Устройство для автоматического регулирования температуры Советский патент 1991 года по МПК G05D23/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического регулирования температуры различных объектов, содержащих электрические нагревательные элементы, в частности в промышленности переработки термопластичных, резинотехнических и других полимерных материалов, для контроля и регулирования температуры зон обогрева цилиндров пластикации -г литьевых машин, экструдеров, а также пресс-форм и разводящих каналов при горячеканальном литье.f

Цель изобретения - повышение надежности и контролепригодности устройства.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - структура программы работы блока контроля и управления; на фиг.З - метод определения измеренного значения температуры в n-м канале; на фиг.4 - структурная схема блока преобразователей код - временной интервал; на фиг.5 - времён- ная диаграмма работы блока преобразователей код - временной интервал; на фиг.6 - структурная схема блока контроля фаз; на фиг.7 - временная диаграмма работы блока контроля фаз; на фиг.8 - структурная схема блока контроля тока нагрузки; на фиг.9 - структурная схема блока токовой защиты.

На фиг. 1 обозначена группа Н термоэлектрических преобразователей 1 , установленных в каждой зоне обогрева материального цилиндра, соединенных через многоканальный регулятор 2 температуры, блок 3 тиристорных усилителей и анализатор 4 аварий системы обо грева с электрическими нагревательными элементами 5, источник 6 питания,

0

5

0

5

0

5

0

5

задатчик 7 диагностических сигналов, информационная магистраль устройства 8, регистр 9 управления, блок 10 контроля фаз, регистр И анализа сигналов, регистр 12 контроля каналов, источник 13 тока обогрева, блок 14 детекторов нуля, блок 15 клавиатуры и . индикации, коммутатор 16 аналоговых сигналов, датчик 17 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, нормирующий усилитель 18, аналого-цифровой преобразователь 19, блок 20 контроля и управления, блок 21 , преобразователей код - временной интервал, блок 22 контроля тока нагрузки, блок 23 токовой защиты, блок 24 датчиков тока.

На фиг.4 обозначены узел 25 делителей частоты, узел 26 коммутации, регистр 27 управления каналами, группа формирователей 28 временных интервалов, группа триггеров 29 включения каналов, группа элементов И 30.

На фиг.6 обозначены формирователи 31 входных импульсов, регистр 32 контроля фаз, элемент И 33, формирователь 34 выходных импульсов.

На фиг.8 обозначены регистр 35 номера канала, коммутатор 36 аналоговых сигналов, компаратор 3 элемент ИЛИ 38, триггер 39, элемент И 40, «генератор 41 импульсов, двоичный счетчик 42, преобразователь 43 код - напряжение.

На фиг.9 обозначены шифратор 44, двоичный счетчик 45, генератор 46 импульсов, коммутатор 47 аналоговых сигналов, селектор 48 сигнала по модулю, компаратор 49, источник 50 опорного напряжения, элемент И 51, формирователь 52 импульсов, триггер 53.

516

На фиг.2 обозначены операторы 54 - программы, в том числе объект 54.1 I регулирования, оператор 54.2 литьевой машины, заданная температура 54.3 накопление измерений 54.4, статообра- ботка 54.5, линейная интерполяция 54.6, определение температуры окружающей среды 54.7, определение действительной температуры 54.8, определение рассогласования 54.9, определение управляющего воздействия 54.10, управление обогревом 54.11.

На фиг.4 обозначены преобразователи код - временной интервал 55.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания блок 20 контроля и управления запускает тест инициализации, который контролирует работоспособность основных функциональных блоков системы, подключенных к информационной магистрали 8 устройства. Блок 20 выполнен на базе ЭВМ.

После задания параметров и установки режима Регулирование блок 20 контроля и управления переходит к последовательному выполнению циклов регулирования температуры, которые повторяются в.каждом канале с периодом Т, и включают в себя следующие операции: измерение, статистическая обработка, линейная интерполяция и определение действительной температуры, определение и выдача управляющего воздействия (фиг.2).

Цикл регулирования блок 20 контроля и управления начинает с измерения температуры зон обогрева. Сигналы с термоэлектрических преобразователей 1, пропорциональные действительным : значениям температуры в соответствую0 щих зонах материального цилиндра, поступают на измерительные входы коммутатора 16 аналоговых сигналов. При поступлении на его адресные входы по информационной магистрали устройства

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техника н может быть использовано для автоматического регулирования температуры различных объектов, содержащих электрические нагревательные элементы, в частности, в промышленности переработки термо- ., пластичных, резинотехнических и других полимерных материалов для регулнроват ния температуры зон обогрева мате- риальных цилиндров литьевых машин, экструдеров, а также пресс-форм и раз

В случае обнаружения неисправности 25 8 номера канала сигнал из соответствующего измерительного входа коммутатора 16 аналоговых сигналов, усиленный нормирующим усилителем 18, поступает на сигнальный вход аналого-цифрового 30 преобразователя 19.

