Система для регулирования температуры Советский патент 1976 года по МПК G05D23/19 

(54) СИСТЕМА для РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к области автоматики.

Известны системы дпя регулирования температуры, содержащие основной и резерный датчики, нагреватель, основной и резервный каналы регулирования, каждый из которых содержит блок регулирования и бпок контроля температуры, подключенные к соответствующему датчику температуры, измеритель тока, подключенный к выходу блока регулирования, элемент совпадения, элементы задержки, один из которых соединен с блока контроля температуры и блоком питания, другой - с выходом элемента совпадения, блоки включения и отключения основного и резервного каналов, ключевые элементы, блок переключения нагревателя и блоки индикации, подключенные к блоку памяти.

Однако в таких системах отсутствует автоматическая защита при возможном отказе датчика температуры, что приводит к снижению надежности системы.

Целью изобретения является повыщение надежности работы системы,

Эта цель достигается тем, что предложенная система содержит в каждом канале регулирования инвертор и дополнительные элементы задержки. Выход блока контроля температуры в каждом канале подсоединен через инвертор ко входам дополнительных элементов задержки, выход одного из которых подключен ко входу блока включения данного канала и ко входу блока переключения нагревателя. Выход другого дополни тельного элемента задержки соединен со входом блока отключения другого канала. Блок питания каждого канала подключен к блоку контроля температуры и через ключевой элемент, управляющий вход кото рого соединен с блоком отключения данного канала, подключен к элементу задержки другого канала.

На чертеже изображена схема системы для регулирования температуры.

Система содержит основной 1 и резервный 2 датчики температуры и нагреватель 3, расположенные в термостатируе- мом объекте 4, основной и резервный каналы 5, 6 регулирования, каждый из кото- 351 рых содержит блок 7 регугафования и бло 8 контроля температуры, подсоединенные к соответствующему датчику температуры, и меритель 9 тока, подключенный к выходу блока 7 регулирования температуры. Один выход измерителя 9 тока через блок 10 переключения нагревателя подсоединен к н гревателю 3, другой его выход и выход блок 8 контроля температуры через элемент 11 совпадения и элемент 12 задержки соединен с блоком 13 включения резервного канала с блоком 14 отключения основного канала и с блоком 15 памяти через один из блоков 16 индикации. Этот же выход блока 8 контроля температуры подключен к измери телю 9 тока и к другому элементу 17 задержки, связанному через ключ 18 с блоком 19 питания контроля резервного канала. Выход элемента 17 задержки резе ного канала через ключ 20 соединен с блоком 19 питания основного канала. Ключ 18 соединен с блоком 21 отключени резервного канала, а ключ 20 - с блоком 14 отключения основного канала. Выход блока 8 контроля температуры через ин- вертор 22 подключен ко входам двух дополнительных элементов 23, 24 задержки выход одного из которых соединен с блоко 10 переключения нагревателя и с блоком 25 включения основного канала, а выход другого - с блоком 21 отключения ре зервного канала и через блок 26 индикаци с блоком 15 памяти. Один вход блока 27 индикации соединен с элементом 17 задержки,другой - с блоком 14 отклю- чения основного канала, а выход - с блоком 15 памяти. Выходы блока 25 включения основного канала и блока 14 отключения основного канала соединены с блоком 28 управления основного канала, обеспечивающим подачу питания на все блоки основного канала. Выходы блока 13 включения резервного канала и блока 21 отключения резервного канала соединены с блоком 28 управления резервного канала, обеспечивающим подачу питания на все блоки резервного канала. На чертеже показана только связь бло« ка 28 управления соответствующего канала с блокам 7 регулирования температуры и измерителем 9 тока. Система для регу.1ирования температуры работает- следующим образом. При подаче команды на блок 25 включения основного канала система для регулирования температуры включается на работу. В этом случае нагреватель 3 термостатируемого объекта 4, через блок 10 переключения нагревателя подключен к основному каналу 5. Регулирование температуры осуществляется с помощью блока 7 регулирования температуры, выполненного, например, в виде магнитно-полупроводникового усилителя, вход которого соединен с датчиком 1 температуры, а выход через и меритель 9 тока и блок 10 переключения нагревателя - с нагревателем 3 термостатируемого объекта 4, Контроль за состоянием системы для регулирования температуры ведется как по температуре, так и по мощности. Контроль температуры осуществляется с помощью блока 8 контроля температуры, выполненного, например, в виде маг нитно-полупроводникового усилителя, нагрузкой которого являются Электромагнит« ные элементы, фиксирующие недогрев или перегрев. Контроль мощности осуществляется с помощью измерителя 9 тока, выполненного, например, в виде полупроводникового релейного усилителя, вход которого включен в разрыв цепи нагревателя 3, При включении системы для регулирования на основной канал 5 происходит ра зогрев термостатируемого объекта 4, тем. пература объекта ниже рабочей. В блоке 8 контроля температуры формируется команда Нет roTOBHOcTH и через время выдержки, задаваемое элементом 17 задержки основного канала подается на блок 19 питания контроля резервного канала 6 через ключ 18 При этом включается дополнительно контроль температуры резервного канала 6, В блоке 8 контроля температуры резервного канала также формируется команда Нет готовности, но она не поступает на блок 19 питания контроля основного канала, так как ключ 2О закрыт. Следовательно, регулирование температуры осуществляется основным каналом 5, а контроль температуры ведется одновременно основным и резервным каналами 5, 6. Если готовность термостатируемого объекта набирается раньще основным ка« налом 5, то сформированная команда Нет готовности снимается и отключает лок 19 питания контроля резервного канала. При этом отключается контроль тем ературы резервным каналом, поэтому егушфование и контроль температуры существляются основным каналом 5, В случае если готовность термостати уемого объекта 4 набирается раньще езервным каналом 6, сформированная оманда Нет готовности этим каналом нимается и формируется команда Нор5

ма, которая через инвертор 22 и элемент 23 задержки резервного канала 6 поступает на блок 13 включения резервного канала и на блок Ю переключения нагревателя. По этой команде происходит включение резервного канала и подключение нагревателя 3 на этот канал, а следовательно, регулирование температуры осуществляется резервным каналом 6, а контроль температуры ведется основным и резервным каналами 5, 6. По набору

готовности термостатируемсго объекта 4 основным каналом 5 сформированная команда Нет готовности этого канала снимается с блока 19 питания контроля резервного канала, и одновременно формируется команда Норма, которая через инвертор 22 и элемент 23 задержки поступает в блок 10 переключения нагревателя

- ,и в блок 25 включения основного канала.

