Цифровой регулятор Советский патент 1987 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для регулирования температуры в электрических устройствах, а также в системах регулирования микроклимата с эл ктрокалориферами.

Цель изобретения - повьшение точ- 1НОСТИ регулирования, упрощение и рас- Ширение функциональных возможностей регулятора.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового регулятора.

Цифровой регулятор содержит измерительный мост 1, задатчик 2, первый

преобразователя, кроме того, непосредственно подаются на первый 11 и второй 12 преобразователи семисег- ментного кода в двоично-десятичный,

5 выполненные, например, на постоянных запоминающих устройствах типа КР556РТ4, для которых входной семи- сегментный код АЦП является адресом, по которому из них считывается соот 0 ветствующий ему двоичный код. Двоичный код преобразователей 11 и 12 периодически записывается в блок 7 формирования управляющих сигналов, где преобразуется в сигналы управления бло3 и второй 4 переключатели, суммирую- 5 ком 8 вентилей,Знак сигнала рассогласощий усилитель 5, цифровой вольтметр 6, блок 7 формиров ания управляющих сигналов, блок 8 вентилей.

Аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 цифровых индикаторов,первый 11 и второй 12 преобразователи семисегментного кода в двоично-десятичный.

Цифровой регулятор работает следующим образом.

Измерительный мост 1 выдает сигнал о текущей температуре задатчйка,этот сигнал равен нулю при задатчика и изменяет свою полярность относи20

25

вания суммирующего усилителя индицируется также на блоке 10. Максимальное значение кода сигнала рассогласования , т.е. возможны градаций управляющего сигнала блоком вентилей, что вполне достаточно для прецизион- ного регулирования температуры. Величина сигнала рассогласования может регулироваться изменением коэффициента усиления суммирующего усилителя, что приводит к регулированию зоны пропорциональности цифрового регулятора. Для-того, чтобы при нуле сигнала рассогласования в нагрузке вытельно общей шины при изменении тем- ЗО делялось 50% мощности, в блок 7 фор- пературы задатчика относительно 0°С. .Сигнал с измерительного моста в зависимости от режима работы регулятора может быть подан или на суммирующий усилитель 5 (в режиме регулятора), или.на вход цифрового вольтметра 6 (при контроле текущей температуры) . Контроль производится нажатием переключателя 3. Сигнал с задат i мирования управляющих сигналов запи- сывается периодически код 100, тогда в зависимости от знака рассогласования, подаваемого с цифрового вольт- 35 метра в блок 7, происходит или суммирование кода преобразователей 11 и ,12 (при уменьшении температуры задатчика относительно задания) с кодом 100, или его вычитание. В результате

чика 2 также может быть подан пере- 40 диапазон регулирования подводимой к

ключателем или на вход суммирующего усшштейя 5, или на вход цифрового вольтметра 6 для установки точной температуры задания по цифровому индикатору. В режиме регулятора сигналы 45 моста 1 и задатчика 2 подаются на входы суммирующего усилителя 5, определяющего сигнал рассогласования меж- ду заданной и текущей температурами. С выхода суммирующего усилителя сигнал рассогласования подается на вход аналого-цифрового преобразователя 9 цифрового вольтметра, выполненного, например, на микросхеме КР572ПВ2, имеющего выход в семисегментном статическом коде непосредственно для управления блоком 10 цифровых индикато- ров (например, АЛС324Б). Выходы двух младших разрядов аналого-цифрового

55

50

преобразователя, кроме того, непосредственно подаются на первый 11 и второй 12 преобразователи семисег- ментного кода в двоично-десятичный,

выполненные, например, на постоянных запоминающих устройствах типа КР556РТ4, для которых входной семи- сегментный код АЦП является адресом, по которому из них считывается соответствующий ему двоичный код. Двоичный код преобразователей 11 и 12 периодически записывается в блок 7 формирования управляющих сигналов, где преобразуется в сигналы управления бло0