Запуск аналого-цифрового преобразователя 19 осуществляется блоком 20 контроля и управления установкой в I первого выхода регистра 9 управления, связанного с входом запуска аналого- цифрового преобразователя 19. Результат преобразования в виде двоичного кода Х,, пропорционального уровню сигнала на соответствующем измерительном входе, считывается с информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 19 в оперативную память блока 20 контроля и управления после прихода с яыхода аналого-цифрового преобразокакого-либо блока блок 20 контроля и управления выводит на панель индикации блока 15 клавиатуры и индикации код неисправности, в случае нормального окончания теста - переходит на один из режимов работы, который установлен на блоке 15 клавиатуры и индикации: Задание параметров, Регулирование, Диагностический контроль.

В режиме Задание параметров посредством цифровой клавиатуры блока 1 5 клавиатуры и индикации осуществляется ввод в энергонезависимую память блока 20 контроля и управления качений температуры зон обогрева, верхних и нижних допустимых пределов отклонения температуры от заданных значений. При первоначальном подключении регулятора вводятся

3f

40

также параметры настройки (постоянные 4$ вателя 19 сигнала окончания преобразс- интегрирования Т, дифференцирования

Т., коэффициент усиления К и период квантования Т0), которые определяются для каждого типоразмера материальвания на первый вход регистра II анализа сигналов.

С целью повышения помехоустойчивости и точности измерения температуры ного цилиндра графо-аналитическим ме- 50 блок 20 контроля и управления повторя- тодом. При этом номер зоны и вводимые ет процедуру опроса N измерительных парлметры отображаются на панели инди- входов коммутатора 16 аналоговых сиг- кации блока 15 клавиатуры и индика- налов М раз и формирует в оперативной ции. Вводимые значения параметров кон- памяти N массивов по М ячеек, в кото- тролируются на допустимость, в случае , рые записываются результаты преобразонеправильного задания параметры не записываются в энергонезависимую память и на панели индикации отображается код ошибки.

ванил. После окончания М измерений по N зонам блок 20 контроля и управления устанавливает код (N-H)-ro канала, коммутируя таким образом на сигнальный

3f

40

ванил. После окончания М измерений по N зонам блок 20 контроля и управления устанавливает код (N-H)-ro канала, коммутируя таким образом на сигнальный

вход аналого-цифрового преобразователя 19 выход датчика 17 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, который установлен на , клеммной колодке в месте подключения холодных спаев термоэлектрических преобразователей 1. Результат преобразования по (N+O-му каналу X N-H также записывается в оперативную па- i О мять блока 20 контроля и управления.

После этого блок 20 контроля и управления производит статистическую обработку каждого ряда измерений хР по N каналам и определяет среднестатистическое значение X резу/штатов преобразования по каждому каналу

15

.Х;ШУ

м

такое, что

- Щ

(х

t

-х1)

где т,

п-му

- частота измерений по

каналу.

Затем осуществляется линейная интер- поляция среднестатистических значений X в соответствии с градуировочной таблицей термоэлектрических преобразователей I (например, XKgg), в результате которой определяется иэмеренренное значение

каждом канале (фиг.З);

температуры TWMB

ТП - т1 + Т т от4 ) Т1 + Х,ч, - Xj (Xi V

де Т ,Т ,- табличные значения температуры;

соответствующие им табличные значения двоичных кодов. Действительное значение температу j.Tj4lу « V .

ры Т

,8

определяется по формуле ,«

т + 1и$м

1кс

где Т

хс

fCx температура холодного спая. При этом производится контроль н

допустимость отклонения температуры

в каждом канале:

тм«и с т тмак«

0ь V

где Т - заданная допустимая мини

й мальная температура; Т - заданная допустимая макс мальная температура.

,

О

5

0

После этого определяется рассогласование е(К) между действительной

1д(К) и заданной Т,, температурами в текущем цикле регулирования: е(К) - TЈ - lJ(K).

Значения рассогласований в К-м еП(К) и двух предыдущих е(К-1), ел(К-2) циклах регулирования и значения управляющих воздействий в предыдущем цикле Un(K-l), хранящиеся в оперативной памяти блока 20 контроля и управления, используются для определения управляющих воздействий Un(K) в текущем цикле, удовлетворяющих закону ПИД-регулирования:

я ип(к-0 + ne«(,-0 + ло м

п «(к-г)

Чге ,

где

Чо- + & +

о

4 - &

Вычисленные значения управляющих воздействий по каждому каналу являются входными величинами для М-каналь-- ного блока 21 преобразователей код - временной интервал (фиг.4), который вырабатывает управляющие сигналы блоку 3 тиристорных усилителей.

