УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО МНОГОТОЧЕЧНОГО ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1958 года по МПК G05D23/22 

Описываемое устройство по сравнению с известным является более надежным в работе, в результате обеспечения автоматической периодической проверки исправности цепей электронного регулятора и контактов коммутационной системы.

Устройство включает в себя (см. схему): командный узел 1, узел 2 электронного усилителя, узел 3 реохорда (измерительная схема), релейную коробку 4, узел 5 проверки измерительной и регулирующей системы, узел 6 проверки коммутационной системы, узел 7 контрольного термостата, коммутационные блоки 8.

При работе устройства коммутационная система обеспечивает поочередное присоединение термопар регулируемых объектов к измерительной схеме. Одновременно с проверкой каждой точки срабатывает одно из реле релейной коробки 4 и обеспечивает присоединение термопары к заданному ползуну 1T′-12T′ реохорда. Величина рассогласования передается на вход электронного усилителя У.

Узел 2 электронного усилителя состоит из электронного усилителя У, трансформатора Тр, поляризованного реле ПЛ, имеющего две намотанные в противоположных направлениях обмотки, шунтированные конденсаторами.

Назначение узла 2 электронного усилителя состоит в том, чтобы величину рассогласования для каждой точки усиливать и передавать в командный узел в виде команды («включить», «выключить»).

Командный узел 1 состоит из синхронного электродвигателя 1M, производящего периодическое замыкание контактов 1КН-2КН, реле 1P-5Р и центрального шагового искателя 1И (например, типа ШИ-11).

Назначение электродвигателя 1М, контактов 1КН-2КН и реле 1P и 2Р состоит в том, чтобы подавать импульсы тока в коммутационную систему и синхронизировать работу ее элементов.

Через щетки и контакты искателя 1И происходит поочередная передача импульсов на щетки и электромагниты искателей IИ, IIИ, IIIИ и IVИ.

Реле 5Р повторяет положение поляризованного реле и служит для включения одного из двух реле 3Р или 4Р, которые подают команду («включить», «выключить») исполнительным реле.

Узел 5 проверки измерительной и регулирующей системы состоит из реле 18Р-27Р и шагового искателя 2И (например, типа ШИ-11). Реле 18Р-27Р служат для подачи сигнала о любой неисправности в измерительно-регулирующей системе (неисправности в узлах измерительной схемы 3, электронного усилителя 4, в соединительных линиях I, II, III, IV и в командном узле реле 3Р, 4Р, 5Р).

Искатель 2И сложит для подачи сигнала в случае неправильного срабатывания измерительно-регулирующей системы два раза подряд.

Узел 6 проверки коммутационной системы состоит из синхронного электродвигателя 2М (например, типа СД-2), управляющего работой контактов 3КН-4КН, реле 29Р-33Р, сигнальных ламп 1Л, 2Л и звукового сигнала.

Реле 33Р и 33Р¹ и световые и звуковые сигналы работают так же при неисправностях, сигнализируемых аппаратурой узла 5 проверки измерительной и регулирующей системы.

Назначение узла 6 проверки коммутационной системы состоит в том, чтобы сигнализировать о любых неисправностях в работе аппаратуры командного узла (за исключением реле 3Р-5Р, неисправность которых сигнализируется аппаратурой узла 5 проверки измерительной и регулирующей системы).

Узел проверки коммутационной системы сигнализирует также неисправности в работе искателей IИ-IVИ.

Узел 7 контрольного термостата состоит из комплекта реле 34Р-36Р и миниатюрного термостата с нагревателем ЭН. В термостате расположены термопара ТП и термометр ТМ и может быть также подключен гальванометр Г.

Контрольный термостат работает как отдельная регулируемая точка и по показанию термометра или гальванометра позволяет наблюдать поддерживаемую температуру на объекте.

Коммутационные блоки состоят из искателей IИ-IVИ (например, типа ШИ-11), переключателей температур 1ПТ-4ПТ и комплектов реле ВП и ПР. На каждую регулируемую точку необходимо одно реле ВП и одно реле ПР. На схеме для упрощения в каждом коммутационном блоке показано лишь по одному комплекту реле (одно реле ВП и одно реле ПР). К каждому контакту ряда С искателей IИ-IVИ подключена обмотка реле ВП, так что при работе искателя поочередно срабатывают реле ВП.

Реле ВП осуществляют подключение термопар 1ТП, 2ТП… к проводам I и II, идущим к измерительной схеме 3, присоединение обмотки реле ПР к линии III, переключение блок-контакта реле ПР без разрыва цепи с плюса питания на линию IV. Провода III и IV идут в командный узел 1. Щетки и электромагниты искателей IИ-IVИ подключаются соответственно к контактам искателя 1И, помещенного в командном узле.

К панелям коммутационных блоков подключены термопары 1ТП, 2ТП… и исполнительные реле 1С, 2С…, установленные на регулируемых объектах. Исполнительные реле управляют работой нагревателей.

