Многоканальное резервированное устройство для управления термостатом Советский патент 1977 года по МПК G05D23/19 H05K10/00 

1

Изобретение относитея к системам автоматического регулирования температуры и может быть использовано при разработке термостатов высокой иадежности.

Известно устройство для управления термостатом, содержащее термодатчики, усилители и лагреватели. О,но обеспечивает заданную точность поддержания температуры, но отличается низкой надежностью.

Известно также устройство для управления термостатом, содержащее несколько резервных каналов и схему коммутации, с помощью которой осуществляется переключение каналов. Такое устройство надежно, однако оно ие обеспечивает необходимой точности регулирования температуры при отказах в отдельных элементах схемы и имеет сравнительно небольщой ресурс работы, так как содержит электромеханические реле.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее в каждом канале резервные термодатчики, соединенные с входами усилителей, и нагреватели, подключенные к выходам логических элементов И, входы которых соединены с выходами усилителей, и работающее по принципу двухпозиционного регулятора температуры, осуществляя ее стабилизацию по среднему выборочному значению температур срабатывания резервных термореуляторов.

2

Устройство имеет высокую надежность, так как при возникновении единичных отказов в термодатчиках и усилителях, приводящих к появлению на одном из входов логических

элементов И неуправляемого высокого потенциала, регулирование температуры осуществляется по другому входу логических элементов И, причем все три нагревателя при этом функционируют, обеспечивая заданную точность поддержания темиературы.

Однако в таком устройстве при возникновении единичных отказов в термодатчиках и усилителях из трех резервных нагревателей функционирует только один. В этом случае мощностью подогрева термостата снижается второе, соответственно снижается точность поддержания заданной температуры и увеличивается время выхода термостата на режим. При минимальной температуре окружающей среды

мощности одного нагревателя вообще может не хватить для вывода термостата на заданную температуру, что равносильно полному отказу всего резервированного устройства.

Кроме того, сложность регулирования устройства связано с тем, что все три нагревателя включаются и выключаются не одновременно, что затрудняет юстировку канальных термодатчиков.

Цель изобретения - повышение точности

устройства. Это достигается тем, что в предлагаемое многоканальное резервированное уст-, ройство для управления термостатом введены в каждый канал два мажоритарных элемента, одноименные входы которых объединены и подключены к соответствующим выходам yenлителей, а выходы мажоритарных элементов подключены к входам логических элементов И.

. На чертеже показана схема устройства, трехкаиальный вариант.

Схема содержит усилители 1, 2, 3, мажоритарные элементы 4-9, логические элементы И 10, И, 12, резервные термодатчики 13, 14, 15 и нагреватели 16, 17, 18.

Входы усилителей 1, 2, 3 соединены с термодатчиками 13, 14, 15; выходы усилителей-с входами мажоритар:иых элементов 4-9. Выходы мажоритарных элементов 4-9 ионарно соединены с входами логических элементов И 10, 11, 12, выходы которых подключены к нагревателям 16, 17, 18, вторые выводы нагревателей связаны с источником иитания.

Устройство работает следующим образом.

После подачи питающих папряжений в результате того, что температура термостатируемого объекта -ниже заданной, с термодатчиков 13, 14, 15:Иа входы усилителей 1, 2, 3 подается постоянное напряжение, достаточное для того, чтобы перевести их в состояние, соответствующее максимальному напряжению на нх выходах (логическая «1). Наличие на большинстве входов мажоритарных элементов 4-9 уровней напряжения, соответствующих логической «1, обусловливает появление такого же уровня напряжения и на его выходе. При подаче на входы логических элементов И 10, II, 12 двух логических «1 включаются нагреватели 16, 17, 18, подключенных к их выходам, в результате чего температура термостатируемого объекта повыщается.

По достижении заданной температуры один из термодатчиков переводит один из усилителей в состояние, соответствующее логическому «О, «о нагреватели по-прежнему работают на нагрев до тех пор, пока второй термодатчик переведет второй усилитель в состояние, соответствующее логическому «О. После этого на все входы логических элементов И подаются логические «О, и все нагреватели отключаются. Температура термостатируемого объекта снил ается до тех пор, пока второй термодатчик не возвратит второй усилитель в состояние логической «1, и все нагреватели -включатся на нагрев. Таким образом, устройство регулирует температуру но среднему выборочному значению температур настройки термодатчнков 13-15.

Если в известном устройстве единичный отказ в термодатчике или усилителе приводит к резкому снижению точности регулирования температуры, то в предлагаемом устройстве аналогичная неисправность не влияет на точность регулирования, так как выходной сигнал мажоритарного элемента соответствует значению больщинства сигналов на его входах. В случае, когда один из входных сигналов мажоритарного элемента в результате возникшей неисправности перестает изменяться, управление величиной выходного сигнала осуществляется за счет изменения величины сигнала исправных каналов, причем все три нагревателя функционируют нормально.

В предлагаемом устройстве даже при возникновении единичных неисправностей в усилителях и термодатчиках все три нагревателя включаются и выключаются одновременно, что облегчает регулировку всего устройства.

Количество резервных нагревателей и логических элементов И не обязательно соответствовать количеству термодатчиков н усилителей. Можно, нанример, использовать три канала термодатчиков и усилителей и два канала нагревателей и логических элементов И. Принцип работы устройства в этом случае остается тем же.

Формула изобретения

Многоканальное резервированное устройство для управления термостатом, содержащее в каждом канале резервные термодатчики, соединенные с входами усилителей, и нагреватели, подключенные к выходам логических элементов И, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в нем в каждый канал введены два мажоритарных элемента, одноименные входы которых объединены и подключены к соответствующим выходам усилителей, а выходы мажоритарных элементов подключены к входам логических элементов И.