Устройство для регулирования температуры

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в различных технологических процессах, заданных температурно-временными характеристиками. Устройство является усовершенствованием изобретения по а.с. N 1335950 и обеспечивает повышение надежности при расширении функциональных возможностей за счет введения триггера, мультиплексора и элемента сравнения, при этом входы элемента сравнения соединены с выходом счетчика и первыми входами мультиплексора, второй вход которого подключен к выходу счетчика, соединенного входом сброса с выходом триггера, вход сброса которого подключен к выходу элемента сравнения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1335950 (21) 4405316/24-24 (22) 06,04,88 (46) 15.01.90. Бюл. 11 2 (72) О,Е. Горбунов, И.П.1(арплюк, И.Л.11ышкин, A.Н.Пырков, "А Н.Онощенко и А.Е.Фриш (53) 621 . 555 . 6 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1335950, кл. G 05 D 23/19, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕИПЕРАТУРь! (57) Изобретение относится к автома. тике и может быть использовано в различных технологических процессах, Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для регулирования температуры в процессах с заданными температурно-временными характеристиками, в частности для инфракрасного обогрева животных, и является дополнительным к основному авт.св, N- 1335950.

Цель изобретения — повышение наI дежности при расширении функциональных возможностей.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит блок 1 синхронизации, делитель 2 частоты, цифровой задатчик 3 температуры, вычитатель 4, блок 5 памяти, цифровой датчик 6 температуры, блок 7 управления, нагреватель 8, задатчик 9 временных интерва" лов, цифровой вольтметр 10, блок управления содержит входы 11-14 и выходы 15, 16. В устройство введены

„„SU„„. 1536361 А2

2 заданных температурно-временными характеристиками. Устройство является усовершенствованием изобретения по а. с. 8 1335950 и обеспечивает повышение надежности при расширении функ" циональных возможностей за счет введения триггера, мультиплексора и элемента сравнения, при этом входы эле- мента сравнения соединены с выходом счетчика и первыми входами мультиплексора, второй вход которого под" ключен к выходу счетчика, соединенного входом сброса с выходом триггера, вход сброса которого подключен к выходу элемента сравнения, 1 ил. триггер 17, счетчик 18, мультиплек- С сор 19, элемент 20 сравнения. Блоки

3, 5 и 9 представляют собой постоянные запоминающие устройства, с занесенной в них информацией о темпера- Isaac турко-временных характеристиках процесса, параметрах исполнительных элементов и объекта регулирования. С5

Устройство работает следующим образом.

Блок синхронизации 1 преобразует напряжение питающей сети в последовательность прямоугольных импульсов, частота которых равна удвоенной частоте питающей сети, а длительность . е достаточна для включения нагревателя

8 через блок 7 управления 7. С выходов триггеров делителя 2 частоты коды, соответствующие пересчитанному в соответствующее число раз количеству

"йчпульсов блока 1 синхронизации (т.е, текущему моменту с начала технологи1536361 ческого процесса t), поступают (с основной и дополнительной групп вьгходов) на адресные входы задатчика 3 температуры и задатчика 9 временных интервалов соответственно.

Задатчики 3 и 9 формируют сигналы управления (" Включение»>, "Выключение", "Интенсивность" ) нагревателем 8, в качестве которого используются инфра-10 красные излучатели, в соответствии с хранящейся в их памяти программой.

Па выходе эадатчика. 3 формируются сигналы, соответствующие величинам необходимых для данного момента пере- 15 грева П = с (В), где В == t.

Сформированные таким образом сигналы П поступают на входы уменьшаемого вычитателя 4, а на его входы вы-. читаемого поступают сигналы с,цатчика температуры 6 (Т С),, определяемые средней температурой окружающей ,среды в помещении в данный момент времени t. На выходах вычитателя 4 образуется сигнал (код),, соответст- 25 вующий необходимому для данных В и

Т С воздействию P (Р = П вЂ” Т С).

Сигнал (код) Р поступает на входы блока 5 памяти, представляющего со-бой ПЗУ, которое по совокупности сиг -. налов P сигналов (кодов) цифрового вольтметра 10 (V), а также имеющейся информации о характеристиках нагревателей 8 (Е), помещения (Б) и типе технологического процес а (виде выращиваемых животно::.-.) () формирует

> > сигнал И, соответств ..;ий требуемому перегреву П для данных В, Б, 2 при

Измеренных в настоящий момент времени t температуре Т С и напряжении питающей сети V.

И = Г„(Е,Б,Д, f (Р,7)1 где

Р = П вЂ” Т С; П = г(В);;В

- Сигналы, формируемые на других вы--. ходах делителя 2 частоты и эадатчика

3, управляют адресны>ж входамк эадатчика 9, на выходе которого образуе,— ся сигнал (Л) р продоГВигтельность и временное размещение которого соответствуют длительности и времени нас- 50 тупления пауз в циклах обогрева, необходимых при данньгх В, U Б, При этом Л Г (Б» Ж, В)» где В= t (или В f(t), Временная диаграмма типичного суточного (ht 1 сут) цикла воздействия формируется под управлением сиг-, налов (кодов), поступак>щих с выходов делителя 2 частоты, а номер разновидности текущего цикла (1>1) и его длительность (Тц) задаются другими выходами задатчика 3.