Длительность управляющего сигнала в n-м канале является функцией величины управляющего воздействия, вычисленного для этого канала: Јп (п

Этот сигнал открывает n-й тиристор- ный усилитель, который в открытом состоянии пропускает на соответствующий электрический нагревательный элемент 5 число периодов сетевого напряжения от источника 13 тока обогрева, пропорциональное длительности управляющего сигнала, реализуя таким образом управление по принципу широтно-импульсной модуляции (фиг.5, диаграммы Д,Е).

Запись управляющего воздействия в n-й канал блока 21 блок 20 контроля и управления производится посредством информационной магистрали 8, синхронизация работы блока осуществляется посредством трех импульсных последовательностей (по количеству флз источника 13 тока обогревл), г частотой f 50 Гц и сдвигом по фазе на 1 20 (фиг.5, диаграмма А).

Эти импульсные последовательности формируются блоком I 4 детекторов нуля из трехфазного напряжения источника 13 тока обогрева. Этот блок состоит из трех (по количеству фат источника 13 тока обогрева) идентичных схем, каждая из которых представляет собой триггер Шмитта, собранный на базе компаратора напряжения с положительной обратной связью. Напряжение на неин- вертирующем входе компаратора близко к потенциалу схемной земли, на инвертирующий вход компаратора поступает сигнал синусоидальной формы, сим матричный относительно потенциала земли.

В результате сравнения этих сигналов на выходе триггера РЫитта формируются однополярные прямоугольные им- пульсы с периодом следования Т 20 мс Эти импульсные последовательности с выходов блока 14 детекторов нуля поступают на синхронизирующие входы блока 21 преобразователей код - времен- ной интервал. Фронты импульсов совпадают с переходом через нулевой уро- , вень синусоидального напряжения соответствующих фаз. После преобразования узлом 25 делителей частоты, состоящим из трех программируемых таймеров, эти импульсные последовательности с частотой f I Гц (период Т 1 с, диаграмма Б на фиг.5) поступают через узел 26 коммутации на счетные входы форми- рователей 28 временных интервалов. Так как в устройстве существует взаимооднозначное соответствие фазы источника 13 тока обогрева, формирователя 28 временного интервала и номера канала, с которым этот формирователь 28 временных интервалов связан, узел 26 коммутации обеспечивает равномерное распределение и загрузку фаз источника 13 тока обогрева по N каналам.

Импульсные последовательности, формируемые блоком 14 детекторов нуля, поступают также на контрольные входы блока 10 контроля фаз, который посредством непрерывного аппаратного контроля наличия синхронизирующих импульсов определяет целостность внешних питающих цепей, т.е. контролирует

наличие фаз источника 13 тока обогрева .

Блок 10 контроля фаз (фиг.6) состоит из трех Формирователей 31 входных импульсов. На входы запуска формирователей 31 непрерывно поступают импульсные последовательности с периодом Т 20 мс от блока 14 детекторов нуля. Постоянные времени формирователей 31 выбраны заведомо больше периода следования запускающих импульсов с учетом возможного провала напряжения или кратковременного отключения источника 13 обогрева, не влияющих на работоспособность устройства.

Таким образом, при нормальной работе формирователи 31 входных импульсов периодически перезапускаются, а указанное условие обеспечивает поддержание на их выходах уровня логической 1. При устойчивом пропадании фазы (одной или нескольких) источника 13 тока обогрева на время, превышающее постоянную времени формирователя 31 (фиг.6, диаграмма И), его выход переключается в состояние логического О (фиг,6, диаграмма М) в связи с отсутствием запускающих фронтов импульсов. Этот сигнал логического О поступает на соответствующий вход элемента И 33, который вырабатывает сигнал (Лиг.6, диаграмма Н), который через формирователь выходных импульсов 34 (фиг.6, диаграмма О) поступает на вход запроса прерывания блока 20 контроля и управления, сигнализируя об аварийной ситуации.

Кроме того, выходы формирователей 31 входных импульсов св-язаны с входами регистра 32. По сигналу запроса прерывания блок 20 контроля и управления посредством регистра 32 через информационную магистраль 8 определяет номер фазы, от которой не поступают синхронизирующие импульсы, снимает на втором входе регистра 9 управления сигнал разрешения. Этот сигнал поступает на вход разрешения блока 21 преобразователей код - временной интервал, где запрещает выдачу управляющих сигналов на блок 3 тиристорных усилителей. Блок 21 преобразователей код - временной интервал функционирует следующим образом.

