Устройство для регулирования температуры Советский патент 1987 года по МПК G05D23/19 

Эффект экономии электроэнергии и увеличения ресурса работы достигается введением реле 14 и 16, с помощью которых отключается от источника пита1 .

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и предназначено для регулирования температуры в системах поддерживания темпе- ратурно-влажностного режима для обеспечения комфортных условий Деятельности персонала при ограниченных объемах помещений и ресурсах электроэнергии в системах с повьшенными требованиями к временному ресурсу работы технического оборудования, где, например, используются для обогрева объекта секционные электрокалориферы и для охлаждения холодильные агрегаты .

Целъ изобретения - экономия энергии за счет отключения устройства в периоды нахождения температуры в за- данных пределах, увеличение ресурса работы устройства за счет сокращения времени нахождения во включенном состоянии.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 и 3 - алгоритм его работы.

Устройство для регулирования температуры содержит источник 1 питав:ия, секционный нагреватель 2, объект 3 управления, датчик 4 температуры, микропроцессор 5 с оперативной памятью 6 и постоянной памятью 7, ре- гистр ввода 8 и вывода 9 параллельного интерфейса, таймер 10, блок 11 питания, дистанционный переключатель 12, вторую шину 13 источника питания, реле 14 включения с контактами 14-1 и 14-2, диоды 15-1 - 15-4, реле 16 выключения с контактом 16-1, оп- троны 17 и 18, резистор 19 и перв- то шину 20 источника питания.

Устройство работает следующим образом.

При нахождении значения температуры в заданных пределах контакты датчика 4 paзo acнyты и устройство регулирования не работает. В случае выхония и включается микроЭВМ вместе с блоком питания на время нахождения регулируемой величины в зоне нечувствительности. 3 ил.

5

да температуры в объекте 3 управления из контролируемых границ замыкается контакт датчика 4, что приводит к срабатыванию реле 14 включения и за- 5 мыканию его контактов 14-1 и 14-2, Контакт 14-1 подключает блок 1 питания к шинам 13 и 20 источника 1 питания. Блок 11 питания подает требуемые уровни напряжения на таймер 10,

микропроцессор 5, оперативную память 6, постоянную память 7. Это приводит к включению микропроцессора и выход на требуемую ячейку в постоянной памяти 7. Начинает выполняться программа, записанная в постоянной памяти. Далее работа устройства происходит в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.2. Начало работы обозначено в блоке 21.

0 В блоке 22 происходит инициализация работы (сброс внешних устройств, подготовка ячеек памяти и т.д.). Затем через регистр 8 ввода принимается текущее состояние датчика 4 температуры, подключенного через оптро- ны (блок 23) и вводится комбинация включенных подсекций m нагревателя 2 (блок 24). Величина начального изменения мощности АР принимается равной

0 А - константе для данного объекта управления (блок 25). Далее в соответствии с введенной в блок 23 информацией в блоке 26 определяется уровень достигнутой температурой грани5 цы (верхний или нижний), на основе чего определяется знак приращения мощности на нагревателе (блок 27). В блоке 28 формируется новая комбинация включенных подсекций в соответ0 ствии с требуемым изменением мощности дР и выданной в объект мощностью ранее, а затем новая комбинация подсекций вьщается через выходной pe-j гистр (фиг,О на дистанционный пере5 ключатель 12, коммутирующий подсекции с источником 1 питания (блок 29).

5

31341623

После этого начинается отсчет задан- регулирования завершается. Конец раного промежутка времени Г (блок 30), в течение которого датчик температуры должен разомкнуться. Если размыкания не произошло за время (блок 33), то значит приращение мощности dP было недостаточным и его нужно iувеличить (блок 34) в 2 раза, а затем повторить все операции, начиная с блока 27, с новым значением 4 Р. В блоке 31 вводится состояние датчика 4 температуры через регистр 11, а .в блоке 32 проверяется наличие сигнала датчика 4. Как только пропадет сигнал от датчика 4, сбрасывается отсчет времени Т (блок 35) и начинается отсчет интервалов времени Т и Т, (блок 36), где Т - время изменения темпера- туры в объекте 3 управления от одного уровня границы до другого при задании приращения мощности на нагревателях; 2, заданный интервал времени. Отсутствие сигнала от датчика . температуры в течение времени i-. °з начает окончание процесса регулирования в данном такте управления (под тактом понимается процесс регулирования от включения до выключения устройства регулирования).

В блоках 37 и 38 вводится состояние датчика 4 температуры через регистр 8 и анализируется, замкнулся ли он. Если датчик 4 замкнулся, температура в объекте достигла противоположного уровня (блок 10), то в соответствии с вычисленным временем Т (блок 36) и до окончания интервала

10

боты обозначен блоком 44. . I

Предлагаемое устройство регулиро5 вания с приведенным алгоритмом работы за счет введения новых элементов обеспечивает высокие качества регулирования за счет фиксации в памяти микропроцессора динамических характеристик объекта и постоянного корректирования этих характеристик при их изменении. Причем все операции процессор выполняет только при отклонении температуры от нормы. В нормальных условиях, при отсутствии отклонения температуры, регулирование не нужно и процессор отключен и не потребляет; энергию.

