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

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и других физических величин.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства для регулирования температуры подогреваемого объекта.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик температуры 1, контактными выходами нижнего и вер- хнего пределов (Н, В) регулирования температуры соединенный с входами ключей 2,3, управляющие входы которых соединены с выходом тактового генератора 4. Выходы ключей 2 и 3 соединены соответственно с и+ и - входами реверсивною двоичного счетчика 5, разрядные выходы 1, 2 и

4 которого соединены с входами 1, 2 и 3 релейного блока 6, выходами соединенного соответственно с нагревательными элементами 7-9.

Устройство работает следующим образом. При уменьшении температуры объекта от заданного значения на величину, превышающую зону нечувствительности датчика 1, на выходе Н последнего появляется сигнал Больше, разрешающий прохождение через ключ 2 импульса тактового генератора 4 на вход + реверсивного двоичного счетчика 5.

Счетчик 5 увеличивает свое состояние на единицу, что (через релейный блок 6) вызывает включение нагревательных элементов 7-9 с мощностью больше предыдущей на 1 /7 часть от суммарной мощности нагревательных элементов 7-9. Если за время

00

ч о

vj

между импульсами тактового генератора 4 температура повысилась недостаточно и сигнал Больше на выходе Н датчика 1 не исчез, очередной импульс проходит через ключ 2 на вход + реверсивного двоичного счетчика 5. Счетчик увеличивает свое состояние еще на единицу, что через релейный блок 6 вызывает включение нагревательных элементов с мощностью больше предыдущей еще на 1/7 часть от суммарной мощности нагревательных элементов. При достижении объектом заданной температуры сигнал Больше датчика 1 с выхода Н снимается. Импульсы тактового генератора 4 не проходят на вход счетчика 5, он остается в прежнем состоянии, а нагревательные элементы работают с мощностью, определяемой последним состоянием счетчика 5. При увеличении температуры объекта от заданного значения на величину, превышающую зону нечувствительности датчика 1, на выходе В последнего появляется сигнал Меньше, разрешающий прохождение через ключ 3 импульса тактового генератора 4 на реверсивного двоичного счетчика 5, Счетчик 5 уменьшает свое состояние на единицу, что через релейный блок 6 вызывает включение нагревательных элементов с мощностью меньше предыдущей на 1 /7 часть от суммарной мощности нагревательных элементов 7-9. При достижении объектом заданной температуры сигнал Меньше с выхода В датчика 1 снимается, импульсы тактового генератора А не проходят на вход счетчика 5, он остается в последнем состоянии. Нагревательные элементы работают с мощностью, определяемой последним состоянием счетчика 5.

При использовании нагревателей 7-9 мощностью 1, 2, А кВт может быть осуществлено семь сочетаний, обеспечивающих подвод различных количеств тепла, а также состояние Отключено.

Возможные комбинации показаны в таблице.

Регулировка чувствительности устройства производится изменением верхнего и нижнего уровней датчика. Быстродействие устройства регулируется частотой тактового генератора в зависимости от инерционности объекта.

Наряду с небольшой максимальной и минимальной мощностью переключения (4/7 Рмакс и 1/7 Рмакс сведено к минимуму количество переключений контакторов для достижения заданной температуры.

В прототипе происходит многократное преобразование сигнала датчика: в измерителе - преобразование сигнала датчика в аналоговый токовый выход; в оптроне ток преобразуется в свет; свет - в электрический сигнал; АЦП преобразует аналоговый

сигнал в цифровой; блок управления и синхронизации производит запоминание, распределение и синхронизацию сигналов с выхода АЦП для формирования управляющего сигнала. Каждое преобразование усложняет схему, повышает погрешность измерения и регулирования. В предлагаемом устройстве все перечисленные выше преобразования исключены за счет того, что датчик 1 имеет контактные выходы по верхнему и нижнему пределам регулируемой температуры объекта. Эти выходы имеют потенциальный сигнал, не требующий каких-либо дополнительных преобразований. Выходы датчика 1 через ключи 2, 3, управляемые тактовым генератором 4, подключены к входам реверсивного двоичного счетчика 5, на выходах которого получают готовые сигналы управления нагревательными элементами.

Схема, выполняющая те же функции, что и прототип, более проста, в ней исключены многократные преобразования, она более надежна.

Исключение аналоговой части устройства (измеритель с выходом 4-20 мА, оптрон, операционный усилитель, аналого-цифро- вой преобразователь) и замена сложного устройства управления реверсивным двоичным счетчиком исключает необходимость установки нуля, создание искусственного гистерезиса и повышает надежность устройства,

Формул а изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, тактовый генератор, ключ и релейный блок, к выходам которого подключены нагревательные элементы, причем мощность каждого последующего нагреватель-,

ного элемента в два раза больше мощности каждого предыдущего нагревательного элемента, о тличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, введены дополнительный ключи

реверсивный двоичный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого через ключи связаны с выходами соответственно контактов нижнего и верхнего пределов регулирования датчика температуры, управляющие входы ключей связаны с выходом тактового генератора, а разрядные выходы реверсивного двоичного счетчика соединены с входами релейного блока.

Изобретение относится к автоматическому регулирований) температуры. Устройство состоит из датчика температуры, тактового генератора, ключа и релейного блока, к выходам которого подключены нагревательные элементы. Мощность каждого последующего нагревательного элемента в два раза больше мощности каждого предыдущего. Для упрощения устройства и повышения его надежности в него введены дополнительный ключ и реверсивный двоичный счетчик. Суммирующий и вычитающий входы счетчика через ключи связаны с выходами соответственно контактов нижнего и верхнего пределов регулирования датчика температуры. Управляющие входы ключей связаны с выходом тактового генератора, а разрядные выходы реверсивного двоичного счетчика соединены с входами релейного блока. 1 ил., 1 табл. (Л С