УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G05B11/16 G05D23/185 

1

Изобретение отпосится к релейным системам управления различными объектами, например термостатирования гироскопических устройств.

Известные релейные устройства состоят из сумматора, связанного с двумя релейными элементами, подключенными к интегратору обратной связи и объекту термостатирования, соединенным со входом сумматора.

Цель изобретения - повысить точность термостатирования.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в нем выход объекта через последовательно включенные контакты релейных элементов подключен ко входу интегратора обратной связи, последовательно конденсатору которого установлен дополнительный конденсатор, шунтированный параллельно включенными контактами релейных элементов.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство состоит из сумматора 1 релейного элемента 2 и 3, объекта термостатирования 4, интегратора обратной связи 5, элементов 6 и 7 обратной связи. Выход сумматора } соединен со входами релейных элементов 2 и 3. Выходы релейных элементов 2 Н 3 соединены со входом объекта термостатирования 4 со входами интегратора 5 обратной связи и со входом элемента 6 обратной

связи. Выход интегрирующего элемента 5, а также выходы элементов 6 п 7 обратной связи подсоединены ко входу сумматора /. Выход объекта 4 подключен к элементу 7 и через

контакты к интегратору 5. В обратной связи интегратора 5 установлены последовательно конденсатор С1 и дополнительный конденсатор С2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В момент включения устройства термостатирования в работу при большом рассогласовании значений температуры статируемого объекта с требуемым ее значением сигнал с

выхода статируемого объекта 4 подается через элемент 7 обратной связи на вход сумматора /, выходной сигнал которого поступает на релейные элементы 2 и 3. Время срабатывания релейного элемента 3 значительно

меньше времени срабатывания релейного элемента 2.

Одновременно сигнал с выхода объекта термостатирования подается через контакты релейных элементов на вход интегратора 5, который начнет интегрировать и при этом будет заряжаться дополнительный конденсатор С2. Коэффициент передачи интегратора 5 в этом режиме будет небольшим, а его выходной сигнал нарастает медленно и незначительно снижает уровень выходного сигнала сумматора /,

Через время, равное величине времени запаздывания в срабатывании релейного элемента 3, он сработает и подаст ток в обмотку обогрева объекта 4 от низковольтного источника напряжения. Начинается нагрев объекта 4 и сигнал на его выходе начинает уменьшаться. При срабатывании релейного элемента 3 замыкаются его контакты и, следовательно, шунтируется дополнительный конденсатор С2, и размыкаются контакты, шунтируюш,ие конденсатор С1. При этом увеличивается коэффициент передачи интегратора 5. Разрывается также цепь подачи сигнала объекта 4 на интегратор 5. Одновременно с этим сигнал с выхода релейного элемента 3 подается на вход интегратора 5 и элемента 6 обратной связи. Интегратор 5 обеспечивает выключение обогрева в устройстве термостатирования не в тот момент, когда температура объекта будет равной заданной, а несколько раньше, чтобы температура рабочей жидкости поднималась по инерции, благодаря энергии, накопленной в нагревателе. Это позволяет обеспечить в устройстве термостатирования процессы, близкие к оптимальным по быстродействию. Выходной сигнал с элемента 6 обратной связи обеспечивает отключение релейного элемента 3 раньше на величину времени, равную времени его запаздывания на отпускание, что практически исключает образование зоны нечувствительности при отпускании релейного элемента 3 и повышается точность работы всей системы.

Через время, равное времени запаздывания в срабатывании релейного элемента 2, сработает релейный элемент 2. При этом замкнутся его контакты, которые шунтируют дополнительный конденсатор С2, размыкаются контакты, расшунтирующие конденсатор С1, размыкаются контакты, исключающие подачу сигнала с выхода объекта 4 на интегратор 5, размыкается контакт, обеспечиваюш,ий отпускание релейного элемента 3. После срабатывания релейного элемента 2 в обмотку обогрева объекта 4 будет подан ток от высоковольтного источника напряжения и процесс нагрева ускоряется. Для обеспечения работы устройства термостатирования необходимо, чтобы зона нечувствительности релейного элемента 2 была больше зоны нечувствительности релейного элемента 3, но последняя должна быть больше, чем сигнал рассогласования при первом отключении во время максимального отклонения температуры от ее требуемого значения.

Последовательное подключение источников питания к обмотке обогрева, сначала низковольтного, а затем высоковольтного, позволяет уменьшить тепловой удар, обеспечить более плавный нагрев статируемого объекта, уменьшить вредное влияние конвекционных потоков жидкости и уменьшить время, необходимое для приведения термостатируемого объекта в рабочий режим.

В результате интенсивного нагрева объекта термостатирования сигнал на его выходе уменьшается, что приводит к быстрому уменьшению сигнала на выходе сумматора /. При этом начнется отпускание релейного элемента 2. Через отрезок времени, равный времени запаздывания релейного элемента 2 на отпускание, он отпустит и устройство вернется в исходное состояние.

При небольшом отклонении температуры

объекта от требуемого значения сигнал на его

выходе будет недостаточным по величине для

срабатывания релейных элементов 2 и 5.

Решающую роль для точного поддержания

температуры играет интегратор 5. Устройство термостатирования в этом случае работает следующим образом.

Постоянное значение сигнала с объекта 4 подается на вход интегратора 5, на выходе

которого сигнал увеличивается до тех пор, пока сигнал на выходе сумматора / не достигнет значения сигнала срабатывания релейного элемента 3. Через время, равное времени запаздывания

элемента 3, он сработает, подсоединит низковольтный источник к обмотке обогрева, зашунтирует дополнительный конденсатор С2 и расшунтирует С1, подаст постоянный сигнал на интегратор со своего выхода и разорвет

цепь подачи сигнала с выхода объекта на вход интегратора.

При уменьшении сигнала с выхода сумматора до величины, меньшей зоны отпускания релейного элемента 3, он начинает отпускать

и через время его запаздывания устройство возвращается в исходное положение. Отклонение температуры объекта и сигнал на его выходе приближаются к нулю. При малых отклонениях температуры статируемого объекта от заданного значения релейный элемент 2 не срабатывает и требуемое значение температуры можно достичь только лишь с помощью релейного элемента 3, который подключает к обмотке обогрева

низковольтный источник.

Предлагаемая схема термостатирования позволяет уменьшить время достижения требуемого значения температуры и поддерживать ее значение с высокой точностью.

Предмет изобретения

Устройство для термостатирования, содержашее два релейных элемента, подключенных

к интегратору обратной связи и объекту термостатирования, связанным с сумматором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности термостатирования, в нем выход объекта через последовательно включенные контакты релейных элементов подключен ко входу интегратора обратной связи, последовательно конденсатору обратной связи которого установлен дополнительный конденсатор, шунтированный параллельно включенными контактами релейных элементов.