Регулятор температуры Советский патент 1983 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано, например, для nporpaMTviHoro регулирования электри ческих печей сопротивления. Известны регулирующие устройств позволяющие производить программно линейное пропорциональное или пропорционально-интегральное регулиро вание температуры объекта. Известные устройства содержат мостовую схему задания, следящую систему задания программы, пропорционально-интегральный формирующий блок, исполнительный орган, нагреватель. Программа наносится в виде кривой на диа1раммную ленту, перемещаемую лентопротяжным механизмом Вдоль границы программы скользит фотоголовка, фотосопротивление кот рой включено в диагональ моста, яв ляющегося датчиком рассогласования на обмотки следящего двигателя измен щего задания регулирующему блоку. Следящая система поддерживает фото головку на линии програм.ы и одновр менно изменяет задание регулирующему блоку. Регулирующее устройство через исполнительный орган и нагре ватель оказывает воздействие на обьект, поддерживая значение темпе ратуры с определенной точностью относительно заданной ClЗ и С2. I Недостатком известных устройств является громоздкость, низкая надеж ность из-за наличия электромеханических узлов, недостаточная точност .воспроизведения программы и значи1тельная ошибка регулирования. Наиболее близким к предлагаемому Ito технической сущности является программное регулирующее устройство состоящее из узла за,дания программы шагового двигателя с указателем ч:исла оборотов и конечных выключателей задатчика температуры на мне гооборотном потенциометре, узла сравнения, к второму входу которого подключен измерительный npeo6pa3OBci тель, пропорционально-интегральный дифференциальный формирующий блок, усилитель мощности, нагреватель Сз| Недостатками известного программного регулирующего устройства являются громоздкость, низкая надеж ность элегстромеханическиу. узлов, низкий диапазон задания температуры и недостаточная точность нстикного значения температуры относительно програ 4мной, отсутствие индикации истинного значения температуры. Целью изобретения является повышение точности программного регулирования и расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что регулятор температуры, содержащий соединенные последовательно задатчик программы, элемент И, двоичный счетчик, дешифратор, выход i которого связан с входом блока инлинации 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 формирования закона регулирования, первый исполнительный орган и основной нагреватель, содержит соединенные входами с выходом усилителя сигнала ошибки компаратор и блок трехпозиционного регулирования, а также подключенные к выходу блока трехпозиционного регулирования через второй и третий исполнительные органы форсирующие нагреватель и охладитель соответственно, причем выход компаратора связан с третьим входом элемента И. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого регулятора. Задатчик 1 программы выходом подсоединён к первому входу трехвходового элемента 2 И, сигнал с которого поступает на двоичный счетчик 3, состояние которого через дешифратор 4 индицируется блоком 5 индикации, выход дешифратора 4 подключен к цифроаналоговомупреобра зователю б и задатчику 7 конца программы, подсоединенному к второму элемента И 2. Сигнал ошибки с узла 8 сравнения измерительнохо 9 преобразователя поступает на вход усилителя 10 сигнала ощибки, выходы которого подсоеди-. нены к входам блока 11 формирования закона регулирования KONmapaxoра 12, блока 13 позиционного регули-. рования, выход двухпорогового ком- : паратора 12 воздействует на третий вход элемента И 2, а блок 11 через первый 14 исполнительный орган нй основной 15 нагреватель, выходы е.у;-. ;- 13 через второй 16 и третий 17 исполнительные органы соответственно управляют работой форсирую1о,его 18 нагревателя и форсирующего. 19 охладителя. Устройство работает следующим образом. 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 дешифр нруется дешифратором 4, индицируется блоком 5.индикации. Выходвые сигналы дешифратора поступают на цифроаналоговый преобразователь б, где цифровой десятичный код преобразуется в аналоговый сигнал, соответствующий градуировке термоэлектрического преобразователя, и задатчик 7. С помощью задатчика 7 оператор осуществляет выбор конеч ной точки нагрева. В случае совпадения набранного числа с числом записанным в двоичном счетчике 3 задатчик 7 вырабатывает сигнал оста новки программы, который поступает на второй вход трехпорогового элемента И 2. Сигнал ошибки, представлякиций сббой разность напряжения задания с цифроаналогового преобразователя б и измерительного преобразователя 9, поступает на вход усилителя 10 сигнала ошибки, входное напряжение с которого пода ется на вход блока 11, который позволяет осуществить пропорционал ное, изодромное или изодромное с предварением регулирование объекта Выходной сигнал блока 11 через пер вый исполнительный орган 14 поступает на основной нагреватель 15 объекта. Для повышения точности прохолсде ния программы нагрева объекта и индикации действительной температуры устройство содержит компаратор 12 и блок 13 с исполнительными органами для дополнительного форси рующего нагрева или охлаяодения объекта. При этом выходной сигнал усилителя 10 сигнала ошибки поступ ет на входы блока 13 и компаратора 12. Если ошубка регулирования мала т.е. истинная температура объекта изменяется в соответствии с программой, то двухпороговый компаратор 12 находится в таком состоянии что его выходйЪй потенциал не препятствует по третьему входу элемен та И 2 поступлению импульсов прохождения программы на вход счетчика 3. Состояние счетчика индицируется блоком 5 и соответствует, с наперед заданной ошибкой, действительному значению температуры объе та. При увеличении ошибки регулирования, т.е. отклонении программы от желаемой, компаратор 12 пере ходит во второе устойчивое состоя:ние и запрещает прохождению программы до сравнения истинного и же-, лаемого значений температуры..Для более точного воспроизведения программы (т.е. снижения ошибки регулирования ) используется 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, стремящей- ся 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 производитостановку устройства по второму входу элемента И 2. Регулятор сохраня-. ет температуру объекта на выбранной точке. Таким образом, введение в программный регулятор компаратора 12, блока 13, второго исполнительного органа 16 с форсирующим нагревателем 18 и третьего исполнительного органа 17 с форсирующим охладителем 19 позволяет установить связь между скоростью прохождения программы 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 темг1ературы с точностью ±0,5°-С, так как импуЛьс разрешения по ск.ороспи прохождения программы, вырабатываемой компаратором 12, появляется на входе элемента И 2 только в случае равенства с выбранной точностью истинной и заданной температуры. Регулятор может быть выполнен на современной элементной базе, что позволит снизить габариты и повысить надежность устройства в Процессе длительной эксплуатации s диапазоне задания желаемых температур 0-Г1999 С.

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