5

вания суммирующего усилителя индицируется также на блоке 10. Максимальное значение кода сигнала рассогласования , т.е. возможны градаций управляющего сигнала блоком вентилей, что вполне достаточно для прецизион- ного регулирования температуры. Величина сигнала рассогласования может регулироваться изменением коэффициента усиления суммирующего усилителя, что приводит к регулированию зоны пропорциональности цифрового регулятора. Для-того, чтобы при нуле сигнала рассогласования в нагрузке выделялось 50% мощности, в блок 7 фор-

мирования управляющих сигналов запи- сывается периодически код 100, тогда в зависимости от знака рассогласования, подаваемого с цифрового вольт- метра в блок 7, происходит или суммирование кода преобразователей 11 и 12 (при уменьшении температуры задатчика относительно задания) с кодом 100, или его вычитание. В результате

5

вентилям мощности может изменяться от 1/200 до 198/200 полной мощности . и имеет промежуточных стабильных значений. При работе аналого-цифрового преобразователя на тактовой частоте f, ранной 100 кГц, смена кода на выходе преобразователей 11, 12 происходит с периодом Т 16 10 /f, равньрч 0,16 с, и даже при скачкообразном изменении сигнала рассогласования переходный процесс будет длиться не более (4-5) Т - 0,8 с, что мало по сравнению со скоростью переходных процессов в объекте. В связи с 5 тем, что код аналого-цифрового преобразователя в любой момент может быть считан (через преобразователи 11 и 12) в блок 7 и не требуется никакого пересчета кода, переходный процесс

0

в системе с цифровым регулятором быстро заканчивается и не имеет колебаний, что повышает ее устойчивость. Контроль текущей температуры задат- чика производится нажатием переклю- чателя 3, контроль и установка температуры задания - нажатием переключателя 4, при этом диапазон индицируемых температур установлен от -199,9 до +199,9°С. Соответствие по- казаний аналого-цифрового преобразователя действительной температуры достигается регулировкой опорного напряжения.

Технико-экономическая эффектив- ность изобретения заключается в упрощении схемы регулятора, так как он не содержит многих блоков, примененных в прототипе, а также в повышении точности и качества регулирования температуры, в возможности ее контроля и установки с высокой точностью по цифровому индикатору.

Форм у л а изобретения

1. Цифровой регулятор, содержащий измерительный мост, задатчик, суммирующий усилитель, блок формирования управляющих сигналов, подключенный выходами к управляющим входам блока вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности упрощения и расширения функциональных возможностей регулятора, введе-

Составитель В. Башкиров Редактор М. Бандура Техред И.Попович Корректор, С. Шекмар

Заказ 1310/48 Тираж 864 Подписное ° ВНИИПИ Государственного комитет СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

ны первый и второй переключатели, соединенные соответственно первыми подвижными контактами с выходами измерительного моста и задатчика, а первыми нормально замкнутыни контактами - с первым и вторым входами суммирующего усилителя, выход которого соединен с вторым подвижным контактом первого переключателя, подключенного вторым нормально замкнутым контактом к второму подвижному контакту второго переключателя, второй нормально замкнутый контакт которого соединен с входом цифрового вольтметра, выходы знакового и значащих разрядов цифрового вольтметра соединены с соответствующими входами блока формирования управляющих сигналов, а нормально разомкнутые контакты переключателей объединены.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что цифровой вольтметр содержит аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к входу цифрового вольтметра, выходами разрядов - к входам блока цифровых индикаторов, а выходами двух младших разрядов - соответственно к входам первого и второго преобразователей семисегментного кода в двоично-десятичный, выходы значащих разрядов которых и выход знакового разряда аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими выходами цифрового вольтметра.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для регулирования температуры в электрических устройствах и в системах регулирования микроклимата с электрокалориферами. Цель изобретения - повышение точности регулирования, упрссцение и расширение функциональных возможностей регулятора. Цифровой регулятор содержит измерительный мост 1, задатчик 2, первый 3 и второй 4 переключатели,суммирующий усилитель 5, цифровой вольтметр 6, блок 7 формирования управляющих сигналов и блок 8 вентилей. Цель изобретения достигается за счет введения переключателей 3 и 4 и цифрового вольтметра 6. 1 ил. € (Л Г. I :.:. ./1 ОО О 4