В каждом переключателе температур имеется столько ползунов ПН, сколько регулируемых точек может быть подключено к данному коммутационному блоку. Каждый ползун соединен с соответствующим контактом ряда В искателей IИ-IVИ. Переключатели 1ПТ-4ПТ устроены таким образом, что каждый ползун может быть соединен с любым из проводов, идущих от обмоток релейной коробки 4.

Щетки А и первые контакты ряда искателей IИ-IVИ включены последовательно в разрыв линии, идущей от плюса питания к катушке центрального искателя 1И, помещенного в командном узле.

Схема показана в обесточенном состоянии. Если включить питание («+» и «-»), то при положении щеток искателей, показанном на чертеже, произойдет следующее. Искатель 1И сделает один шаг, вследствие чего импульсное питание со щеток и электромагнита искателя IИ переключится на щетки и электромагнит искателя IIИ. При этом ток от плюса питания через нормально замкнутые контакты кнопочного переключателя КП и реле 1Р′-1 поступает на щетки В и С центрального искателя, сдвинутые уже на второе положение и далее через щетку В искателя IIИ на ползун 1ЗПН переключателя температур 2ПТ. В зависимости от того, на какой контакт установлен ползун 1ЗПН, сработает соответствующее реле в релейной коробке 4 и линия соединится с соответствующим ползуном на реохорде. Реле 1ЗВП произведет подключение термопары 1ЗТП к проводам I и II, идущим к измерительной схеме, одновременно присоединит обмотку реле 1ЗПР к проводу III и переключит блок-контакт 1ЗПР-1 реле 1ЗПР с плюса питания на провод IV.

В зависимости от соотношения величины э.д.с., развиваемой термопарой 1ЗТП, и напряжения, установленного на реохорде потенциометрической измерительной схемы, на вход усилителя У поступает ток того или иного направления, вследствие чего поляризованное реле также срабатывает в том или ином направлении. При этом контакт 5Р-1 реле 5Р либо останется в положении, показанном на чертеже, либо переключится. Последнее произойдет в том случае, если температура регулируемого объекта ниже заданной на реохорде.

Обмотки реле 3Р и 4Р остаются обесточенными до тех пор, пока контакт 2Р-1 разомкнут. При вращении кулачков на оси электродвигателя 1М происходит замыкание контакта 2КН, срабатывание реле 2Р и замыкание контакта 2P-1. В зависимости от того, в каком положении находился контакт 5P-1 срабатывает реле 3Р или реле 4Р. При дальнейшем вращении оси двигателя 1М контакт 2КН размыкается, благодаря чему обесточивается обмотка реле 2Р и контакты 4Р-1 и 3Р-1 возвращаются в исходное положение, показанное на чертеже. При дальнейшем вращении оси двигателя 1M происходит замыкание контакта 1КН, благодаря чему срабатывают реле 1P и 1P′. При этом контакт 1Р′-1 переключает питание со щеток В и С центрального искателя на щетки А и D. Термопара 1ЗТП отсоединяется от проводов I и II, а обмотка реле 1ЗПР отсоединяется от провода III, блок-контакт реле 1ЗПР переключается без разрыва цепи с провода IV на плюс постоянного тока. Реле 1ЗПР остается в том состоянии, в какое оно было поставлено. Одновременно с этим срабатывает электромагнит искателя IIИ, благодаря чему щетки его становятся на второе положение. При дальнейшем вращении оси электродвигателя 1М происходит размыкание контакта 1КН и проверка следующей точки аналогично предыдущему.

Прохождение щеток центрального искателя по последним четырем контактам осуществляется с помощью реле 22Р, обмотка которого соединена с закороченными между собой последними четырьмя контактами центрального искателя и при каждом обороте оси электродвигателя 1М разрывает с помощью контакта 22Р-1 цепь обмотки центрального искателя. Итак, для осуществления работы защиты на обмотки реле 18Р, 19Р, 20Р и 21Р поочередно подаются импульсы тока от последних четырех контактов ряда В центрального искателя.

При поступлении импульса на обмотку реле 18Р-2 и 18Р-1 с помощью контакта 18Р′-1 на вход электронного усилителя подается напряжение, снимаемое с сопротивления 8R, включенного в схему мостика температурной компенсации. Сопротивление 8R берется такой величины, чтобы снимаемое с него напряжение было равно минимально допустимой чувствительности электронного потенциометра. Направление тока в усилителе при замыкании контакта 18Р-1 соответствует случаю, когда к электронному потенциометру подключается термопара объекта, имеющего температуру выше заданной. Поэтому при замыкании контакта 18Р-1 контакт 5Р-1 остается в положении, показанном на чертеже.

Контакты реле 18Р присоединяют обмотку реле 24Р к проводу III и переключают блок-контакт 24Р-1 реле 24Р с плюса питания на провод IV аналогично тому, как это было описано для коммутационного блока.

При срабатывании контакта 2КН реле 24Р в соответствии с указанным выше положением контакта 5Р-1 должно отпустить (в случае исправной работы потенциометра) и его контакт 24Р-2 замкнется. При срабатывании реле 19Р и 19Р′ на вход электронного усилителя поступит напряжение, снятое с сопротивления 9R и противоположное по знаку напряжению, снятому в предыдущем случае с сопротивления 8R.