При этом вновь включается на работу осноной канал. Регулирование и контроль температуры осуществляются основным кана- лом 5, а резервный канал 6 выключается.

Еспи при включении основного канала датчик 1 температуры неисправен , то в блоке 8 контроля температуры формируетс команда Нет готовности, которая поступает через элемент 17 задержки и ключ 18 в блок 19 питания контроля температуры резервного канала 6, По этой команде включается дополнительно контроль температуры резервного канала. По набору готовности температуры в объекте резервным каналом 6 формируется команда Норма, которая через инвертор 22 и элемент 23 задержки поступает в блок 10 переключени нагревателя и в блок 13 включения резервного канала 6. По этой команде вклю чается резервньй канал 6, и регулировани температуры осуществляется данным каналом, а контроль температуры ведется основным и резервным каналами 5, 6. Через время, определяемое элементом 24 задержки, сформированная команда поступает в блок 19 отключения основного канала и одновременно через блок 27 индикации в блок 15 памяти, в котором фиксируется.

Рассмотрим работу системы для регу« лирования температуры в установивщемся тепловом режиме.

При работе основного канала 5 и в случае появления в нем неисправности

(неисправен регулятор температуры или устройство контроля температуры) формируется команда Нет нормы в элементе 11 совпадения с помощью блока 8 контро™ ля температуры и измерителя 9 тока.

б

Команда Нет нормы формируется в двух случаях; температура в объекте ниже нормы, а ток через нагреватель не протекает; температура в объекте выше нормы, а ток через нагреватель протекает. Команда Нет нормы поступает через элемент 12 задержки в блок 14 отключения основного канала 5 и в блок 13 вклю чения резервного канала 6.

Одновременно с командой Нет нормы формируется команда Нет готовности, но

выдержка времени элемента задержки , поэтому эта команда не поступает на резервный канал. Следоютельно, по команде Нет нормы включается резервный канал 6, и отключается основной канал 5. Регулирование температуры ведется на ре зервном канале 6. Данная команда фиксируется в блоке 15 памяти.

Если при работе основного канала 5 происходит обрыв нагревателя 3, то в данном канале формируется команда Нет нормы аналогично выщеописанному для случая отказа регулятора или блока контроля температуры. Эта команда через элемент 12 задержки поступает в блок 14 отключения основного канала и в блок 13 включения резервного канала, одновременно команда поступает в блок 16 индикации и блок 15 памяти, где фиксируется. По этой команде включается резервный канал 6 на работу. В этом канале также формируется с помощью тех же устройств команда, которая через элемент 12 задержки поступает в блок 21 отключения резервного канала 6. Канал отключается, и отключается вся система, одновременно команда выдается в блок 16 индикации и далее в блок 15 памяти, где фиксируетс

В случае если при работе основного канала 5 произойдет отказ датчика 1 температуры, формируется команда Нет готовности, описанная ранее, и включает контроль температуры резервного канала. По набору готовности резервным каналом 6 формируется команда Норма, которая через инвертор 22 и элемент 23 задержки поступает в блок 13 включения резерв ного канала бив блок 10 переключения нагревателя. При этом включается резервньй канал 6, и регулирование температуры в объекте ведется с помощью данного канала, а контроль температуры осуществ ляется основным и резервным каналами 5, 6. Через время, заданное элементом 24 задержки, сформированная коман.да поступает в блок 19 отключения основного канала 5, в блок 27 индикации и блок 15 памяти. Регулирование

температуры не прекращается, а ведется от резервного канала 6.

При работе на резервном канапе система для регулирования температуры работает аналогично.

Введение автоматической защиты при возможном отказе датчика температуры с переключением системы на резервный канал повышает эксплуатационную надежность системы.

При начальном включении системы контроль температуры в термостати- руемом объекте осуществляется одновременно в основном и резервном каналах до выхода объекта на рабочий тепловой режим.

Формула изобретения

Система для регулирования температуры содержащая основной и резервный датчики, нагреватель, основной ирезервный

каналы регулирования, каждый из которых содержит блок регулирования и блок контроля температуры, подключенные к соответствующему датчику температуры, измеритель тока, подключенный к выходу блока регулирования, элемент совпадения, элементы задержки, один из которых соединен с выходом блока контроля температуры и блоком питания, другой - с выходом элемента совпадения, блоки включения и отключения основного и резервного каналов, ключевые элементы, блок переключения на гревателя блоки индикации, подключенные к блоку памяти, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы системы, онасодержит в каждом канале регулирования инвертор и дополнительные элементы задержки; причем выход блока контроля температуры в каждом канале подсоединен через инвертор ко входам дополнительных элементов задержки, выход одного из которых подключен ко входу блока включения данного канала и ко входу блока переключения нагре вателя; выход другого дополнительного элемента задержки соединен со входом блока отключения другого канала; блок пи тания каждого канала подключен к блоку контроля температуры и через ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с блоком отключения данного канала, подключен к элементу задержки дру гого канала.