После определения величины управ- лянмцего воздействия по n-му каналу блок 20 контроля и управления производит запись двоично-десятичного значения этой величины в соответствующий формирователь 28 временны интервалов (фиг.5, диаграмма В) и устанавливает на n-м выходе регистра 27 уро- вень логической I (фиг.5, диаграмма Г), который поступает на информационный вход соответствующего триггера 29. Установка триггера 29 производится по приходу на его синхронизи- рукнций вход от узла 26 коммутации переднего фронта импульса синхронизации соответствующей фазы. Сигнал с выхода триггера 29 поступает на второй вход соответствующего элемента И 30 и, ее- ли есть разрешение на первом входе от регистра 9 управления и нет запрета на третьем входе от блока 23 токовой защиты, на его выходе формируется передний фронт сигнала управления п-м усилителем блока 3 тиристорных усилителей (фиг.5, диаграмма Д). По этому сигналу n-й усилитель открывается, обеспечивая прохождение тока от источника 13 тока обогрева через блок 24 датчиков тока на соответствующий элек- трический нагревательный элемент 5 (фиг.5, диаграмма Е). При этом п-й усилитель подключен именно к той фазе источника 13 тока обогрева, сиихрони- зирукяцие импульсы от которой поступают на счетный вход формирователя 28 временных интервалов, связанного с n-м усилителем. При поступлении на счетный вход формирователя 28 временных интервалов количества импульсов, соответствующего двоично-десятичному коду величины управляющего воздействия, вырабатывается сигнал окончания счета. Этот сигнал поступает на вход установки в О связанного с ним триггера 29, который формирует таким образом задний фронт сигнала управления n-м. усилителем. При этом n-й усилитель закрывается и связанный с ним электрический нагревательный элемент 5 отключается от источника 13 тока обогрева. Таким образом, через электрический нагревательный элемент 5 соответствующего канала протекает пере- менный ток от источника 13 тока обогрева в течение интервала времени, пропорционального двоично-десятичному коду величины управляющего воздействия, записанного блоком 20 контроля и управления в соответствующий формирователь 28 временных интервалов и равного целому числу периодов напряжения источника 13 тока обогрева. Синхронизация передних и задних фронтов управляющих сигналов, вырабатываемых блоком 21 преобразователей код - временной интервал, с периодом синусоидального напряжения источника 13 тока обогрева позволяет существенно снизить уровень помех, создаваемых при коммутации больших токов в нагрузке. Блок 24 датчиков тока, включенный между выходами блока 3 тиристорных усилителей и электрическими нагреватель- ньми элементами 5, состоит из N датчиков. Он позволяет контролировать величину тока нагрузки в каждом кана ле для обеспечения контроля целостног сти электрических нагревательных элементов 5 и электрических соединений, а также защиты усилителей от короткого замыкания в нагрузке. При включении n-го усилителя сигнал с выхода соответствующего датчика тока, пропорциональный току, протекающему через электрический нагревательный элемент 5, поступает на соответствующие контрольные входы блока 22 контроля тока нагрузки и блока 23 токовой защиты. Блок 22 контроля тока нагрузки (фиг.8) преобразует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока, в цифровые коды, пропорциональные токам, протекающим через электрические нагревательные элементы 5. Эти коды считываются блоком 20 контроля и управления посредством информационной магистрали 8, что позволяет управляющей программе в процессе работы производить контроль соответствия токов нагрузки их номинальным значениям.

Автоматический контроль тока нагрузки позволяет определить полный или частичный обрыв электрических нагревательных элементов 5, которые, как правило, имеют секционную конструкцию с параллельным включением отдельных секций. При протекании тока через электрический нагревательный элемент 5 n-го канала сигнал с выхода соответствующего датчика поступает на n-й контрольный вход коммутатора 36 аналоговых сигналов.

Перед началом контроля тока нагрузки в n-м канале блок 20 контроля и управления сигналом с шестого выхода регистра 9 управления устанавливает двоичный счетчик 42 в исходное состояние и записывает в регистр 35 код n-го канала, который поступает на адресные входы коммутатора 36 аналогевых сигналов, коммутируя таким образом сигнал с выхода n-го датчика тока на вход компаратора 37.

Контроль тока в n-м канале начи- нается с некоторой задержкой после включения соответствующего тиристор- ного усилителя, необходимой для установления величины тока в канале, после истечения которой блок 20 контроля и управления сигналом с пятого выхода регистра 9 устанавливает в 1 триггер 39.

Сигнал с выхода триггера 39 поступает на первый вход элемента И 40, разрешая прохождение тактовых импульсов от генератора 41 импульсов на счетный вход двоичного сче-п ика 42.

Двоичный код с информационных выходов двоичного счетчика 42, изменяю- щийся с частотой следования импульсов генератора 41 импульсов, поступает на информационные входы преобразователя 43 код - напряжение, на выходе которого, связанном с вторым входом компа ратора 37, формируется линейно-спадаю щее напряжение. В случае совпадения напряжений на обоих входах компаратора 37 сигнал с его выхода поступает на первый вход элемента ИЛИ 38 и с его , выхода - на вход установки в О триггера 39, устанавливая его в исходное состояние.

