Система автоматического регулирования температуры Советский патент 1986 года по МПК G05D23/20 

Го

Изобретение относится к автоматике;, и может использоваться для регулирования температуры в электрических печах и является усовершенствованием известного устройства по авт. си. ( 487382.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 приведена блок-схема системы автоматического регулирования температуры; на фиг. 2 - временные диаграммы работы.

Система автоматического регулирования температуры -содержит потенциометр 1 с дифференциально-рычажным механизмом установки задания, преобразователь 2 перемещения, выполненный в виде катушки индуктивности с магнитным сердечником, подвижная часть которого соединена со штоком дифференциально-рычажного механизма установки задания, а на неподвижной части сердечника установлена катушка индуктивности, соединенная с фазосдвигающим устройством 3, ключ 4, формирователь 5 импульсов, тиристорный прерыватель 6 в цепи нагрузки (тиристор), датчик 7 температуры, блок 8 контроля, состоящий из генератора 9 импульсов, трансформатор 10, дополнительного формирователя 11 импульсов, переключатель 12, первого триггера 13, первую элемента 14 задержки, элемента И 15, второго триггера 16, элемента 17 сигнализации, второго элемента 18 задержки, элемента 19 пуска, а также электропечь 20. ,

Система работает следующим образом.

При включении системы автоматического регулирования в работу и установке заданного значения регулируемой температуры ручкой Задание автоматического потенциометра перемещается подвижный шток механизма задания и на выходе преобразователя 2 перемещения меняется сигнал, который сдвигает по фазе выходной сигнал фазосдвигающего устройства 3. Сигнал, сдвинутый по фазе через ключ 4,поступает на формирователь 5 импульсов тиристорным прерывателем 6. При значительном рассогласовании заданного и фактического значений регулируемой температуры в объеме печи сдвиг по фазе импульсов к управлению минимален,соответственно угол

проводимости тиристора 6 максимален и нагрев печи идет полным током.

На вход автоматического потенциометра 1 (фиг. 2) подается сигнал с датчика 7 температуры (термопары) и со вторичной обмотки трансформатора 10, генератора 9. Р1мпульсы также с генератора 9 через вторичную обмотку II трансформатора 10 подаются на вход элемента 14 задержки и второй вход триггера 13, устанавливая его первый выход в состояние 1.

Импульсы в элементе 14 задержки задерживаются на время tjaa.MMn. и не проходят через элемент И 15 в те

чение t

при единичном значе ad. мин.

нии сигнала на его втором входе. Соответственно, сигнал на выходе элемента И 15 отсутствует, триггер 16 не переключается и не подает сигнал запрету на управляющий вход ключа 4.

ИмпульсЫС обмотки трансформатора 10, нормированные по амплитуде и длительности, пройд я через усилитель потенциометра 1, снимаются с потенциального выхода усилителя (потенциальный выход потенциометра) непосредственно с обмотки синхронного двигателя , управляющее напряжение которого при исправном канале усиления промодулировано короткими импульсами.

Эти импульсы, пройдя через дополнительный формирователь 11, переключатель 12, подаются на первьм вход первого триггера 13 с задержкой .yc., равной времени прохождения сигнала (импульсов) через усилитель потенциометра. При этом триггер 13, ранее включенный по второму входу с генератора 9 импульсов, переключает в состояние О по первому выходу соответственно сигнал на первом входе элемента И 15 пропадает и появление сигнала по истечении времени задержки tjoj мин. на его втором входе не вызывает появления сигнала на выходе элемента И 15. Данное по14

ложение, когда чс.

