Устройство для программного регулирования Советский патент 1984 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматическому регулированию,и может быть использовано, например, для регулирования температуры электрических печей сопротивления. Известно программное устройство, позволяющее получить линейное программное пропорциональное или пропорциональное интегральное регулирование, состоящее из следящей системы, мостовой схемы задания и регулирующего блока. Чувствительным элементом системы является фотоголовка, состо|ящая из фотосопротивления и лампочки подсвета. Программ.а наносится в виде кривой на диаграммную ленту, перемещаемую лентопротяжным механизмом. Вдоль границы программы скользит фотоголовка, фотосопротивление которой включено в диагональ моста, являющегося датчиком рассогласования для обмотки следящего двигателя, который изменяет задание регулирующему блоку. Следящая система поддерживает фотоголовку на линии программы и одновременно, передвигая движок реахорда мостового задатчика, изменяет задание регулятору по этой программе ClJНедостатками этого устройства являются громо5дкость, электромеханических узлов, снижающих надежность, а также низкая точность воспроизведения программы регулирова ния по скорости разгона объекта. Наиболее близким к изобретению техническим решением является программное устройство, состоящее из задатчика температуры на многооборот ном потенциометре, узла управления задатчиком температуры на шаговом двигателе с электромеханическим индикатором узла задания скорости прохождения программы на высокостабильном генераторе импульсов, узла задания конечной точки программы на микропереключателях 23. Недостатками известного устройства являются громоздкость, малая н дежность из-за наличия электромеханических узлов, а также низкий диапазон задания температуры. Целью изобретения является повышение надежности устройства. 1 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного регулирования, содержащее ге нератор частоты, подключенный выходом к первому входу элемента И-НЕ, соединенного вторым входом с выходом пульта управления, а третьим входом с выходом блока сравнения, подкд вченного первым входом к выходу программного задатчка конечной точки значения параметра, связанного вторым входом с выходом счетчика импульсов, подключенного счетным входом к выходу элемента И-НЕ, а выходом к входу блока индикации и к входу преобразователя код - аналог, соединенного выходом с входом источника эталонного напряжения,, подключенного выходом к первому входу сумматора, связанного вторым входом с входом устройства, и усилитель, введен двухпороговый компаратор, вход которого через усилитель связан с выходом сумматора, а выход -.с четвертым входом элемента Й-НЕ. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит генератор частоты 1, элемент И-НЕ 2, счетчик 3, блок 4 индикации, преобразователь код - аналог 5, источник 6 эталонного напряжения, сумматор 7, усилитель 8, двухпороговый компаратор 9, программньй задатчик 10 конечной точки значения параметра (температуры) блок 11 сравнения, пульт 12 управления . Устройство работает следующим образом. Высокоточньш генератор 1 вырабатывает импульсную последовательность, параметры которой изменяются в зависимости от выбранной скорости программного нагрева, 1-30 град/мин, при отсутствии команды Запрет на четвертом входе элемента И-НЕ. Импульсы через элемент И-НЕ поступают в счетчик .3 импульсов, где производится подсчет поступившего числа импульсов двоично-десятичными декадами счетчика с дешифрацией их состояний и индикацией в блоке индикацщ в десятичной системе исчисления. Выходы декад счетчика подкгаочены к преобразователю код - аналог 5, реализованному на ключевых элементах, которые преобразуют цифровой сигнал в коде 5-1-1-1 с помощью матриц весовых резисторов в .аналоговый сигнал, соответствующий градуировке измерительного преобразователя. Выходной, изменяющийся по программе сигнал поступает на вход сумматора 7, вьшуждая его производить нагрев объекта .по выбранной программе. Разностный сигнал задания температуры и ЭДС термоэлектрического преобразователя объекта регулирования подается на вход усилителя 8 сигналов постоянного тока микровольтового уровня, выход которого подключен к входу двухпорогового компаратора 9. При наличии ошибки регулирования на выходе компаратора вырабатьшается уровень напряжения, который воз. действует на элемент И-НЕ 2 и запрещает прохождения счетных импульсов от высокоточного генератора 1 к счетчику импульсов 3. При равенстве желаемой температуры в объекте и ее действительного значения импульсы выбранной скорости нагрева поступают через элемент И-НЕ 2 на счетчик 3 и так как в устройстве каждому счетному импульсу соответствует 1 С заданного значения температуры, то в этом случае индуцируемое значение температуры в блоке 4 индикации равно ее действительному значению в объекте с погрешностью 1°С. В задатчике 10 конечной точки температуры оператором осуществляется выбор необходимой температуры нагрева. В случае совпадения набранного числа в задатчике 10 с числом, записанным в счетчике импульсов 3, вырабатывается сигнал остановки программы, который поступает на третий вход элемента И-Н1Е 2, Устройство поддерживает температуру в выбранной точке с точностью 1 С. С помощью пульта 12 управления имеется возможность произвести необходимый начальный разогрей объекяа с последующим нагревом по желаемой программе. В известных устройствах для программного изменения температуры объекта индикация программы происходит . по заданий температуры, что в большинстве случаев вызывает несоответствие между скоростью изменения программного задания регулятору и истинным изменением температуры в объекте. Введение двухпорогового компаратора позволяет установить связь между скоростью прохождения программы нагрева по заданию и истинной температурой объекта, т.е. производить контроль прохождения программы нагрева на объекте и таким образом совместить индикацию заданной и действительной температуры с точностью , так как импульс разрешения по скорости прохождения программы, вырабатываемой компаратором, появляется на входе элемента И-НЕ только в случае равенства с выбранной nori)(;mностью истинной и заданной величины. Программное устройство выполнено на современной элементной базе, что дает возможность снизить габариты и повысить надежность устройства в процессе эксплуатации. Преобразователь код - аналог является сменным, что позволяет применять программное устройство для регулирозния температуры в диапазоне 0+1999 С с различными градуировками измерительных преобразователей. Так как в узел измерения ошибки регулирования, включающий комцаратор 9 и усилитель 8, сигнал подается в аналоговом виде, то изобретение обеспечивает программное регулирование любой переменной величины (расход, давление, уровень) при использовании соответствующего регулирующего устройства и узла цифроаналогового преобразователя, который формирует характеристику датчика переменной величины.

6

-

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее генератор, частоты, подключенный выходом к первому входу элемента И-НЕ, соединенноВСЕСОЮЗНАЯ - 1J I « :-й ;й5;Ш€КАЯ ) i,iU Ji«OTEKA го вторым входом с выходом пульта управления, а третьим входом - с выходом блока сравнения, подключенного первым входом к выходу программного задатчика конечной точки значения параметра, связанного вторым входом с выходом счетчика импульсов, подключенного счетным входом к выходу элемента И-НЕ, а выходом - к входу блока индикации и к входу преобразователя код - аналог, соединенного выходом с входом источника эталонного напряжения , подключенного выходом к первому входу сумматора, связанного вторым входом с входом устройства, и усилитель, отличающее ся тем-, (О что, с целью повышения надежности регулятора, в него введен двухпороговый компаратор, вход которого через усилитель связан с выходом сумматора, а выход - с четвертым входом элемента И-НЕ.