Терморегулятор для хроматографа Советский патент 1980 года по МПК G05D23/19 

(54) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР ДЛЯ ХРОМАТОГРАФА Изобретение относится к устройствам программного управления и может применя-пся для управления температурным режимом хроматографа. Известно устройс- во для терморегулирования хроматографа, содержащее блок выбора режима, распределитель команд, таймер, акселлератор температуры, задат чик температуры, терморегулятор и блок управления дозатором, в которых использованы для задания скорости изменения тем пературы и дпя установки температуры электрок1еханические узлы ClJ Однако это устройство обладает ограниченными функциональными возможностямми, малым быстродействие и низкой н& дежностью. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является терморегу лятор для хроматографа, содержащий блок выбора режима, распределитель команв, репе времени, блок управления дозатором и последовательно соединенные блок уставок температуры, блок задания скорости изменения температуры и термодатчик 2. - Это устройство обладает несколькими недостатками. Во-первых, в нем отсутствует возможность сделать различными уставки времени. Во-вторых, иэ-за от сутствия обратной связи от терморегулятора в программе обязателен режим пёр&охлаждения, что требует дополнительного времени для вывода хроматографа на рабочий режим между циклами и снижает производительность прибора. В-третьих, это устройство может работать только в режиме одного цикла, так как в конце цикла все уставки температуры сбрасываются. Все это ограничивает функциональные возможности устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей терморегулятора. Указанная Цель достигается тем, что терморегулятор для хроматографа содержит синхронизатор команд, входы которого подключены соответственно к выходам блока выбора режима, распределителя команд. реЯе времени, бпока уставок температуры термодатчика и бпока управления дозатором, а выход соединен с входами репе времени, бпока задания скорости изменен температуры и распредепитоля команд, вторые вход и выход которого соединены соответственно с вторым входом и выходом бпока выбора режима, а другие выходы распредепитепя команд соединены с соответствующими входами бпока управпения дозатором, бпока уставок температуры и бпока задания скорости изменения температуры, другой выход которого подкпючен к второму входу репе времени На чертеже изображена структурная схема терморегупятора дпя хроматографа, Терморегупятор содержит бпок 1 выбора режима, распредепитепь 2 команд, репе 3 враиени, блок 4 управления дозатором хладагента и поспедовательно сое- диненные блок 5 уставок температуры, блок 6 задания скорости изменения температуры и термодатчик 7, синхронизатор 8 команд. Бпок 1 выбора режима предназначен дпя управления выбором режима работы (одиоцикповый, непрерывный или с заданным числом циклов) и для реализации этого назначения содержит кнопки Пуск Стоп, Режим-непрерывный, Режимцикпический на К-циклов, триггер с раздельными входами, три логических элеме та И, один логический элемент ИЛИ и счетчик иикпов. Синхронизатор 8 команд содержит двУхвходовые логические схемы И, на один из входов которых подключен один из выходов распределителя 2 коман а на другой вход соответствующий по та ту работы выход соответствующих блоков Выходы элементов И объединены через элекГент ИЛИ и через схему задержки подключены к выходу синхронизатора 8 команд. Распредепитепь 2 команд имеет два входа - счетный вход и вход сброса в начальное состояние; количество состояний распределителя определяется количеством тактов в заданной временной диаграмме. Причем выходы, соответствую щие восьми состояниям, объединены в восьмипроводкый канал к поданы на вход соответствующих эпй 1ентов И синхрониз тора 8 команд. Бпок б задания скорости изменения температуры содержит тактовый генератор, счетчик со входами сброса и счетны дешифратор с ключами установки скорос набора температуры и разрешающим входом оединенным с выходом распределителя 2 оманд. Выход дешифратора, образованный лючами набора скорости нагрева, соединен с входе блока 5 уставок температуры, ерез элемент задержки, а выход последнего разряда счетчика соединен с реле времени. Реле 3 времени содержит счетчик и дешифратор с ключами установки времени а гходы ключей объединены в трехпроводный канал и соединены со входами синхронизатора 8 команд. Блок 5 уставок