Сигнал с выхода триггера 39 поступает на второй вход регистра 11, а также блокирует первый вход элемента И 40, запрещая прохождение импульсов на счетный вход двоичного счетчика 42, на информационных выходах которого фиксируется код, пропорциональный МГНО венному значению измеряемого сигнала. Блок 20 контроля и управления опрашивает состояние второго входа регистра 11 и, если на нем присутствует уровень логического О, что свидетельствует об окончании цикла измерения, считыва ет с информационных выходов двоичного счетчика 42 по информационной магистрали 8 результат измерения тока нагрузки. При этом возможны 3 ситуации:

, JQ

J5

20 5 Q

Q j§ Q

35

5

электрического нагревательного элемента 5 п-го канала.

В последних двух случаях блок 20 контроля и управления сигналов с второго выхода регистра 9 управления, который поступает на первые входы элементов И 30 блока 21 преобразова- ч телей код - временной интервал, снимает разрешение прохождения управляющих сигналов на блок 3 тирнсторных усилителей, отключая таким образом электрические нагревательные элементы 5 от источника 13 тока обогрева. Кроме того, эти ситуации отображаются на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.

Блок 23 токовой защиты (фиг.9) обеспечивает аппаратно-программную защиту блока 3 тиристорных усилителей от короткого замыкания в цепи электрических нагревательных элементов 5 путем последовательного опроса контрольных выходов блока 24 датчиков тока, связанных с входами коммутатора 47 аналоговых сигналов, и сравнения сигналов с этих выходов с заданным уровнем срабатывания токовой за- . щиты, который определяется источником 50 опорного напряжения.

«

Блок 23 токовой защиты работает в двух режимах: контроля тока нагрузки и диагностического контроля. Функционирование в том или ином режиме определяется способм обегания входов коммутатора 37 аналоговых сигналов, который задается блоком 20 контроля и управления с четвертого выхода регистра 9 управления посредством шифратора 44. Выход этого шифратора связан с управляющим входом двоичного счетчика 45. В зависимости от уровня сигнала на его выходе изменяется коэффициент пересчета двоичного счетчика 45, причем в режиме диагностического контроля он увеличивается на единицу, что позволяет дополнительно г J включать в цикл обегания диагностический вход блока 23 токовой защиты.

В режиме контроля тока нагрузки двоичный счетчик 45, счетный вход которого связан с выходом генератора

46импульсов, а информационные выходы - с адресными входами коммутатора

47аналоговых сигналов, поочередно коммутирует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока на вход селектора сигнала по модулю 48, который обеспечивает возможность анализа короткого замыкания, как в положительный, так и в отрицательный полупериод напряжения источника 13 тока обогрева

Модуль сигнала, амплитуда которого пропорциональна току в цепи электрического нагревательного элемента 5 n-го канала, поступает на первый вход компаратора 49, где сравнивается с сигналом, поступающим на второй вход от источника 50 опорного напряжения. При этом возможны две ситуации: если модуль сигнала ниже уровня тока срабатывания защиты, счетчик продолжает циклический опрос входов коммутатора 47 аналоговых сигналов; -если модуль сигнала больше или равен уровню тока срабатывания эаптиты, срабатывает ком- парато-р 49, сигнал с выхода которого поступает на второй вход элемента И 51 . При поступлении на первый вход элемента И 51 стробирующего сигнала от формирователя 52, который задерживает передний фронт импульса генератора 46 импульсов на время установления сигнала на выходе коммутатора 47 аналоговых сигналов, сигнал с выхода элемента И 51 устанавливает триггер 53 в единичное состояние. При этом сигнал с выхода триггера 53 блокирует генера тор 46 импульсов, вследствие чего на информационных выходах двоичного счетчика 45 фиксируется номер канала, в котором сработала токовая защита. Сигнал с выхода триггера 53 также посту пает на третьи входы запрета элементов И 30 блока 21 преобразователей код - временной интервал, запрещая прохождение управляющих сигналов на блок 3 тиристорных усилителей и отключая таким образом электрические нагревательные элементы 5 от источника 13 тока обогрева. Кроме того, сигнал с выхода триггера 53 поступает на второй вход запроса прерывания блока 20 контроля и управления и на третий вход регистра II..

По сигналу запроса прерывания блок 20 контроля и управления считыва- -

0

0

5

5

30

35

45

50

55

ет с информационных выходов двоичного счетчика 45 номер канала, в котором произошло короткое замыкание.

