Устройство для программного регулирования температуры Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 G05B19/18 

Изобретение относится к устройствам для программного регулирования температуры различных технологических процессов и может быть использовано, например, при спекании прозрачной электрооптической сегнетокерамики.

Программа регулирования температуры для получения прозрачной электрооптической сегнетокерамики должна состоять из определенного числа участков с постоянной в пределах участка скоростью изменения температуры (участки нагрева или охлаждения) и определенного числа участков выдержки заданной температуры. Для получения прозрачной электрооптической сегнетокерамики в настоящее время необходима программа регулирования температуры, состоящая из 10-20 разного рода участков.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления.

Устройство содержит пусковой элемент 1, блок управления 2, блок задания параметров программы 3, содержащий счетчик импульсов 4, блок памяти 5, блок ввода программы 6, управляемый делитель частоты 7, блок сравнения 8, блок уставок температуры 9, включающий реверсивный счетчик импульсов 10, преобразователь коднапряжение 11, блок вычитания 12, исполнительный элемент 13, нагреватель 14, датчик температуры 15, объект 16. Блок управления содержит триггер 17, элемент И-18.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в устройство с помощью блока ввода программы 6 оператором вводятся данные, о программе изменения температуры. При включении устройства в работу по заданной программе от пускового элемента 1 на блок управления 2 поступает команда о начале программы. Из блока управления 2 на счетчик 4 блока задания параметров программы 3 поступает команда, которая устанавливает счетчик 4 в состояние, в котором блок памяти 5 выдает информацию о первом участке программы: о скорости изменения температуры - на управляемый делитель частоты 7, о предельной температуре участка - на блок сравнения 8, о направлении изменения температуры - на реверсивный счетчик 10 блока уставок температур 9. От управляемого делителя частоты 7 поступают импульсы на реверсивный счетчик 10 с частотой следования, определяемой заданной в блоке памяти 5 блока задания параметров программы 3 информацией о скорости изменения температуры на первом участке программы. Состояние реверсивного счетчика 10, соответствующее числу поступивших импульсов, преобразователь 11 преобразует в напряжение, которое в блоке вычитания 12 сравнивается с сигналом

датчика температуры 15, который характеризует температуру объекта в текущем моменте. Разность между сигналом температуры объекта и выходным напряжением преобразователя 11 управляет исполнительным элементом 13, определяющим ток через нагреватель 14. Температура объекта 16 изменяется до тех пор, пока выходной сигнал датчика температуры 15 не станет равным выходному сигналу преобразователя 11.

0 Таким образом, выходной сигнал преобразователя 11 определяет температуру объекта. В блоке сравнения 8 сравнивается код, соответствующий состоянию реверсивного счетчика 10, с поступающим от блока задания параметров програл}мы 3 кодом, задающим предельную температуру первого участка программы температуры. При достижении реверсивным счетчиком 10 состояния, соответствующего предельной температуре первого участка программы, блок

0 сравнения 8 выдает команду на блок управления 2 о конце первого участка программы температуры. Из блока управления

2 поступает команда на счетчик 4 блока задания параметров программы 3, которая устанавливает счетчик в состояние, в ко тором блок памяти 5 выдает информацию о втором участке программы температуры. Реверсивный счетчик 10 продолжает счет импульсов с частотой следования, определяемой заданной в блоке памяти 5 блока задания параметров программы 3 информацией о скорости изменения температуры на втором участке программы температуры до состояния, определяемого выдаваемой из блока памяти 5 блока задания параметров программы 3 на блок сравнения 8 и информацией о предельной температуре второго участка программы температуры и т. д. Участки выдержки температуры фактически представляются участками с наименьшей скоростью изменения температуры. Работа устройства на этих участках особенностей не имеет. После выполнения последнего участка программы из блока задания параметров программы 3 поступает команда на блок управления 2 и об окончании программы и выдача информации из блока задания параметров программы 3 прекращается.

Пусковой элемент 1 представляет собой устройство, формирующее одиночный импульс при нажатии кнопки.

Блок памяти 5 представляет собой оперативное запоминающее устройство объемом 16 слов на 10 двоичных разрядов, выдает информацию о скорости изменения температуры (10 двоичных разрядов) о направлении изменения температуры (2 двоичных

разряда), о предельной температуре участка программы температуры (10 двоичных разрядов) и о конце программы температуры (один двоичный разряд). Участок программы температуры, о котором выдается информация, определяется состоянием счетчика 4.

Блок ввода программы 6 представляет собой блок выключателей и кнопок, с помощью которых элементы блока памяти 5 переводятся в режим записи информации и на соответствующие их входы подаются напряжения «О или «1 согласно записанной в двоичном коде программе изменения температуры.

Блок вычитания 12 представляет собой включенный последовательно с термопарой датчика температуры 15 прецизионный резистор, на котором выходным током цифроаналогового преобразователя 11 формируется программное напряжение. Резистор и термопара включены таким образом, чтобы их напряжения вычитались друг от друга на выходных зажимах блока вычитания.

Исполнительный элемент 13 представляет собой высокоточный регулятор температуры ВРТ-2, выходной ток которого нагревает нагреватель 14 печи, в котором расположен объект 16, температуру которого необходимо изменять по заданной программе. Датчик температуры 15 - термопара.

Блок управления работает следующим образом.

Импульс команды от пускового элемента 1 передается непосредственно на счетчик 4 блока задания параметров программы 3, устанавливая его в состоянии «О, а также устанавливает триггер 17 в состояние «1, что разрещает в дальнейщем прохождение импульсов от блока сравнения 8 через элемент И-18 на счетчик 4 в конце каждого участка программы температуры. В конце программы температур от блока памяти 5 блока задания параметров программы

3 на блок управления 2 поступает импульс, устанавливающий триггер 17 в состояние «О, что запрещает прохождение импульсов от блока сравнения 8 на счетчик 4. В начале программы импульсом от блока управления 2 счетчик устанавливается в состояние «О, соответствующее первому участку программы температуры, а в дальнейшем импульсами от блока управления 2 в состояния 1, 2, 3, ..., (п-1), (п - число участков программы температуры, ), соответствующие остальным участкам программы температуры.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее реверсивный счетчик импульсов, соединенный разрядными выходами с первым входом блока сравнения и с входом преобразователя код-напряжение, подключенного выходом к первому входу блока вычитания, связанного вторым входом с выходом датчика температуры, а выходом - с входом исполнительного элемента нагревателя, пусковой элемент, отличающееся тем. что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, в него введены блок памяти, блок ввода программы, счетчик импульсов, управляемый делитель частоты и блок управления, содержащий элемент И и триггер, подключенный прямым входом к выходу пускового элемента и к входу обнуления счетчика импульсов, нулевым входом - к первому выходу блока памяти, а прямым выходом - к первому входу элемента И, связанного вторым входом с выходом блока сравнения, а выходом - со счетным входом счетчика импульсов, подключенного разрядными выходами к управляющему входу блока памяти, соединенного информационным входом с выходом блока ввода программы, вторым выходом - с втоi рым входом блока сравнения, третьим выходом - с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов, а четвертым выходом - с входом управляемого делителя частоты, подключенного выходом к счетному входу реверсивного счетчика импульсов. ;о ю

17

R

Фиг. 2.