Устройство для регулирования температуры нагрева многозонных объектов Советский патент 1990 года по МПК G05D23/19 

о ю

Изобретение относится к системам автоматического регулирования температуры нагрева многозонных объектов и может быть использовано при проведении теплопрочностных испытаний аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности программного регулирования температуры в зонах нагрева объекта за счет управления мощностью нагрева всей печи по сигналу центральной зоны и устранения разброса температуры в периферийных зоных путем введения весовых коэффициентов к основному управляющему сигналу в функции разностей температур центральной и периферийных зон нагрева. Устройство содержит по числу всех зон нагрева нагревателя, накопительные элементы, датчики температуры, измерительные усилители, алгебраические сумматоры, по числу периферийных зон нагрева умножающие цифроаналоговые преобразователи, а также датчик и измерительный усилитель температуры окружающей среды, генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, элемент задержки, формирователь коротких импульсов, аналого-цифровой преобразователь, блок регистров чисел, программный регулирующий блок. 1 ил.

Изобретение относится к системам автоматического регулирования температуры нагрева многозонных объектов и может быть использовано при проведении теплопрочностных испытаний аппаратуры или воспроизведении в лабораторных условиях тепловых режимов работы оборудования.

Целью изобретения является повышение точности программного регулирова- ния температуры в зонах нагрева объекта,

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит нагреваемый объект 1 с нагревателями 2 центральной зоны нагрева и периферийных зон, датчики 4 температуры центральной зоны и f, периферийных зон. Измерительные усилители 6 центральной зоны и 7|-7ц периферийных зон, датчик 8 температуры окружающей среды, измерительный усилитель 9

сигнала датчика температуры окружающей среды, алгебраические сумматоры 10 центральной зоны и 1Ц-1 |, периферийных зон, генератор 12 тактовых импульсов, распределитель 13 импульсов, коммутатор 14i элемент 15 задержки, формирователь 16 коротких импульсЬв, аналого-цифровой преобразователь 17, блок 18 регистров чисел, програм-. мный регулирующий блок 19, умножающие цифроаналоговые преобразователи 20,-20 по числу периферийных зон нагрева, исполнительные элементы 21 центральной зоны и 22,-22j периферий- ньгх зон нагрева.

Устройство-работает следующим образом.

В исходном состоянии в программном регулирующем блоке 19 содержится информация о режимах нагрева многозонного объекта 1. Управляющий сиг- Нс)л с выхода программного регулирующего блока 19 воздействует на вход исполнительного элемента 21, а через умножающие цифроаналоговые преобразователи 20 и на входы исполнительных элементов 22, С помощью нагревателей 2 и 3 многозонньм объект 1 нагревается до заданной температуры.

Сигнал, пропорциональный значению температуры нагрева в центральной зоне, с выходов датчика 4 через измерительный усилитель 6 и алгебраи-. ческий сумматор 10 поступает в программный регулирующий блок 19 для :корректиррвки и слежения за заданным режимом нагрева, В алгебраическом сумматоре 10 в сигнал, пропорциональный значению температуры в центральной зоне, вводится поправка на температуру окружающей среды (сигнал, пропорциональный ее значению, снимается с выходов датчика 8 и через изме- рительньй усилитель 9 поступает на второй вход алгебраического.сумматора 10), Таким образом, в центральной зоне нагрева работает контур регулирования температуры центральной зоны нагрева с обратной связью через программный р.егулирующнй- блок 19,

Сигналы пропорциональные значениям температуры лагрева в периферийных зонах, поступающие с выходов датчиков 5, через измерительные уси- ;лители 7 воздействуют на входы алгебраических сумматоров 1 1 , на вторые входы которых воздействуют сигналы X, пропорциональные значениям температуры е централ ной зоне нагрева, На выходе алгебраических сумматоров П .содержится, разность . Л (Х ) (где - коэффициент усиления 1-го алгебраического сумматора П) указанных сигналов, которая через коммутатор 14 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 17.

После аналого-цифрового преобразователя цифровой код И, эквивалентный разности & , поступает в соответствующий регистр блока 18 регистров и дальше на цифровые входы умножающего циф-

5 ро-аналогового преобразователя 20,

Управление работой коммутатора 14, стробирование анапого-цифрового преобразователя 1 7 и регистров блока 18 осуществляется распределителем 13 ы0 пульсов в соответствии, с тактовыми импульсами, вырабатываемыми генератором 12, Распределить 13 импульсов поочередно в заданной последовательности и с частотой, зависящей от час5 тоты тактовых импульсов генератора 12, открывает с 1-го по п-й каналы коммутатора 14, В каждый такой момент времени в соответствующей периферийной зоне нагрева работает контур регуп лирования температуры периферийной зоны с обратной связью через коммутатор 14, аналого-цифровой преобразователь 17, блок 18 регистров чисел, соответствующий умножающий цифроанало- говый преобразователь 20 и исполнительный элемент 22, При зтом реализуется итерационная процедура

Km Km i m ) i l,2,3,.,.,n;

m 1,2,3,.,

которая периодически производится для всех периферийнь1х зон. Частота реализации может изменяться путем регули- д5 ровки генератора 12 и изменения частоты следования его тактовых импульсов, Таким образом, регулирование температуры нагрева многрзонногО объекта осуществляется программным регулирующим блоком с замкнутой обратной связью по центральной зоне нагрева, а возможный разброс температур в периферийных зонах нагрева по отношению к центральной зоне устраняется в дополнительных контурах регулирования путем введения весовых коэффициентов к основному упран.ггяющему сигналу программного регулятора 19.

0

50

55

ормула изобретения

ст р ро ги пр зо ан ед

Устройство для регулирования температуры нагрева многозонных объек тов, содержащее по числу зон нагрева нагреватели и соединение с ними исполнительные элементы, датчики температуры и соединенные с ними через измерительные усилители алгебраические сумматоры центральной и периферийных зон нагрева, датчик температуры окружающей среды, соединенный через свой измерительный усилитель с вторым входом алгебраического сумматора цен- альной зоны нагрева, программный регулирующий блок, вход которого соединен с выходом алгебраического сумматора центральной зонь нагр-ева, коммутатор, информационные входы которого соединены с выходами алгебраических сумматоров периферийных зон нагрева, а управляющие входа по числу периферийных зон нагрева соединены с выходами распределителя импульсов, вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, отлич аю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности программного регулирования |Температуры в зонах нагрева, в устройство введены аналого-цифровой преобразователь, элемент задержки, формирователь коротких импульсов, блок регистров и умножающие цифроаналоговые преобразователи по числу периферийных зон нагрева, причем стробирующий вход аналого-цифрового преобразователя соединен через последовательно соединенные формирователе коротких импульсов и элемент задержкТ с выходом генератора тактовых импульсов, а его информационный вход - с выходом коммутатора, входы управления записью блока регистров по числу периферийных зон нагрева соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, выходы блока регистров соединены с цифровыми входами умножающих цифровых

преобразователей, а его информационный вход соединен с выходом аналого- цифрового преобразователя, выход программного регулирующего блока соединен с исполнительным элементом центральной зоны, а также с аналоговыми входами умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами исполнителыых эле- ментров соответствующих периферийных

зон нагрева.