jadсоответствует исправному состоянию канала силения потенциометра 1. В этом случае, сигнал на управление ключом 4 не проходит и канал регулирования темцературы функциониру5 нормально, осуществляя выход на задалное значение регулируемой температуры .и стабилизации режима на уровне задания. В случае отказа канала усиления потенциометра 1 (например, выход из строя элементов, сопротивления или емкости) постоянная времени переходного процесса увеличивается соответственно увеличивается и tjac.yc 1 а при полном отказе усилителя сигнал через него вообще не проходит, тогда t - к 0° , т.е. можно принять, что время задер ки - становится бесконечно большим. Тогда триггер 13, ранее включенный по второму входу с генератора 9, не включается по первому входу или включается позже (когда 14) .И на его первом входе остается единичньш сиг- нал, который поступает на первый вход элемента И 15. По истечении вре мени задержки 14 появляется сигнал на втором входе элемента И 15, соответственно появляется сигнал и на его выходе, который вызывает переключение второго триггера 16 и подачу сигнала на ключ 4, прекращая прохождение управляющих импульсов на формирователь 5 и тиристоры 6,что вызывает отключение нагревателей печи и таким образом исключает перегрев деталей и брак по-этой причине . Одновременно включается элемент 17 сигнализации появления неисправности в канале усиления системы регулирования. При перегорании сетьевого предохранителя потенциометра система аналогичным образом отрабатывает команды на отключение нагрузки. Для осуществления текущего контро ля исправности работы блока 8 контроля установлен второй элемент 18, входом соединенньй с вторичной обмот кой трансформатора 10, выход элемента 18 задержки через переключатель 12 соединяется с входом триггера 13. Время задержки сигнала t 18 выбирается примерно равным времени задержки прохождения сигнала через исправный усилитель потенциометра 1, ja5 мим . о.Л. мин. В режиме контроля весь цикл отработки команд аналогичен. Изобретение обеспечивает высокую надежность, так как позволяет своевременно выявлять случаи выхода из строя канала усиления потенциометра, исключить возникающие по этой причине случаи брака и выхода из строя оборудования, входящего в состав системы, в частности оплавление, выгорание и зашлаковка элементов объема печи из-за перегрева и выход из строя тиристора 6 из-за увеличения продолжительности включенного состояния, а также позволяет производить самоконтроль системы. :Формула изобретения Система автоматического регулирования температуры по авт. св. № 487382, отличающая ся тем, что, с целью повышения надежности в нее введены ключ и блок контроля, содержащий генератор импулбсов, трансформатор, дополнительный формирователь импульсов два триггера, два элемента задержки, элемент И,элемент сигнализации, переключатель, элемент пуска, причем ключ включен между выходом фазосдвигающего устройства и входом формирователя импульсов, выход датчика температуры подключен к входу потенциометра через одну из обмоток трансформатора, первичная обмотка которого соединена с выходом генератора . импульсов, а другая обмотка трансформатора связана с одним из входов первого триггера непосредственно и через элементы задержки соответственно с первым входом элемента И и одним из входов переключателя, другой вход которого соединен через дополнительный формирователь импульсов с потенциальным выходом потенциометра, а выход переключателя соединен с другим входом первого триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, соединенного выходом с одним из входов второго триггера,другой вход которого связан с выходом элемента пуска, а выходы второго триггера подключеы соответственно к управляющему ходу ключа и входу элемента сигнаизации.

Изобретение относится к автоматике, в частности к системам автоматического регулирования температуры электропечей, и является усовершенствованием системы автоматического регулирования по авт. св. № 487382, в которую с целью повышения ее надежности при неисправной работе усилительного канала автоматического потенциометра, выполняющего функцию измерения сигнала датчика и формирования сигнала рассогласования,введены ключ и блок контроля. Последний формирует на сигнальном входе потенциометра импульсный сигнал, поступающий с потенциального выхода потенциометра в блок контроля, где его задержка сравнивается с величиной задержки элемента задержки блока контроля, и в случае, если задержка выходного сигнала превосходит ее, что характеризует неисправность потенциометра, блок контроля подает на управляющий вход ключа, включенного последовательно в какал управления тиристорным прерывателем тока нагрузки, сигнал на прекращение подачи мощности в нагрузку. В блоке кон(Л Tpoji предусмотрен дополнительный элемент задержки и элемент сигнализации, обеспечивающие самоконтроль блока и индикацию исправной работы системы соответственно. 2 ил. 05 to liu а О5