Для проверки, является ли короткое замыкание устойчивым или было кратковременное срабатывание токовой защи- ты, блок 20 контроля и управления сигналом с третьего выхода регистра 9 управления устанавливает триггер 53 в исходное состояние. Если было кратковременное срабатывание токовой защиты, триггер 53 разблокирует выход блока 21 преобразователей код - временной интервал, а блок 20 контроля и управления после опроса третьего входа регистра 11 анализа продолжит нормальную работу. Если короткое замыкание имеет устойчивый характер, выходы блока 21 преобразователей код - временной интервал останутся в заблокированном состоянии, блок 20 контроля и управления после опроса третьего входа регистра I1 анализа выводит на панель индикации блока 15 клавиатуры и индикации соответствующее сообщение.

В режиме Диагностический контроль обеспечивается автоматическая проверка исправности устройства на уровне функциональных блоков по номеру теста, заданному с клавиатуры блока 15 клавиатуры и индикации.

Для этой цели устройство имеет следу- . ющие вспомогательные аппаратные средства, поддерживаемые программным обеспечением. Связанный с источником питания 6 устройства задатчик 7 диагностических сигналов, который вырабатывает ,. ряд уровней напряжений соответствующих величин и полярностей, имитирующих определенные ситуации, возникающие в процессе работы устройства. Он состоит из реэнстнвных делителей напряжения с фиксированными коэффициентами деления, уровни напряжения с которых поступают на соответствующие диагностические входы блоков устройства для активации схем аппаратного контроля. Регистр 12 контроля каналов, контрольные входы которого связаны с выходами блока 21 преобразователей код - временной интервал. Он позволяет контролировать длительность сигналов управления, поступающих на блок 3 тнристорных усилителей. Ряд вспомогательных схем, входящих в состав проверяемых функциональных блоков .

Полный диагностический контроль устройства осуществляется в несколько этапов.

Первый этап. На этом этапе производится контроль функционирования тракта измерения температуры. С первого и второго выходов блока диагностических сигналов на (М+2)-й и (Ы+3)-й Q выше уровня срабатывания токовоЛ задиагностические входы коммутатора 1 6 аналоговых сигналов поступают сигналы, имитирующие ЭДС термоэлектрических преобразователей соответственно начала и конца диапазона рабочих тем- 15 ператур. Поочередно осуществляя преобразование диагностических сигналов, блок 20 контроля и управления сравнивает с учетом допустимой погрешности полученные значения с константами, за-20 писанными в постоянной памяти.

Второй этап. На этом этапе производится контроль функционирования блока 21 преобразователей код - временной интервал. Блок 20 контроля и уп-- 25 равления по информационной магистрали 8 производит загрузку n-го формирователя 28 временных интервалов контрольным значением управляющего воздействия, производит установку соответству-jQ ющего триггера 29 в единичное состояние, в результате чего на вход регистра 12 контроля каналов поступает сигнал управления, длительность которого определяется заданным контроль ным значением. После установки триггера 29 включения канала .блок 20 контроля и управления анализирует сигнал, поступающий на n-й вход регистра 12 контроля каналов, путем сравнения его длительности с контрольным временным интервалом формируемым программным способом.

Третий этап. На этом этапе проиэJ5

40

щиты. Блок 20 контроля и управления с четвертого выхода регистра 9 управления посредством шифратора 44 осу ществляет переключение коэффициента пересчета счетчика, расширяя таким образом опрос и сравнение токов нагрузки с заданным уровнем срабатыва- ния защиты на диагностический вход коммутатора 47 аналоговых сигналов.

После установки триггера 53 в единичное состояние сигнал с его выхода поступает на второй вход запроса прерывания блока 20 контроля и управления, по которому этот блок определяет номер какала, в котором сработала токовая защита.

Результаты диагностического контроля по окончании каждого этапа отображаются на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.

Использование изобретения позволяет повысить надежность и контролепригодность устройства автоматического регулирования температуры.

Наличие в устройстве аппаратно- программных средств контроля и защиты, средств и процедур самодиагностики обеспечивает контроль тока в цепях электрических нагревательных элементов, что гарантирует быстродействующую аппаратную защиту блока тиристор- ных усилителей, позволяет обойтись без установки дополнительных стрелочных измерительных приборов для визувод итс я проверка функционирования бло-45 апьного контроля тока нагрузки в кажка 22 контроля тока нагрузки. Со второго и третьего выходов задатчика 7 диагностических сигналов на первый и второй диагностические входы блока 22 контроля тока нагрузки поступают сигналы, имитирующие соответственно начало и конец диапазона контролируемых токов нагрузки. Блок 20 контроля и управления поочередно осуществляет преобразование контрольных сигналов и сравнивает с учетом допустимой пог реганости полученные результаты с константами, записанными в постоянной памяти.

