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

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок задания временных интервалов содержит цифровой измеритель текущего времени, управляющий элемент, коммутатор и задающие элементы, причем выход цифрового изменения текущего времени соединен с первым выходом блока и входом управляющего элемента, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, к входам которого подключены задающие элементы временных интервалов, а выход соединен с вторым выходом блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее датчик и задатчик температуры, регулятор температуры, последовательно с которым соединены исгголнительный элемент и нагреватель, а также элемент сравнения, блок задания временных интервалов, генератор импульсов, реверсивный счетчик, отличающееся тем, что, с целью снижения никовых нагрузок в электросети, в устройство введены четыре ключевых элемента, два элемента задерй ки, блок намяти, инвертор и формирователь импульсов, причем датчик температуры связан с входом регулятора через первый ключевой элемент, управляющий вход которого подключен к выходу элемента сравнения, к входам которого подсоединены первые выходы блока задания временных интервалов и блока памяти, вход которого связан с выходом реверсивного счетчика через второй ключевой элемент, управляющий вход которого подключен через инвертор к выходу регулятора и входу формирователя импульсов, выход которого связан с управляющими входами блока памяти, реверсивного счетчика и через первый элемент задержки с управляющим входом третьего ключевого элемента, через который к одному из входов реверсивного счетчика подключен второй выход блока задания вреi менных интервалов, другой вход реверсивного счетчика связан с выходом генератора (Л импульсов через четвертый ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с выходом регулятора через второй элемент задержки. ОС ас со

1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для автоматического регулирования температуры различных объектов, в частности для поддержания заданной температуры воздуха в производственных помещениях, для поддержания температуры в камерах непрерывного действия по термообработке строительных изделий, т.е. в объектах, имеющих больщую инерционность изменения температуры.

Цель изобретения - снижение пиковых нагрузок в электросети.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит регулятор температуры 1, датчик 2 температуры, исполнительный элемент 3, нагреватель 4, блок задания временных интервалов 5, содержащий цифровой измеритель текущего времени 6, управляющий элемент 15, .коммутатор 14, задающие элементы 12 и 13, элемент сравнения 7, блок памяти 8, реверсивный счетчик 9, первый ключевой элемент 17, второй ключевой элемент 23, третий ключевой элемент 22, четвертый ключевой элемент 10, генератор импульсов 11, инвертор 18, формирователь импульсов 19, первый элемент задержки 20, втсфой элемент задержки 21, задатчик температуры 16.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на задатчике 12 устанавливают время начала утреннего часа пик, например 7 ч, путем записи в задатчик (в регистр) этого числа в коде, например в коде 1-2-4-8. Запись производится с помощью клавиатуры (на чертеже не показана).

Соответственно в задатчик 13 записывается время начала вечернего часа пик, например 17 ч.

Цифровой измеритель текущего времени 6 непрерывно выдает информацию в коде 1-2-4-8 на вход элемента сравнения 7 и на элемент управления 15.

Элемент управления 15 (логическая схема сравнения) настраивается таким образом, что в интервале времени после вечернего часа пик до утреннего часа пик на выходе имеется, например «1, а в остальное время - «О.

В соответствии с этим коммутатор 14 подключает к суммирующему входу ревер- сивного счетчика 9 (через ключевой элемент 22) задатчик 12 или задатчик 13 и в счетчик 9 при открытом ключевом элементе 22 производится перезапись соответствующего кода, несущего информацию о заданном времени пик.

0 С помощью датчика 2 производится слежение за температурой на объекте, и его сигнал через замкнутый ключ 17 ooctynaeT на регулятор 1, который управляет исполнительным элементом 3, включая его при миr иимальном значении заданной температуры и выключая при максимальном, т.е. осуществляется автоматическое поддержание температуры в соответствии со значениями задатчика 16.

Исполнительный элемент 3 подключает

0 питание к нагревателю 4.

Необходимо учитывать, что устройство предназначено преимущественно для таких производств или процессов, в которых время изменения температуры на 1°С составляет

5 значительное время, например 30-40 мин, и более, т.е. объект является инерционным. Одновременно сигнал с регулятора 1 поступает на формирователь импульсов 19, который вырабатывает импульс, поступающий на управляющие входы (сброс в «О)

0 блока памяти 8 и счетчика 9, которые очищаются от записанного в них ранее результата, а через .элемент задержки 20 этот же импульс открьшает ключевой элемент 22, в результате чего происходит запись в счетчик 9 кода задатчика 12 или 13 (в зависимости от того, какой из них получен коммутатором 14, т.е. в промежутке времени от вечернего до утреннего часа пик - задатчик 12, а в промежутке времени от утреннего до вечернего часа пик - задатчик 13).

Q Элемент задержки 21 настраивается на время, несколько больщее, чем время задержки сигнала элементом 20.

Поэтому только после записи в счетчик 9 происходит поступление сигнала от регулятора 1 на управляющий вход ключа 10,

который соединяет генератор импульсов 11 с вычитающнм входом счетчика 9.

В счетчике 9 в течение всего отрезка времени, пока имеется сигнал на выходе регулятора 1, происходит вычитание импульсов, причем частота импульсов генератора 1 один импульс в минуту.

Таким образом, в счетчике 9 окажется записанным время начала часа пик за вычетом времени от момента включения до момента выключения регулятора температуры 1, т.е. момент времени, в который необходимо включить нагреватель 4 с таким расчетом, что поднятие температуры в помещении от минимально допустимого (заданного) значения до максимального произойдет к моменту наступления часа пик.

Таким образом, код счетчика 9 будет соответствовать, например, 7 ч (время начала утреннего часа пик) минус 70 мин, (5 ч 50 мин), т.е. тому времени, когда следует включить нагреватель 4, чтобы ко времени наступления часа пик успеть поднять температуру до максимального заданного значения.

При исчезновении сигнала на выходе регулятора 1 появляется сигнал на выходе инвертора 18, который открывает ключевой элемент 23 и содержимое счетчика 9 переносится в блок памяти 8.

Коды с выходов регистра 9 и измерителя текущего времени 6 поданы на входы элемента сравнения 7.

При совпадении этих кодов, т.е. когда наступит момент текущего времени, слежение за которым осуществляется измерителем 6, соответствующий хранящемуся в блоке памяти 8, произойдет срабатывание элемента сравнения 7 и его выходной сигнал поступит на управляющий вход ключа 17.

Ключ 17 кратковременно разрывает цепь от датчика 2. В результате этого включается регулятор 1, поскольку обрыв цепи от датчика 2 (термопары) воспринимается им как низкая температура на объекте (которая фактически в этот момент будет находиться в зоне «Норма).

При использовании в качестве датчика 2 не термопары, а какого-либо другого датчика температуры, например термометра сопротивления, возможно потребуется не разрыв входной цепи регулятора, а например, шунтирование его входной цепи, что не является существенным.

После изменения кода, поступающего с часов, на одну минуту выходной сигнал с элемента сравнения 7 исчезнет и ключ 17 снова подключит регулятор 1 к датчику 2, 0 однако регулятор 1 будет оставаться включенным до тех пор, пока значением температуры на объекте не достигнет максимального заданного значения, что произойдет непосредственно к моменту наступления часа пик, а это обеспечит отказ от использования нагревателей во время часа пик.

Таким образом, предложенное устройство позволит уменьшить потребление электроэнергии на поддержание температуры на объекте во время ее максимального потребления в энергосистеме, т.е. в часы пик, что обусловливает снижение стоимости оплаты электроэнергии и уменьшает дефицит электроэнергии в часы пик, это позволяет использовать ее в это время с меньшими ограничениями там, где ее применение необходимо.