температуры содержит входной шифратор для установки температуры первой изотермической ступени, счетчик, выходной дешифратор с ключами дпя установки температуры второй изотермической ступени и сравнивающее устройство для сравнения кодов записи в счетчике с записью на ключах второй изотермической ступени. Выходы счетчика соединены с входами термодатчика 7, а выход сравн1шак шего устройства образует выход блока 5 уставок температуры, соединенный с синхронизатором 8 . Устройство работает следующим образом. Перед включением в блоке 5 уставок температуры должны быть установлены ключи первой и второй изотермической ступени, в реле 3 времени - ключи интервалов времени, в блоке 6 задания скорости изменения температуры - ключи выбора скорости нагрева на линейном участке. В процессе работы все эти уставки могут меняться оператором по необходимости. При вкпючении устройства в сеть блок 1 выбора режима выдает импульс на установку распредапителя 2 команд в первое состояние, распределитель 2 команд устанавливает блок 5 уставок температуры ца заданную температуру первой изотермической ступени. Такую же начальную установку можно произвести в любой момент времени кнопкой Стоп. После включения хроматографа его элементы должны в установленное его конструкцией время выходить на тепловой режим. При выходе на заданный режим стабилизируется температура первой изотермической ступени. Устанавливается один из возможных режимов работы: одноцикловый, непрерывный или на заданное число циклов. Рассмотрим сначала работу в одноиикловом режиме. При этом счетчик циклов в блоке 1 выбора режима отключен и через ключ выбора режима непрерывный на вход одного из элементов И подан сигнал запрета. Нажимается кнопка Пуск и 5VS разрешающий сигнал подается опновременио на вход второго элетлента И и на возбуждение PS триггера. Выход триггера соединен с вторыми входами всех эпементов И. Поэтому на время нажатия кнопки. Пуск появляется сигнал на выходе элемента И и через элемент ИЛИ на выходе блока 1 выбора режима. При отпускании кнопки Пуск этот сигнал пропадает, но факт нажатия кнопки Пуск фиксируется триггером, сигнал с выхода которого отменяет сброс распределителя 2 команд на выходе блока 1 выбора режима. Сигнал Пуск поступает на вход одно го из элементов И в синхронизаторе 8 команд. На второй вход этого элемента И подключен выход распределителя 2 команд Совпадение этих сигналов приводит к появ лению сигнала на выходе синхронизатора 8 команд. Этот .сигнал поступает на вход распределителя 2 команд и переводит его во второе состояние, одновременно сбрасываются в начальное состояние блок 6 задания скорости изменения температуры и репе 3 времени. Эти блоки переводятся в начальное состояние при каждом переключении распределителя 2 команд. Во втором состоянии распределитель 2 коман включает блок 4 управления дозатором, который по исполнении своих функций выдает сигнал обратной связи в синхронизатор 8 команд. В синхронизаторе 8 команд срабатьшае второй элемент И при совпадении сигнала во втором состоянии распределителя 2 ко- манд с сигналом на выходе блока 4 упра1вления дозатором. Появляется сигнал на выходе синхронизатора 8 команд, который переключает распределитель 2 команд в третье состояние. Реле 3 времени отсчитывает заданное время и на соответствующем выходе выдает сигнал об окончании этого времени. В синхронизаторе 8 команд срабатывает третий элемент И и сигналом на выходе переключает распределитель 2 команд в четвертое состо5гаие. Сигнал об этом поступает одновременно на три выхода распределителя 2 команд. Во-первых, он поступает в синхронизатор 8 команд, подготавливая к срабатыванию четвертый элемент И в синхронизаторе 8 команд, во-вторых, он поступает в блок 5 уставок температуры, запрещая на вр&мя набора температуры новую запись в счет чик блока 5 уставок температуры и, тем самым, защищая хроматограф от сбоя, в-третьих, этот сигнал поступает на деоО6шифратор температуры блока в задания скорости изменения температуры. По этой цепи разрешается отсчет временных интервалов, в которые происходит изменение уставки термодатчика 7, После отсчета очередного такого интервала блок б задания скорости изменения температуры выдает сигнал на выходе в блок 5 уставок температуры, в котором счетчик переходит в Очередное состояние и меняет уставку термодатчика 7. После достижения блоком 5 уставок температуры заданной уставки второй изотермической ступени