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

Изобретение относится к автомати ческому регулированию и может быть использовано для регулирования температуры электрических печей сопротивления. Известны устройства для регулиро вания температуры, содержащие измерительный и формирующий блоки, исполнительный блок, регулирующее воз действие которого функционально свя зано с величиной и интегралом ошибк регулирования l . Недостатком таких регуляторов является низкое качество переходных процессов. Известно устройство для регулиро вания температуры, содержащее после довательно соединенные задатчик, узел сравнения, к второму входу которого подключен измерительный преобразователь, предварительный усили тель, пропорционально-интегральный блок на операционном усилителе с реэистивно-емкостными цепями, широт но-импульсный модулятор, усилитель мощности, электрический нагреватель Недостатком данного устройства является то, что интегрирование . входного сигнала приводит.к.накопле нию избыточного.потенциала на выход пропорционально-интегрального.блока значительно превышающего необходим мый для компенсации статической ошибки регулирования. Это вызывает перегрев объекта, з амедляет регулирукнцее воздействие и увеличивает время установления заданного значе , ния температуры. Цель изобретения - повышение динамической точности. Поставленная цель достигается те что в устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные задатчики, узел сравнения, предварительный усилитель , пропорционально-интегральный блок, выполненный на операционном усилителе с резистивно-емкостными цепями, широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, второй вход узла сравнения соединен с выходом измерительного преобразователя, введены управляемый ключ и огра ничитель интегральной составлягацей, причем первый вход управляемого клю ча соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, второй вход с резистором установки времени интегрирования, а выход - с общей шиной устройства, выхода ограничителя интегральной составляющей соединены с обкладками конденсатора пропорционально-интегрального блока, выход которого соединен с входом ограничителя интегральной составлякнцей. На чертеже приведена структурная схема устройства для регулирования температуры. Устройство содержит задатчик 1, узел сравнения 2, измерительный пре-образователь 3, предварительный усилитель 4, пропорционально-интегральный блок 5, ширОтно-импульсный модулятор 6, усилитель 7, операционный усилитель 8, резистор 9, конденсатор 10, ограничитель интегральной составляклцей 11, pe3HCTOpfl2 и управляемый ключ 13. Устройство для регулирования температуры работает следунадим образом. Сигнал отклонения действительного значения температуры от згщанного с выхода узла сравнения 2 усиливается в усилителе 4 и через пропорционально-интегральный блок 5 поступает на вход широтно-импульсного модулятора 6. На выходе широтно-импульсного модулятора б формируется управляияцее воздействие, пропорциональное величине и интегралу сигнала отклонения, поступающее на вход усилителя мощности 7. Ошибка при разогреве объек-та достаточно велика и превышает установленное значение зоны пропорциональности, а длительность импуль-, са широтно-импульсного модулятора б имеет максимальную.и .постоянную.ве личину и усилитель мощности 7.осуществляет непрерывный, нагрев объекта. При этом.управляемый ключ 13 разомкнут и резистор 9 оказывается отключенным от общей точки.устройства. Обрыв цепи заряда соответствует максимально возможному увеличению времени интегрирования, т.е. превращению пропорционально-интегрального блока 5 в усилит&ль сигнала отклонения, а устройства - в пропорциональный регулятор. При вхождении сигнала отклонения в зону пропорциональности длительность импульса широтно-импульсного модулятора 6 начинает уменьшаться, а величина регулирукщего воздействия становится меньше максимальной. Изменение длительности импульса приводит к тому, что управляемый ключ 13 отключает резистор 9 от общей точки только на время их длительности. В оставшуюся часть времени производится интегрирование сигнала отклонения. Чем меньше длительность импульса и величина регулирующего воздействия, тем большую часть времени резистор 9 подключен к общей точКе. Таким . образом, скорость накопления заряда интегратором оказывается зависимой от величины сигналов отклонения и регулирующего воздействия. Это способствует уменьшению избыточного заряда интегратора, достижение заанной температуры происходит с регулирующим воздействием меньшим максимального, что снижает амплитулу первого колебания регулируемой величины.

При действительной температуре, превышающей заданную, происходит смена знака сигнала на выходе блока 5, ограничитель 11 переходит в другое устойчивое состояние и исполнительными контактами не допускает накопления на Конденсаторе 10 потенциала, соответствующего перегреву объекта.

При повторной смене ошибки регулирования нагрев объекта происходит без замедления, так как не затрачивается время для перезаряда конденсатора 10. Это уменьшает амплитуду колебания в состоянии недогрев и длительность переходного процесса. .

Предлагаемое устройство позволяет получить лучшие динамические показатели регулирования по сравнению с базовым объектом, применяемым в блоке регулирования БРТ-У4.

Экономический эффект от использования блока регулирования составит 300 руб. Условная доля предлагаемого решения составляет 10%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЁМПЕРАТУИЛ, содержащее последовательно соединенные задатчик, узел сравиеиия, пре Доварите ль ный усилитель, пропорционально-интегральный блок, выполненный на операционном усилите -., / ле с резистивно-емкостными цепями, .широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, второй вход узла сравнения соединен с выходом измерительного преобразователя, отличают ее с я тем, что, с целью повышения динамической точности устройства, в него введены управляемый ключ и ограничитель интегральной составляющей, причем первый вход управляемого ключа соединен с выходом широтно импульсного мо цулятора, второй вход - с резистором установки времени интегрирования, a выход с общей шиной устройства, выходы ограничителя интегральной составляющей соединены с обкладками конденсатора пропорционально-интегрального блока, выход которого соединен с входом ограничителя интегральной составляющей. ЭР si