сигнал включения через исполнительный орган 14 объекта

2 регулирования (электропечь), В блоке 15 умножения осуществляется расчет времени действия управляющего воздействия tö в соответствии с выражением где К „ - коэффициент пропорциональности.

Рассчитанное время t „ является установкой первого таймера 16, который по истечении заданного времени через

1460714 исполнительный орган 14 отключает электропечь 2.

Таким образом, если в данном такте управления текущая температура меньше температуры, заданной на этот момент, то электропечь включаетгя на время, пропорциональное величине отклонения. В случае равенства этих температур или если текущая температура выше заданной, электропечь не включается.

Для обеспечения высокой точности регулирования температуры в соответствии с заданной программой (скоростью разогрева) в устройстве предусмотрено автоматическое .изменение К„.

Для этого в блоке 17 вычитания производится определение реальной скорости разогрева V электропечи в соотP ветствии с формулой

Чр=т; -Т.,,, где Т; „— значение температуры электропечи предыдущего по отношению к текущему такту управления.

Значение кода, соответствующего

Т,, поступает в блок 17 от 1.алого.цифрового преобразователя 3, а значение кода соответствующего Т; 1, формируется в элементе 18 задержки путем задержки поступления кода из аналого-цифрового преобразователя 3 в блок 17 вычитания на один такт управления, Цифровой код, соответствующий Чр, поступает во второй цифровой компаратор 19, где производится сравнение заданной скорости разогрева

V, код которой поступает от задатчика 9, и реальной скорости Vp.

При выполнении условия V )Ч р из второго цифрового компаратора 19 в первый элемент И 20 выдается сигнал, На выходе первого элемента И 20. формируется сигнал при наличии сигнала от второго цифрового компаратора 19 и триггера 12, т,е. если V3 V р и

Т > Т; . Блок 21 задания приращения коэффициента пропорциональности выбирает одно из двух значений приращения коэффициента пропорциональности KA .

hK при поступлении сиги нала от первого элемента

И 20;

О при отсутствии сигнала от первого элемента И 20.

K„, при V

К ° +dKn при 7 p(V H Т; с Т, К

П;

20 где K „; — коэффициент пропорциональности, в соответствии с которым вычисляется tq в текущем такте управления;

К „; „- коэффициент пропорциональ25 ности предыдущего по отношению к текущему такту управления, Таким образом, по мере разогрева электропечи К„ автоматически увели30 чивается, а приращение его происходит в тех тактах управления, в которых скорость разогрева меньше заданной, При достижении уровня стабилизации коэффициент пропорциональности К и становится таким, значение которого достаточно для поддержания этой температуры, при этом срабатывает триггер 12, в блок 21 сигнал не поступает и в дальнейшем К„ остается неиз40

Начальное значение коэффициента пропорциональности К, а также значение приращения ДКп, заданное в бло45 ке 21 задания приращения коэффициен та пропорциональности, выбирается при настройке устройства и зависит от динамических характеристик печи. !

При срабатывании триггера 12 сигнал на его выходе через инвертор 24 запускает второй таймер 25 который начинает отсчет времени, заданного задатчиком 26 времени выдержки, по истечении которого на выходе второго таймера 25 появляется сигнал, разрешающий третьему элементу И 27 пропускать счетные импульсы от генератора 6 импульсов на вход обратного

В сумматоре 22 осуществляется суммирование цифрового кода К, начальное значение которого устанавливается с помощью задатчика 23 коэффициента пропорциональности при настройке устройства, с одним из двух значений

0К „ или О. Из сумматора 22 результат суммирования поступает в блок 15

10 умножения, где производится вычисление времени управляющего воздействия.

Изменение коэффициента пропорциональности K во время программного pasoгрева электропечи может быть описано

15 следующим выражением:

1460714

Формула изобретения

Преимущество устройства заключается в том, что обеспечивается, помимо"разогрева и стабилизации температуры электропечи, выдержка температуры на уровне стабилизации, заданное время и охлаждение электропечи с заданной скоростью.

Составитель Е. Волков

Редактор В. Петраш Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 540/55 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 счета реверсивного счетчика 8. В этом случае содержимое реверсивного счетчика, определяющее значение температуры Т>, начинает уменьшаться, что соответствует режиму охлаждения электропечи. Скорость охлаждения задается задатчиком 9 скорости разогрева и охлаждения.

Устройство для программного регулирования температуры по авт. св.

М 1372278, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит третий элемент И, задатчик времени выдержки, второй таймер и инвертор, вход которого соединен с выходом задатчика времени выдержки, выход второго таймера подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход Подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика.