Устройство для регулирования температуры Советский патент 1993 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к системам автоматизации технологических процессов охлаждения различных сред с помощью аппаратов воздушного охлаждения и может быть использовано в нефтехимической и газовой промышленности.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности работы за счет выравнивания гистограммы путем рациональной организации цикла.

На чертеже приведена схема устройства регулирования.

Устройство регулирования состоит из датчика температуры 1, регулятора температуры 2 с блоком переключения 3, задатчи- ка установок 4, нуль - органа 5, входящих в блоки включения и отключения триггеров 6

и 7, элементов И 8,9, элементов ИЛИ 10, входящих в состав блока выдержки времени элементов И 11,12 элементов ИЛИ 13.14 и временной ячейки 15, входящих в состав блока задания начала включения, триггеров 16,17, элемента ИЛИ 18, элемента НЕ 19, пускателей 20, электродвигателей 21 с вентиляторами 22 и теплообменников, входящих в состав аппаратов воздушного охлаждения 23.

Устройство регулирования температуры работает следующим образом.

Допустим, что двигатели вентиялятров отключены и температура охлаждаемой среды, измеряемая датчиком температуры т в выходном коллекторе аппаратов воздушного охлаждения 25, находится в заданных

%J ю

00

м ы

пределах, т.е. охлаждение происходит только за счет естественной конвекции, Рассогласование сигналов температуры м задания на. входе в регулятор 2 будет отсутствовать, а на выходе регулятора сигнал будет равен сигналу настройки (например, 50%). Выходные сигналы нуль - орган 5 будут равны нулю. ,-

Допустим, что от переключателя, задающего автоматический резким устройству, установочный сигнал а поступил в блок задания начала включения и отключения, Сигнал а через элемент ИЛИ 18 взведет триггер 16, выходной сигнал с которого поступит на вход элемента ИЛИ 10 первого блока включения. Сигнал с элемента ИЛИ 10 пройдет на вход элемента И 8 первого блока включения и при появлении первого выхода нуль - органа 5 выходной сигнал элемента И взведет триггер б и подаст управляющий сигнал 7ц на пускатель 20.

Сигнал с нуль - органа может появиться только при наличии рассогласования сигналов датчика температуры и задания. Предположим, что температура окружающей среды повысилась. Эффективность конвек- тивного теплообмена снизилась и температура Г охлаждаемой среды повысилась. Рассогласование сигналов на входя в регулятор 2 приведет к появлению первого выходного сигнала с нуль - органа 5.

Сигнали с нуль - органа и с блока задания начала включения двигателя приведут к включению первого электродвигателя, Выходной сигнал Zi f триггера 6 сбросит блокиг ровку триггера 17 через элемент НЕ 19. В результате на выходе триггера 17 появится единичный сигнал, а выходной сигнал триггера 1 б снимется сигналом 7., Появление единичного сигнала на первом выходе нуль - органа приводит к срабатыванию1 блока выдержки времени, -Единичный выходной сигнал нуль - органа формирует передний фронт выходного сигнала блока временного устройства через элементы ИЛИ 13 м 14. Входной сигнал блока запоминается с помощью элементов И 12 и ИЛИ 14. По переднему фронту временного устройства срабатывает переключатель 3 регулятора 2, в результате чего соединяется выход задат- чика 4 со входом нуль - органа. В связи с тем, что задатчик настроен на 50% от .уровня выходного сигнала регулятора, в момент появления сигнала с блока временного устройства выходной сигнал нуль-органа примет нулевое значение. После истечения времени настройки временной ячейки 15 через элементы И 11,12 и ИЛИ 14 сбрасывается память и на выходе блока появляется

нулевое значение сигнала. Переключатель 3 регулятора 2 приходит в исходное состояние и регулятор работает традиционно, т.е. в зависимости от рассогласования сигналов

температуры от датчика 1 и внутреннего за- датчика регулятора 2. Включение второго вентилятора происходит после появления логической единицы на первом выходе нуль - органа 5 во второй раз,

Наличие сигналами на входе элемента ИЛИ 10 приведет к прохождению этого сигнала на вход элемента И 8, затем к срабатыванию триггера второго блока включения, появлению управляющего сигнала Zi2 и

включению электродвигателя второго аппарата воздушного охлаждения. Срабатывание блока временной выдержки и регулятора происходит аналогичным образом,

Включение вентиляторов будет происходить до тех пор, пока температура охлаждаемого продукта не достигнет заданного значения,

Отключение вентилятора происходит

следующим образом.

Предположим, температура охлаждаемого продукта стала ниже заданного значения. В этом случае сигнал на выходе регулятора 2 будет уменьшаться и через некоторое время достигнет нижней уставки нуль - органа 5. В результате этого на втором выходе нуль-органа 5 появится логическая единица.

Если до рассматриваемого момента были включены все электродвигатели вентиляторов, то отключение произойдет через блок задания начала включения и отключения. Логическая единица с триггера 17 этого блока поступит на элемент ИЛИ 10 первого

блока выключения, затем на элемент И 8 и на взводящий вход триггера 7. Выходной сигнал Z21 сбросит память триггера 6 первого блока включения.

Если понижение температуры охлаждаемого продукта произошло при количестве вентиляторов ниже N и при этом первый двигатель вентилятора отключен, то отключение вентилятора будет осуществляться при наличии сигнала об отключенном состоянии предыдущего двигателя вентилятора, т.е. при наличии сигнала Zai из входе элемента ИЛИ 10 второго блока отключения и сигнала нуль - орган 5 на входе элемента И 8 этого блока, появится логическая единица

на взводящем входе триггера 7 второго блока отключения.

Автоматический режим включения (отключения) двигателей вентиляторов не должен прерываться, если один из двигателей

будет выведен на обслуживание. В этом случае включение (отключение) двигателя будет осуществляться по сигналу с элемента И 11, на вход которого подается сигнал о выводе предыдущего двигателя на обслуживание (а) и выходной сигнал с триггера блока включения (отключения), стоящего перед двигателем, выведенным в режим обслуживания.

Формул а изобретения Устройство для регулирования температуры в аппаратах воздушного охлаждения, содержащее N параллельно соединенных теплообменников, N цепей из последовательно соединенных пускателей, электродвигателей и вентиляторов, датчик температуры, установленный на выходе теплообменников, подключенный к входу регулятора, выход которого через блок переключения соединен с входом нуль-органа, связанным также через блок переключения с выходом задатчика уставок, а также блок выдержки времени, выходом соединенный с входом переключения за- датчика уставок и с управляющим входом блока переключения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит блок-1 задания начала включения, состоящий из последовательно Соединенных элемента ИЛИ, первого и второго RS-триггеров и элемента НЕ, связанного выходом с входом сброса второго RS-триггера, а также п блоков включения и п блоков отключения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого элемента И, элемента ИЛИ, второго элемента И и RS-триггера, причем выход RS-триггера в каждом блоке включения соединен с входом сброса RS-триггера. соответствующего ему канала отключения и

с входом соответствующего пускателя, выход RS-триггера в каждом блоке отключения соединен с входом сброса RS- триггера соответствующего ему блока включения, вто- 5 рые входы вторых элементов И в блоках включения и отключения соединены с соответствующими выходами нуль-органа и с соответствующими входами блока выдержки времени, второй вход элемента ИЛИ в каж0 дом блоке включения соединен с выходом RS-триггера предыдущего блока включения, а в первом блоке включения третий вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого RS-триггера блока задания начала включе5 ния и отключения, второй вход элемента ИЛИ в каждом канале отключения связан с выходом RS-триггера предыдущего блока отключения, а в первом блоке отключения третий вход элемента ИЛИ связан с выхо0 дом второго RS-триггерэ блока задания начала включения и отключения, первый вход первого элемента И в каждом блоке включения и отключения соединен с установочным выходом отключения предыдущего двигате5 ля. второй вход первого элемента И в каждом блоке включения соединен с выходом RS-триггера блока включения, номер которого на два меньше данного, а второй вход элемента И в каждом блоке отключения со0 единен с выходом RS-триггера блока отключения, номер которого на два меньше данного, причем в блоке задания начала включения и отключения первый вход элемента ИЛИ является установочным, второй

5 соединен с выходом RS-триггера (п - 1)-го блока включения, а вход инвертора и вход сброса первого RS-триггера соединены с выходом Rs-триггера первого блока включения.

Назначение: изобретение относится к системам автоматизации технологических процессов охлаждения различных сред с помощью аппаратов воздушного охлаждения и может быть использовано в нефтехимической и газовой промышленности. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности работы за счет выравнивания гистограммы путем рациональной организации цикла. Сущность: устройство содержит N теплообменников, датчик температуры, регулятор температуры 4 с блоком переключения 3, задатчик температуры, нуль-орган, N пар триггеров, N пар элементов И, N элементов ИЛИ, элементы И, элементы ИЛИ, временную ячейку, триггеры, элемент ИЛИ, элемент НЕ, пускатели, электродвигатели, вентиляторы. 1 ил. (Л