50

55

дом канале; автоматическое принятие решений в аварийных ситуациях, что позволяет избежать поломок червяка и материального цилиндра, а также изготовления некачественных изделий при снижении вязкости расплава полимера; быстрый поиск и устранение неисправностей .

Формула изобретения

Четвертый этап. На этом этапе производится контроль функционирования блока 23 токовой защиты. С четвертого выхода задатчика 7 диагностических сигналов на диагностический вход блока 23 токовой защиты поступает сигнал, имитирующий короткое замыкание в цепи нагрузки, уровень которого несколько

Q выше уровня срабатывания токовоЛ за150

5 Q

J5

0

щиты. Блок 20 контроля и управления с четвертого выхода регистра 9 управления посредством шифратора 44 осуществляет переключение коэффициента пересчета счетчика, расширяя таким образом опрос и сравнение токов нагрузки с заданным уровнем срабатыва- , ния защиты на диагностический вход коммутатора 47 аналоговых сигналов.

После установки триггера 53 в единичное состояние сигнал с его выхода поступает на второй вход запроса прерывания блока 20 контроля и управления, по которому этот блок определяет номер какала, в котором сработала токовая защита.

Результаты диагностического контроля по окончании каждого этапа отображаются на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.

Использование изобретения позволяет повысить надежность и контролепригодность устройства автоматического регулирования температуры.

Наличие в устройстве аппаратно- программных средств контроля и защиты, средств и процедур самодиагностики обеспечивает контроль тока в цепях электрических нагревательных элементов, что гарантирует быстродействующую аппаратную защиту блока тиристор- ных усилителей, позволяет обойтись без установки дополнительных стрелочных измерительных приборов для визу50

55

дом канале; автоматическое принятие решений в аварийных ситуациях, что позволяет избежать поломок червяка и материального цилиндра, а также изготовления некачественных изделий при снижении вязкости расплава полимера; быстрый поиск и устранение неисправностей .

Формула изобретения

обогрева, информационные выходы блока 20 клавиатуры и индикации, адресные вхоконтроля фаз и регистра анализа сигналов являются информационными входами-выходами многоканального регулятора температуры, группа измерительных входов которого подключена к выходам термоэлектрических преобразователей, перзый и второй диагностические входы подключены соответственно к первому и второму выходам задатчик а диагностических сигналов, с третьего по пятый выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему диагностическим входам анализатора аварий системы обогрева, первый и второй управляющие входы многоканального $ температуры, первый и второй диагнос- регулятора температуры подключены соответственно к первому и второму выходам регистра управления, с третьего по шестой выходы которого подключены соответственно к первому, второму, $0 третьему и четвертому управляющим входам анализатора аварий системы обогрева, выход сигнала окончания преобразования многоканального регулятора

тические входы коммутатора аналоговых сигналов являются соответственно первым и вторым диагностическими входами многоканального регулятора температуры, выход коммутатора аналоговых сигналов через нормирующий усилитель подключен к сигнальному входу аналого- цифрового преобразователя, выход которого является выходом сигнала оконтемпературы подключен к первому входу jj чания преобразования многоканального

регистра анализа сигналов, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму аварийным выходам анализатора аварий системы обогрева, второй аварийный выход которого одновременно является вторым аварийным входом многоканального регулятора температуры, первый аварийный вход которого подключен к

регулятора температуры, вход запуска аналого-цифрового преобразователя и вход разрешения блока преобразователей код - временной интервал являют- cn ся соответственно первым и вторым управляющими входами многоканального регулятора температуры, первый вход запроса прерывания блока контроля и управления, объединенные второй вход

аварийному выходу блока контроля фаэ, запроса прерывания блока контроля и контрольные входы блока контроля фаэ управления и вход запрета блока пре- и синхронизирующие входы многоканального регулятора температуры подключены к выходам блока детекторов нуля,

образователей код - временной интервал являются соответственно первым и вторым аварийными входами многоканаль

входы которого и токовые входы блока тиристорных ключей подключены к источнику тока обогрева, группа управляющих выходов многоканального регулятора температуры подключена к контрольным входам регистра контроля каналов и к управляющим входам блока тиристорных ключей, многоканальный регулятор температуры содержит датчик температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, коммутатор аналоговых сигналов, нормирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок контроля и управления, блок клавиатуры и индикации, блок преобразователей - код - временной интервал, информационные входы которого, а также информационные входы-выходы блока

ды коммутатора аналоговых сигналов, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя, информационные входы-выходы блока контроля и управления являются информационными входами-выходами многоканального регулятора температуры, группа входов коммутатора аналоговых сигналов, связанных с выходами термоэлектрических преобразователей, а также вход, связанный с выходом датчика температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, являются измерительными входами многоканального регулятора