15

20 ф

ормула изобретения

25

Устройство для регулирования температуры, содержащее п-секционный нагреватель, источник питания, трехпо- зиционный датчик температуры, дистанционный переключатель секций нагревателя, диоды, оптроны, резистор, микропроцессор с оперативной и постоянной памятью, регистры ввода и вывода

30 параллельного интерфейса, таймер, блок питания, к которому через щину питания подключен микропроцессор, ко- торьш тактовым вводом, соединен с выходом таймера через шины адреса

35 данных и управления регистрами ввода и вывода параллельного интерфейса, оперативной и постоянной памятью, отличающее.с я тем, что, с

целью экономии энергии, увеличения времени Т (блок 39), а также по из- до ресурса работы устройства, в него менению состояния датчика (блок 40)

введены реле включения и реле выключения, причем п выходов регистра вывода параллельного интерфейса соединены с управляющими входами коммути- 45 рующих элементов дистанционного переключателя секций нагревателя, информационные выходы которых соединены с п входами регистра ввода параллель-

рассчитывается требуемое приращение мощности dР по формуле блока 41: йР - КТ и повторяется алгоритм, начиная с блока 27. Если же значение температуры в объекте вернулось к прежней границе, то следует переход на блок 34. Такт регулирования завершается

при условии отсутствия сигнала датчи- интерфейса, первая шина источника 4 температуры (блок 42) в течд- а питания соединена через первый ние заданного промежутка времени Г. . . замыкающий контакт реле включения с В конце такта работы вьщается коман- первым вводом блока питания, а также да из выходного регистра 9 на включе- о средним контактом датчика темпера- ние реле 16 (блок 43), что приводит .pypj,, „ через первый диод и второй за- к размыканию контакта 16-1, отключе- g мыкающий контакт реле включения с нию реле 14 и снятию напряжения с первым вьшодом обмотки этого реле, а блока 11 питания вследствие размыка- через второй и третий диода соединения контакта 14-2. Прекращается пода- на с крайними контактами.датчика тем- ча питания на узлы устройства, такт пературЬ, которые также соединены че

боты обозначен блоком 44. . I

Предлагаемое устройство регулирования с приведенным алгоритмом работы за счет введения новых элементов обеспечивает высокие качества регулирования за счет фиксации в памяти микропроцессора динамических характеристик объекта и постоянного корректирования этих характеристик при их изменении. Причем все операции процессор выполняет только при отклонении температуры от нормы. В нормальных условиях, при отсутствии отклонения температуры, регулирование не нужно и процессор отключен и не потребляет; энергию.

20 ф

ормула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее п-секционный нагреватель, источник питания, трехпо- зиционный датчик температуры, дистанционный переключатель секций нагревателя, диоды, оптроны, резистор, микропроцессор с оперативной и постоянной памятью, регистры ввода и вывода

параллельного интерфейса, таймер, блок питания, к которому через щину питания подключен микропроцессор, ко- торьш тактовым вводом, соединен с выходом таймера через шины адреса

данных и управления регистрами ввода вывода параллельного интерфейса, оперативной и постоянной памятью, отличающее.с я тем, что, с

целью экономии энергии, увеличения до ресурса работы устройства, в него

введены реле включения и реле выключения, причем п выходов регистра вывода параллельного интерфейса соединены с управляющими входами коммути- 45 рующих элементов дистанционного переключателя секций нагревателя, информационные выходы которых соединены с п входами регистра ввода параллель-

513416236 .

рез управляющие цепи первого и второ- выход регистра вьгоода соединен через го оптррнов и резистор с второй ши:- обмотку реле выключения и параллельной источника питания и вторым вводом блока питания, минусовая шина блока питания соединена через исполнительные цепи оптронов с (п 1)-м

ный ей включенный четвертый диод с плюсовой шиной блока питания, вьгеод обмотки реле включения соединен через размыкающий контакт реле отключе ния с второй шиной источника питания.

и (п + 2)-м входами регистра ввода параллельного интерфейса, (п + 1)-й

выход регистра вьгоода соединен через обмотку реле выключения и параллельный ей включенный четвертый диод с плюсовой шиной блока питания, вьгеод обмотки реле включения соединен через размыкающий контакт реле отключения с второй шиной источника питания.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и предназначено для регулирования температуры в системах поддержания темпера- турно-влажностиого режима для обеспечения комфортных условий деятельности персонала при ограниченных объемах помещений и ресурсах электроэнергии. Цель изобретения - экономия энергии, увеличение ресурса работы устройства. Устройство содержит источник питания 1, дистанционный переключатель 12 секций нагревателя, трехпозиционньш датчик температуры 4, диоды 15-1 - 15-4, оптроны 17, 18, резистор 19, микропроцессор с ОЗУ 6 и ПЗУ 7, регистры ввода 8 и вывода 9 параллельного интерфейса, таймер 10, блок питания 11, включение и выключение которого производится с помощью реле 14 и 16, связанных с датчиком температуры 4 и регистром вывода 9. i (Л С

21 С Начало j

22

Инициализация poffo/пь/

23

вбод состояния

dff/77e/l//fff

г

BSodAf

28

)

29

/У подсе/ ции

JO

Но(ало omcf/ema

е

25

31

ввод СОСЛ7ОРНС/Я a/77f/l//fC7

26

Определе/ це уровне

32

27

Определе/ ив зма/(а Р

J5

OffOHvanue omct/emci инл7ер ала ft

®

Фиг.2

J6

Наголо omci efTJa ингперёалоб Т, 2}

JJ

J4

АР 2ЛР

39

/ OHei4 omct/e/TTo бремени т; fi

40

Нет / ос/77ояни1 a/77V(//fa измеHi/ ОСЬ

4J

O/77/f/7/ ve e ycmpoiJCf77Sa

4/

Рас ёш/ЛР/ КТ

4«

( Конец J

Фиг.З

Составитель Я. Гречишников Редактор Ю. Петрушко Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

Заказ 5726

Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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