Устройство для регулирования температуры Советский патент 1988 года по МПК G05D23/19 G05B23/02 

10

1409988

Изобретение относится к устройствам регулирования температуры в инерционных тепловых агрегатах с импульсной подачей преимущественно жидкого топлива, например, в печах обжига карамических изделий.

Целью изобретения является повыше ние надежности устройства за счет обеспечения контроля неисправностей, связанных с работой системы нагнета- 1ия топлива, тракта подачи топлива или клапана импульсной подачи топлива.

На чертеже изображена блок-схема стройства.

Устройство содержит объект 1 управления, который содержит датчик 2 температуры, задатчик 3 температуры, блок 4 сравнения, мультивибратор 5 2. регулируемой частотой в зависимости эт напряжения на его входе, ключ 6, выходной усилитель 7, клапан 8 импульсной подачи топлива, датчик 9 давлествующий значению температуры, заданной задатчиком 3,

Результат сравнения, т.е. сигнал, соответствующий разности между заданной и фактической температурой объекта 1 , с выхода блока 4 сравнения подается на вход мультивибратора 5, который в зависимости от величины входного сигнала вьфабатывает щ)опор- циональное число импульсов. При равенстве сигналов с датчика 2 и задат- чика 3 сигнал на выходе блока 4 сравнения равен нулю, а следовательно, 15 мультивибратор 5 импульсов не вырабатывает (частота импульсов равна нулю) и клапан 8 не срабатывает, тем самым прекращается подача топлива. При уменьшении температуры объекта ,1 от заданного задатчиком 3 значения

на выходе блока 4 сравнения появляется сигнал, пропорциональный разности значений сигналов на его входах, которьш поступает на вход муль20

яия, формирователь 10 импyльca стро- 25 тивибратора 5, и последний вырабаты35

40

бируемый усилитель 11 напряжения, элемент 12 задержки, элемент НЕ 13, элемент И 14, триггер 15, элемент 16 индикации, установочный вход 17 (Устройства, тракт 18 подачи топлива. качестве датчика 9 давления может быть использован, например, датчик тьезоэлектрического типа, устанавливаемый с внутренней или внешней сто- зоны трубопровода тракта 18 подачи топлива на входе или выходе клапана 8 импульсной подачи топлива.

Устройство работает следующим |эбразом.

Перед включением устройства в ра- |боту оно приводится в исходное состо- |яние подачей сигнала (например, от ЭВМ или другого устройства) на уста- ювочньй вход 17 триггера 15. При (этом триггер 15 устанавливается в состояние, при котором на его прямом (выходе, подключенном к ключу 6 и Элементу 16 индикации, появляется сигнал. Этим Сигналом включается элемент 16 индикации и на управляющий рход ключа 6 подается разрешающий сигнал.

Температура внутри объекта 1 лечи (одной из зон печи) измеряется с по- Мощью датчика 2, и сигнал, соответст- |вующий измеренной температуре, подается на один из входов блока 4 сравнения, на второй вход которого сравнения поступает сигнал, соответвает пропорциональное число импульсов, поступающих на вход ключа 6. Однако на выход ключа 6 (а следовательно, на вход и выход выходного 30 усилителя 7 и вход клапана 8) импульс проходит лишь в том случае, если на выходе триггера 15 имеется разрешаюищй сигнал, приложенньп к управляющему входу ключа 6. Поскольку начальньш пуск осуществлен с внешнего устройства (по входу 17) и с выхода триггера 15 на упрввляющий вход ключа 6 поступает разрешающий сигнал, то первый импульс с выхода мультивибратора 5 проходит через ключ 6 и через выходной усилитель 7 и на вход клапана 8 поступает импульс, вкхоочив последний. Если при этом клапан 8 действительно включился и исправен (не разгерметизирован) тракт 18 подачи топлива, а также исправна система нагнетания топлива, то в момент включения клапана 8 датчиком 9 давления с помощью формирователя 1 О 1Л4- пульсов будет зафиксирован перепад давления в тракте 18, вызванньй открытием и подачей топлива под давлением. Сформированный формирователем 10 импульс подается на вход строби- руемого усилителя 11, на управляющий вход которого в этот момент поступает разрешающий сигнал с выхода элемента 12 задержки (поскольку элемент 12 задержки включен тем же