в нем срабатывает элемент сравнения кодов и выдает сигнал на его выходе. Этот сигнал поступает на вход подготовленного четвертого элемента И в синхронизаторе 8 команд. Появившийся на вьтходе синхронизатора 8 команд сигнал переводит распределитель 2 команд в пятое состояние. Сигнал об этом поступает на два выхода, подготещливая пятый элемент И в синхронизаторе 8 команд и запрещая новую запись в счетчике блока 5 уставок температуры. Второй вход пятого эл лента И в синхронизаторе 8 команд соединен с тем выходом реле 3 времени, на котором фиксируется момент окончания времени второй изотермической ступени. Совпадение сигналов на входах пятого элемента И синхронизатора 8 команд переключает распределитель 2 команд в шестое состояние. Сигнал об этом поступает на два выхода и подготавливается шестой элемент И в синхронизаторе 8 команд, а также переключается блок 5 уставок температуры на.температуру первой изотермической ступени. При этом термодатчик 7 фиксирует, что действительная температура выше заданной температуры и выдает сигнал об этом на CBoavt выходе. Этот си1 нал через подготовленный элемент И переключает распределитель 2 команд в седьмое состояние и подготавливает седьмой элемент И в синхронизаторе 8 команд. Второй вход этого элемента И соединен с выходом термодатчика 7. При уравнивании заданной и действительной температур сигнал об этом поступает на вход седьмого элемента И синхронизатора 8 команд и этот момент фиксируется устройством. Распределитель 2 команд переключается в вс)сьмое состояние, подготавливая восьмой элемент И синхронизатора 8 команд. Таким образом не требуется время на переохлаждение хроматографа. Второй вход восьмого элемента И соединен с nwходом репе 3 времени, на котором фиксируется момент окончания времени стабилизации режима. При этом через синхронизатор 8 команд распредепитепь 2 команд переключается в первое состояниэе выдает сигнал на свой выход и остаиа ливается до очередного нажатия кнопки Пуск. В непрерывном режима ключом управления режимом открывается эпемент И в блоке 1 выбора режима и на его выходе разрешающий сигнал будет сохраняться все время от нажатия кнопки Пуск и до нажатия кнопки Стоп. В режиме на заданное число циклов в блоке 1 выбора режима срабатывает счет чик циклов, отмечающий каждое поя вление сигнала на выходе распределителя 2 команд и при подсчете заданного количеств циклов закрывает выход блока 1 выбора режима. Нажатием кнопки Стоп устройство в любой момент может быть переведено в начальное состо$шие. Использование в устройстве синхронизатора 8 команд и распределителя 2 команд, а также указанных выше соединений выгодно отличает терморегулятор для хроматографа от известных устройств, та как позволяет существенно расширить их функциональные воа ложности, сделать независимым задание &р&леяУ1 различных , ступеней программы, увеличить быстродействие устройства за счет исключения времени, необходимого на заведомое переохлаждение хроматографа, и при этом уменьшить затраты времени на новое нагревание при введении в режим, а, кро ме того, позволяет использовать устройс во для работы как в одноцикловом, так в непрерывном и циклическом режимах. Формула изобр ет е н и я Те{ лорегулятор для хроматогр1афа, содержащий блок выбора режима, распределитель команд, реле времени, блок управления дозатором и последовательно соединенные блок уставок температуры, блок задания скорости изменения температуры и термодатчик, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональньЕх возможностей терморегулятора, он содержит синхронизатор команд, входы которого подключены соответственно к выходам блока выбора режима, распределителя команд, реле времени, блока уставок температуры, термодатчика и блока управления дозатором, а выход соединен с входами реле времени, блока задания скорости изменения температуры и распределителя команд, вторые вход и выход которого соединены соответственно с вторым ВХОДОМ и выходом блока выбора режима, а другие выходы распределителя команд соединены с соответствующими входами блока управления дозатором, блока уставок температуры и блока задания скорости изменения тацпературы, другой выход которого подключен к второму входу реле времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе J- Авторское свидетельство СССР № 52855О, кл. G О5 О 23/О2, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 4986О8, кл. G О5 D 23/19, 1976 (прототип).

L-.

-J:1