температуры, первый и второй диагнос-

тические входы коммутатора аналоговых сигналов являются соответственно первым и вторым диагностическими входами многоканального регулятора температуры, выход коммутатора аналоговых сигналов через нормирующий усилитель подключен к сигнальному входу аналого- цифрового преобразователя, выход которого является выходом сигнала оконрегулятора температуры, вход запуска аналого-цифрового преобразователя и вход разрешения блока преобразователей код - временной интервал являют- ся соответственно первым и вторым управляющими входами многоканального регулятора температуры, первый вход запроса прерывания блока контроля и управления, объединенные второй вход

запроса прерывания блока контроля и управления и вход запрета блока пре-

образователей код - временной интервал являются соответственно первым и вторым аварийными входами многоканального регулятора температуры, синхронизирующие входы блока преобразователей код - временной интервал - синхронизирующими входами многоканального регулятора температуры, группа выходов блока преобразователей код - временной интервал - управляющими выходами многоканального регулятора температуры, анализатор аварий системы обогрева содержит блок контроля тока нагрузки, блок токовой защиты, блок датчиков тока, токовые входы и выходы которого являются соответственно токовыми входами и выходами анализатора аварий системы обогрева, контрольные выходы блока датчиков тока являются соответственно контрольными входами блока контроля тока нагрузки и блока токовой защиты, информаци- ро ю Ч е е с я тем, что блок контроля

30

35

онные входы-выходы блока контроля тока нагрузки и информационные выходы блока токовой защиты являются информационными входами-выходами анализатора аварий системы обогрева, первый 25 и второй управляющие входы блока то- ковой защиты и первый и второй управляющие входы блока контроля тока нагрузки являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами анализатора аварий системы обогрева, первый, второй диагностические входы блока контроля тока нагрузки и диагностический вход блока токовой защиты являются соответственно первым, вторым и третьим диагностическими входами.анализатора аварий системы обогрева, выход блока контроля тока нагрузки и выход блока токовой защиты являются соответственно первый и вторым аварийными выходами анализатора аварий системы обогрева.

группу формирователей временных интер- 50

валов, группу триггеров включения каналов и группу элементов И, входы узла делителей частоты являются синхронизирующими входами блока, выходы узла коммутации подключены к соответствующим входам синхронизации триггеров включения каналов группы и к счетным входам формирователей временных интервалов группы, информационные входы ко40

фаз содержит формирователь выходных импульсов, элемент И, регистр контр ля фаз и три формирователя входных импульсов, входы которых являются ко трольными входами блока, а выходы по ключены к входам элемента И и регист ра контроля фаз, информационные вход которого являются информационными вы ходами блока, выход элемента И подкл чен к входу формирователя выходных и пульсов, выход которого является ава рийньм выходом блока.

торых и информационные входы регистра управления каналами являются информационными входами блока, выходы регистра управления каналами соединены с входами установки в 1 триггеров включения каналов группы, выходы окончания счета формирователей временных интервалов группы подключены к входам

установки в О триггеров включения каналов группы, выходами соединенных с входами останова счета формирователей временных интервалов группы и с вторыми входами элементов И группы,

первые и третьи входы которых являются соответственно входом разрешения и входом запрета блока, а выходы - выходами блока.

5

5

г

0

0

фаз содержит формирователь выходных импульсов, элемент И, регистр контроля фаз и три формирователя входных импульсов, входы которых являются контрольными входами блока, а выходы подключены к входам элемента И и регистра контроля фаз, информационные входы которого являются информационными выходами блока, выход элемента И подключен к входу формирователя выходных импульсов, выход которого является ава- рийньм выходом блока.

которого подключен к выходу преобра- чопгггеля код - напряжение, выход - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу сигнала переноса двоичного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к входу установки в О триггера, выход которого является аварийным выходом блока, а также подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, а выход к счетному входу двоичного счетчика .

1

Q

5

5

0

рого подключен к счетному входу двоичного счетчика и через формирователь одиночных импульсов к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу компаратора, выход - к входу установки в I триггера, вход установки в О которого является первым управляющим входом блока, вход шифратора, выход которого подключен к установочному входу двоичного счетчика, и первый вход коммутатора аналоговых сигналов являются соответственно вторым управляющим и диагностическим входами блока, группа входов коммутатора аналоговых сигналов, начиная с второго, является группой контрольных входов блока, информационные выходы двоичного счетчика являются одновременно информационными выходами блока и адресными входами коммутатора аналоговых сигналов, выход которого через селектор сигнала по модулю связан с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения.

Фиг. 2

от 8

от 14 ФигЛ

Д

Фиг. S

К18

ч

i ь

От 14

Ж

31 h

/Г

От 14

31

л

От 14

н

31

/1

Фш.б

133

И

34

KW

s

$

1

От 8

От 9

От 9

О т 24

Фиг.9