45

50

0

ствующий значению температуры, заданной задатчиком 3,

Результат сравнения, т.е. сигнал, соответствующий разности между заданной и фактической температурой объекта 1 , с выхода блока 4 сравнения подается на вход мультивибратора 5, который в зависимости от величины входного сигнала вьфабатывает щ)опор- циональное число импульсов. При равенстве сигналов с датчика 2 и задат- чика 3 сигнал на выходе блока 4 сравнения равен нулю, а следовательно, 5 мультивибратор 5 импульсов не вырабатывает (частота импульсов равна нулю) и клапан 8 не срабатывает, тем самым прекращается подача топлива. При уменьшении температуры объекта ,1 от заданного задатчиком 3 значения

на выходе блока 4 сравнения появляется сигнал, пропорциональный разности значений сигналов на его входах, которьш поступает на вход муль0

5

0

вает пропорциональное число импульсов, поступающих на вход ключа 6. Однако на выход ключа 6 (а следовательно, на вход и выход выходного 0 усилителя 7 и вход клапана 8) импульс проходит лишь в том случае, если на выходе триггера 15 имеется разрешаюищй сигнал, приложенньп к управляющему входу ключа 6. Поскольку начальньш пуск осуществлен с внешнего устройства (по входу 17) и с выхода триггера 15 на упрввляющий вход ключа 6 поступает разрешающий сигнал, то первый импульс с выхода мультивибратора 5 проходит через ключ 6 и через выходной усилитель 7 и на вход клапана 8 поступает импульс, вкхоочив последний. Если при этом клапан 8 действительно включился и исправен (не разгерметизирован) тракт 18 подачи топлива, а также исправна система нагнетания топлива, то в момент включения клапана 8 датчиком 9 давления с помощью формирователя 1 О 1Л4- пульсов будет зафиксирован перепад давления в тракте 18, вызванньй открытием и подачей топлива под давлением. Сформированный формирователем 10 импульс подается на вход строби- руемого усилителя 11, на управляющий вход которого в этот момент поступает разрешающий сигнал с выхода элемента 12 задержки (поскольку элемент 12 задержки включен тем же

5

0

импульсом с выхода мультивибратора 5, от которого сработал и клапан 8). При этом вьщержка времени элемента 12 задержки выбирается с учетом вре- манн срабатывания ключа 6, выходного усилителя 7, клапана В, датчика 9 и формирователя 10. Сигнал с выхода стробируемого усилителя 11 поступает на вход элемента НЕ 13, на вы- ходе которого имеется нулевой сигнал который подается на один из входов элемента И 14, Поэтому несмотря на то, что на второй вход элемента И 14 в этот момент с выхода элемен- та 12 задержки поступает разрешающий (единичный) сигнал, на выходе элемента И 14 имеется нулевой сигнал и триггер 15 остается в исходном состоянии, разрешая прохождение вто- iporo импульса на выход ключа 6, что вызывает новое срабатывание клапана 8. Таким образом обеспечивается включение клапана 8 с частотой, про,порциональной значению сигнала рас- согласования между заданной и фактической температурами объекта.

В случае несрабатьшания датчика 9 по любой причине (разгерметизации тракта 18 подачи топлива или прекращения подачи топлива в тракт) датчиком 9 не фиксируется перепад давления и формирователь 10 импульсов не выдает сигнал на вход стробируемого усилителя 11, на выходе которого нулевой сигнал, подаваемый на вход элемента НЕ 13. С выхода последнего на соответствующий вход элемента И 14 поступает единичный сигнал. В этот момент единичный сигнал подается с элемента 12 задержки на первый вход элемента И 14, на выходе которого появляется единичный сигнал, устанавливамщий триггер 15 в состояние, при котором снимается сигнал с управляющего входа ключа 6 (запрещая тем сами прохождение импульсов мультивибратора 5, а следовательно, и включение клапана 8), а также отключается элемент 16 индикации, что сигнализирует о неисправности в системе, подачи топлива.

Таким образом, при любой неисправности клапана (в том числе при коротком замыкании его катушки), а также при любых неисправностях в тркте подачи топлива или прекращении подачи топлива в трак 18, устройство автоматически прекращает включение клапана 8 и сигнализирует (путем отключения элемента 16 индикации) аварийное состояние.