Устройство для регулирования температуры Советский патент 1989 года по МПК G05D23/22 

Изобретение относится к области регулирования температуры или других параметров , в частности касается систем терморегулирования с термопарами, и может быть использовано для регулирования параметров в ответственных технологических объектах, например температуры в зоне выработки стекломассы в стекловаренных , в индукционных печах для плавки цветных металлов, или в объектах с малыми постоянными времени и без самовыравнивания, где требуется высокая точность

и быстродействие и недопустимы аварийные режимы, возникающие при выходе из строя термоэлектрических датчиков и усилителей регуляторов.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет повышения оперативности определения неисправности.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока синхронизации; на фиг.3 - графическое изображение процесса контроля неисправности термоэлектриСП

о

00 42

ческого датчика и усилителя постоянного тока.

Устройство содержит термоэлектригулятора 9, где сравнивается с сигналом задатчика 8. Сигнал ошибки преобразовывается регулятором 9 по задан

Изобретение относится к регулированию температуры или других параметров , в частности, к устройствам терморегулирования, и может быть использовано для регулирования параметров в ответственных технологических объектах. Целью изобретения является повышение надежности в работе систем регулирования за счет оперативного определения неисправности датчика и регулятора при помощи дополнительно установленных блоков контроля неисправности, в которых контроль исправности термоэлектрических датчиков и усилителя регулятора производится с помощью устройства выборки и запоминания и компаратора, сравнивающего значения ЭДС термопары или напряжение на выходе усилителя в моменты, сдвинутые по времени. Устройство содержит термоэлектрический датчик, усилитель переменного тока с детектором, задатчик, регулятор, блок ручного управления, исполнительный усилитель постоянного тока, блоки контроля, неисправности, состоящие из элемента выборки и хранения, двух ключей, компаратора, C-триггера и элемента индикации, блоки управления, состоящие из генератора импульсов, трех C-триггеров и трех элементов задержки. 3 ил.

ческий датчик 1, усилитель 2 перемен- ному закону в управляюирш сигнал, коного тока, например, вьтолненный на усилителе переменного тока с детектором на выходе, усилитель 3 постоянного тока, например, состоящий из последовательно соединенных модулятора, усилителя переменного тока и демодулятора, первьш 4 и второй 5 блоки контроля неисправности, блок 6 синхронизации, элемент ШШ 7,задатчик 8,

торыи поступает на исполнительный блок 12.

При выходе из строя термоэлектрического датчика 1 или усилителя 3 10 постоянного тока, например, в момент времени tg, напряжение на выходе усилителя 2 (при выходе из строя термоэлектрического датчика) или усилителя 3 постоянного тока (при выходе его

регулятор 9, блок 10 ручного управле-15 из строя) резко меняется (фиг. 3,

ния, кнопку 11 сброса, исполнительный блок 12. Блоки 4 и 5 выполнены идентично и содержат последовательно соединенные элемент 13 выборки и хранения, ключи 14 и 15, компаратор 16, 20 КС-триггер 17, элемент 18 индикации. Блок 6 синхронизации (фиг. 2) состоит из генератора 19 КС-триггеров 2U - 22 и элементов 23-25 задержки.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии неисправности термоэлектрического датчика 1 усиленньй с помощью усилителя 2 или усилителя

25

кривая 2). В момент tn в компараторе .16 происходит сравнение текущего значения U и хранимого в элементе 13 выборки и хранения U,. Компаратор за счет разности напряжений па входе AU(2 переходит в положение, когда на его выходе появляется логическая 1 (фиг, 3, U(2) . Этот сигнал- переводит триггер 17 в единичное состояние, при этом В1шючается соответствующий элемент 18 индикации. Кроме того, элемент ИЛИ 7 при поступлении на его. вход логической 1 вьдает на блок 10 ручного управления сигнал

3 постоянного тока сигнал изменяется 30 для перевода исполнительного блока 12

монотонно (фиг. 3, график U, кривая 1) .