Аналогично описанному ранее, в случае исправной работы электронного потенциометра, срабатывает реле 25Р и его контакт 25Р-2 замыкается. При срабатывании реле 20Р размыкается контакт 20P-4. Если электронный потенциометр работал исправно, то контакты 24Р-2 и 25Р-2 замкнуты и цепь катушки реле 27Р не нарушается. Если необходимо сигнализировать первое же неправильное срабатывание потенциометра, то следует использовать отпускание реле 27Р для воздействия на контакты звукового и светового сигналов. Если же необходимо дать сигнал о неправильной работе потенциометра при двух поверках подряд, то-опускание реле 27Р используется для подачи импульса тока на катушку искателя 2И (на схеме изображен именно этот случай).

После реле 20Р импульс тока поступает на обмотку реле 21Р, которое разрывает контакт 21Р-3. Если при срабатывании реле 20Р искатель остается в прежнем положении, то разрыв контакта 21Р-3 не влечет за собой срабатывания реле 27Р, так как контакт 21Р-3 зашунтирован через щетку и первый контакт ряда В искателя 2И. Если же при срабатывании реле 20Р щетки искателя 2И встанут на второе положение, то при срабатывании реле 21Р они займут третье положение. Реле 21Р кроме того с помощью контактов 21Р-1 и 21Р-2 ставит реле 24Р и 25Р в заведомо неправильное положение. Таким образом, в случае неправильного срабатывания электронного потенциометра при первой проверке не происходит отпускания реле 26Р, которое воздействует на цепь сигнального реле 33Р, а происходит лишь переход щеток искателя из первого положения в третье. Далее щетки центрального искателя вновь возвращаются в положение, показанное на чертеже, и вся работа схемы протекает, как было описано выше, до тех пор, пока вновь не наступит момент проверки (прохождение последних четырех контактов центрального искателя). Если при этом электронный потенциометр работает исправно, то при срабатывании реле 13Р и 19Р реле 24Р и 25Р встанут в правильное положение. При срабатывании реле 20Р искатель не поворачивается, а при срабатывании реле 21Р он встает в четвертое положение, идентичное первому положению. Если же потенциометр при повторной проверке сработает неправильно, то реле 24Р или 25Р не станут в правильное положение, один из контактов 24Р-2 или 25Р-2 окажется разомкнутым и при срабатывании реле 20Р (как видно из схемы) реле 26Р отпустит и воздействует на цепь сигнального реле 33Р, которое также отпустит и при этом подаст сигнал. В этом случае искатель при срабатывании реле 20Р встанет в четвертое положение.

Первоначальное положение реле 33Р восстанавливается нажатием кнопки 1К.

Проверка работы коммутационной системы происходит следующим образом.

На центральном искателе установлен контакт 1И-1, замыкаемый при каждом срабатывании искателя. При правильной работе коммутационной системы контакт 1И-1, должен периодически замыкаться, но не оставаться постоянно включенным или выключенным. Контакт 1И-1 включает обмотку реле 28Р, которое замыкает контакты в цепях обмоток реле 29Р, 30Р, 31Р и 32Р. Каждое из этих реле имеет свой блок-контакт 29Р-1, 30Р-1, 31Р-1, 32Р-1. Нормально реле 29Р и 30Р должны быть замкнуты, а реле 31Р и 32Р разомкнуты. Тогда их контакты в цепи сигнального реле 33Р будут замкнуты.

При нарушении работы коммутационной системы центральный искатель останавливается и контакт 1И-1 либо постоянно замкнут, либо постоянно разомкнут.

Как видно из схемы, если контакт 1И-1 периодически замыкается и размыкается, то цепи обмоток реле 29Р и 30Р не могут быть одновременно замкнутыми, а цепи обмоток реле 31Р и 32Р не могут быть одновременно разомкнутыми.

1. Устройство для автоматического многоточечного дистанционного контроля и регулирования температуры, в котором в качестве регулятора применен электронный регулятор и в качестве коммутационной системы комплект реле и шаговый распределитель, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, обеспечиваемой путем автоматической периодической проверки исправности цепей электронного регулятора, к контактам центрального искателя или первых двух реле счетной схемы присоединены реле, управляющие поочередно подачей на вход потенциометра с измерительной схемы двух противоположных по знаку импульсов напряжения, соответствующих требуемой чувствительности потенциометра, и включающие промежуточные реле, управляющие цепью подачи аварийного сигнала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматической периодической проверки исправности коммутационной системы, на центральном искателе или на первом реле счетной схемы установлен контакт, замыкаемый при каждом срабатывании искателя или реле и включающий реле, которое совместно с контактами, управляемыми синхронным электродвигателем, осуществляет поочередное включение промежуточных реле, вызывающих при неисправной работе коммутационной системы срабатывание сигнального реле.

3. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью подачи сигнала о неправильной работе электронного регулятора только после двух следующих одна за другой проверок, применен включенный через промежуточные реле вспомогательный искатель, в контактах которого при неправильной работе потенциометра при повторной проверке разрывается цепь реле, включающего через свои нормально разомкнутые контакты сигнальное реле.