При окончании сигнала Л на выходе задатчика 9, т.е.. в момент прекращения паузы в цикле обогрева, изменяет свое состояние (из нуля в единицу) триггер 17, который растормаживает по установочному входу двоичный счетчик 18, который начинает пересчитывать импульсы с периодом 2 — 10 с, поступающие на его счетный С-вход с четвертого выхода делителя частоты 2.

Выходные коды счетчика 1 8 через мультиплексор 19, переключенный по управляющему входу вьгходом триггера 17, поступают на вход ll блока 7 управления, вызывая на его выходе 15 воздействие; соответствующее плавно изменяющейся от нулевой до требуемой в настоящий момент времени t„ T.e. пропорциональной величине t1,, интенсивности. Нарастание происходит с увеличением содержимого счетчика 18 (А 7 до момента сравыения, т.е. когда (А )

= ЕЕ, тогда срабатывает элемент 20 сравнения, выход которого возвращает триггер 17 в исходное (нулевое) состояние, при этом происходит сброс в нулевое состояние счетчика 18 и переключение мультиплексора 19 на пропускание на входы блока 7 управления выходных сигналов блока 5 памяти, т . е . ЕЕ, .

Сигнал Л, принимающий значения лог. "0" либо лог. "1", поступает на вход 12 блока 7 управления и производит выключение нагревателя 8 независимо от состояния других входов блока 7, Обновление информации в блоке 7 происходит под управлением делителя 2 частоты IIo входу 14 (1 раз в 2 с) либо асинхронно в зависимости от варианта выполнения блока 7.

Блок 7 осуществляет согласованйе нагревателя 8 через входящие в его состав силовые ключи на базе тиристоров типа Т-160 с трансформаторным управлением с выходами мультиплексора

19, эадатчика 9 и блока 1 синхронизации а

Количество полупериодов тока, "пропускаемых" блоком 7 в нагреватели 8 в первой фазе (после появления сигна" ла Л„ прекращающего паузу в обогреве), плавно изменяется от нуля до Е ;, а затем равно величине кода ЕЕ;, сформи15

Формула изобретения устройство для регулирования темЗб !пературы по авт.св. Р 1335950, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью повьппения надежности, в него введены триггер, счетчик, мультиплексор и элемент сравнения, причем выход блока памяти соединен с первым входом мультиплексора, второй вход которого подключен к выходу счетчика, счетный вход которого подключен к четвертому выходу делителя частоты, 4б входы элемента сравнения соединены соответственно с выходами блока памя" ти и счетчика, вход сброса которого соединен с выходом триггера и управляющим входом мультиплексора, выход

45 которого соединен с первым входом блока управления, а выход элемента сравнения подключен к входу сброса триггера, тактовый вход которого соединен с выходом задатчика временных

5О интервалов. рованного на выходе блока 5 памяти (вход 11 блока 7), в течение всего цикла обогрева.

Плавное нарастание необходимо для исключения скачкообразного подключения к выходу блока 7 управления "холодных" нагревателей 8, сопротивление которых существенно меньше номинального, что вызывает экстратоки, что в свою очередь приводит к возможности выхода из строя нагревателей 8, тиристоров блока 7, а также к нарушениям заданного режима обогрева (s сторону перегрева) и увеличению помех, создаваемых устройством.

Сигнал (код) И,. поступает на вход

ll блока 7 управления и вызывает на его выходе 15 воздействие соответствующей величины И интенсивности.

Сигнал Л, принимающий значение лог. "0" либо лог. "1", поступает на вход 12 блока 7 и производит выключение нагревателей 8 независимо от состояния других входов блока 7, Обновление информации в блоке 7 происходит под управлением делителя 2 частоты по входу 14 либо асинхронно.

При наличии управляющего сигнала на входе 12 блока 7 (на выходе задатчика 9) импульсы тока "не пропускаются" блоком 7 в нагреватели 8 - формируется пауза в процессе обогрева животных. С целью экономии электрической мощности, рассеиваемой на тиристорных ключах блока 7, схемы ориентированы íà liIHpoTHo-èìïóëüñíûé метод регулирования (lfIHN) при котором число полупериодов равно величине сформированного блоком 5 кода И,, а их временное расположение зависйт от схемной реализации блока 7 и .от моментов перехода напряжения питающей сети через нуль (вход 13 блока 7), Иощнос7ь, "пропускаемая" в нагреватели S может составлять величины порядка десятков киловатт.

Уровень помех, создаваемых устрой, ством, оказывается весьма низким, так как коммутация производится пракI

36361 6 тически в моменты перехода сетевого напряжения через нуль.

Таким образом, устройство обеспечивает автоматическое поддержание и

5 требуемый закон Изменения температуры перегрева и длительностей импульсов циклов обогрева с заданной точностью в зависимости от времени выполнения технологического процесса (возраста выращиваемых животных) и температуры окружающей среды в данном помещении при изменениях напряжения питающей сети в широких преде15 лах, обеспечивая при этом."плавное" включение нагревателей в начале каждого из включений для обогрева.и, за счет этого, повышение надежности устройства из-за устранения возможных экстратоков. При этом, устраняются вероятные перегревы, возникающие изза того, что при данном напряжении излучаемая мощность обратно пропорциональна сопротивлению нагревателя, величина которого у "холодного" нагревателя существенно меньше.

1536361

Составитель Г. Крейман

Редактор M. Недолуженко Техред И. Ходанич Корректор M. Кучерявая

Тираж 647

Заказ. 108

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производсгвенно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101