В момент ti с блока 6 синхронизации на элемент 13 выборки и хранения поступает команда записи U. и уст- ройство 13 хранит ее до момента t.i, когда поступает новая команда на запись. В момент с блока 6 синхронизации поступает команда сравнения. При этом замыкаются .ключи 14 и 15, и на входы компаратора 16 поступает соответственно напряжение текущего значения в момент t (график U) и напряжение предьщущего значения в мо-- мент t, поступающее с выхода устрой- ства 13 выборки и хранения.

При исправном термоэлектрическом датчике за период времени-t;,- tl| (например 1-5 с) напряжение не может

резко измениться за счет инерционное- о тока, выход которого соединен с перти объекта и самого термоэлектрического датчика, поэтому компаратор 16, настроенньй соответствующим образом на разность напряжений UU (график U(), не реагирует, и на его выходе сохраняется логический О. Поэтому регулятор работает обычным образом, т.е. с выхода усилителя 3 постоянного тока сигнал построгает на вход ревым входом регулятора, второй вход которого соединен с задатчиком температуры, выход с исполнительным элементом, а третий вход-- с вькоДом 55 блока ручного управления, вход которого соединен с выходом элемента ШШ, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности устройства за счет повьшения операторыи поступает на исполнительный блок 12.

При выходе из строя термоэлектрического датчика 1 или усилителя 3 постоянного тока, например, в момент времени tg, напряжение на выходе усилителя 2 (при выходе из строя термоэлектрического датчика) или усилителя 3 постоянного тока (при выходе его

0

5

кривая 2). В момент tn в компараторе .16 происходит сравнение текущего значения U и хранимого в элементе 13 выборки и хранения U,. Компаратор за счет разности напряжений па входе AU(2 переходит в положение, когда на его выходе появляется логическая 1 (фиг, 3, U(2) . Этот сигнал- переводит триггер 17 в единичное состояние, при этом В1шючается соответствующий элемент 18 индикации. Кроме того, элемент ИЛИ 7 при поступлении на его. вход логической 1 вьдает на блок 10 ручного управления сигнал

с автоматического на ручной режим работы с сохранением в памяти регулятора 9 текущего значения управляющего сигнала.

Таким образом, предлагаемое уст- ройство позволяет при неисправном термоэлектрическом датчике 1 или неисправности усилителя 3 осуществить безударный перевод исполнительного блока 12 с автоматического режима на ручной, оп-еративно найти неисправности.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее термоэлектрический датчик, соединенный с усилителем переменного и усилителем постоянного

тока, выход которого соединен с первым входом регулятора, второй вход которого соединен с задатчиком температуры, выход с исполнительным элементом, а третий вход-- с вькоДом блока ручного управления, вход которого соединен с выходом элемента ШШ, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности устройства за счет повьшения оперативности определения неисправности, в него введены блок синхронизации и первый и второй блоки контроля неисправности, причем каждый из блоков контроля неисправности состоит из последовательно соединенных элемента выборки и хранения, информационный вход которого является первым, а управляющий вход - вторым входами блока контроля неисправности, первого ключа, управляющий вход которого является третьим входом блока контроля неисправности, компаратора, КС-триггера, выход которого является выходом, а R-вход - четвертым входом блока контроля неисправности, и элемента индикации, а также второго ключа,- включенного между информационным входом элемента выборки и хранения и

СиенаА на ъипись

I 2 ГЧЛГ

вторым входом компаратора, упрагшяю- щий вход второго ключа соединен с третьим входом блока контроля неисправности, причем первый вход первого блока контроля неисправности соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, первый вход второго блока контроля неисправности соединен с выходом усилителя переменного тока, а вькод - с вторым входом элемента ИЛИ, первый выход блока синхронизации соединен с вторым входом, второй выход-блока

синхронизации - с третьим входом блоков контроля неисправности, а четвертые входы блоков контроля неисправности являются входами приведения их в исходное состояние.

Сие на л МО сравнение

15

25

Фи.2.

Фие.