Устройство для регулирования температуры Советский патент 1980 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к регулированш тепловых режимов промышленных объектов и может быть применено для управления тепловыми объектами со знакопеременной тепловой нагрузкой. Известны устройства для регулирования температуры, содержащие регулятор с датчиком, к которому подключены источники постоянного, пилообразного или других управляющих напряжений l . Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регулировани температуры, содержащее зарядно-раз- рядные РС-контуры и датчик температуры, подключенный ко входу трехпозиционного регулятора, к выходам которого подключены нагреватель и охладитель f2j. . Это устройство не обеспечивает достаточно высокого качества регулирования в каналах нагрева и охлаждения, что затрудняет их согласованную работу при зн& копеременной тепло вой нагрузке, требует установки значительной зоны нечувствит&льности между задатчиками температур нагрева и охлаждения. и следовательно, снижает точность работы устройства. Эта цель достигается тем, что устройство содержит последовательные RC-цепи, причем входы зарядно-разрядных RC-контуров подключены к соответствующим выходам трехпозиционного регулятора, а выходы через последовательные RC-цепи ко входу трехпозиционного регулятора. На фиг, 1 приведена электрическая схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема упрощенного устройства, предназначенного для управления тепловыми объектами с идентичными динамическими характеристиками по каналам нагрева и охлаж .дения. Устройство для регулирования температуры содержит зарядно-разрядные RC-контуры 1, 2 и йатчик температуры 3, подкл1оченный через резистор 4 ко входу 5 трехпозиционного регулятора 6, два выхода которого 7, 8, соединены с нагревателем 9, и охладителем 10. Последние установлены вместе с датчиком, 3 на объекте, 11 регулирования температуры. Входь зарядно-разрядных 1 С-контуров 1, 2 подключены соответственно к выходам 7, 8 регуля тора б через выпрямительные 12, 13, а выходы 14, 15 --через последовательные 1 С-цепи 16-17, 18-19 и контактный элемент 20 ко входу 5 регулятора 6. При этом сигнал коррекции выделяется на резисторе 4 и сопротивленни термоэлектрода 21, шглюченных по- следовательно и соединенных Заземляющим концом .22 с общим заземлением. Применение общего заземления позволяет упроотить схему и повысить чувствительность регулятора к входным сигнштам, а, следовательно, тугеньшить габариты гфименяемы в устройстве конденсаторов. RC-контуры 1, 2 содержат Конденсаторы 23, 24, зарядные резисторы 25, 26 .и разрядные потенциометры 27, 28, Со сред них точек доследних сигнал поступает на выходы 14, 15 RC-KOHTypoB 1, 2, В процессе работы устройства регулятор 6 в; зависимости от знака тепловой нагрузки объекта 11 периодически замыка ет СВОЙ выходные контакть 29 или ЗО. Приработе объекта в режиме подвода внеш Неготепла импульсами напряжения, по ступа1ощбго от источника питания 31 через .контакт 29 и выход 7, осуществляется периодический заряд конденсатора 23. Напряжение на выходе 14 RC-кбнтура 1 содержит nocTOHHUjTO составпшовдую, ве личина которой пропорциональна скважноо ти импульсов тепловой мощности, поступающей с выхода 7 регулятора 6 к нагре вателю 9, и переменную .пилообразную составл5пощую частота которой совпадает с частотой этих импульсов. С 14 напряжение поступает на вкод 5 регулЯ тора 6 через последовательную 16-17. В установившемся.тепловом рв жиме она пропускает только переменную составляющую, необходимуюдля периоди Чёского Ькяючения и вьжпючения контактов 29, вследствие чего достигается регул1фование температуры без ее ггостоян ных. смещений относительно заданной. В переходнь Х -режимах при наличии воз мущений по тепловой мощности и кзмене НИИ температуры объекта 11 относительно заданной RC-цепь , пропуская на вход 5 регулятора 6 постоянную соста лйющую и препятствуя изменению постоян™ ной составляющей напряжения на выходе 14 RC-контура 1, улучшает качество регулйрованпя температуры. Параметры RC-контуров 1, 2 выбраны таким образом, чтобы частота переменной составляющей напряжения на выходах 14, 15 была достаточно высокой по сравнению с постоянной времени и временем запаздывания объекта регулирования 11. Это позволит осуществить вибролинеаризацию релейного регулятора 6 при допустимых автоко;1ебаниях температуры объекта регулирования.При работе объекта в режиме охлаждения напряжением источника питания 31 через периодически замыкающий контакт 30 и выход 8 заряжается конденсатор 24, При этом RC KOHTyp 2 и С-цепь 18-19 работают аналогично RC-контуру 1 и RC-. цепи 16, 17, однако, встречное включение выпрямительных элементов 12, 13 приводит к тому, что их выходные токи, поступающие на нход 3 регулятора, тоже направлены встречно щруг другу. Для полу 1ения динамической устойЧ№востй предлагаемой системы постоянные времени заряда и разряда конденсаторов 17, 19 должны быть значительно больше постоянных времени заряда и разряда конденсаторов 23, 24 НС контуров 1,2. В случае близких по величине постоян- . ньЕС времени и времени запаздывания объекта 11 по каналам нагрева и охлаждения может быть использовано устройство (см, фиг, 2), имеющее совмещенные RC-цепи 16-17, 18-19, конденсаторы 23, 24 и потенциометры 27,- 28. Повышение точности регулирования температуры достигается за счет улучщения качества регулирования по каналам нагрева и охлаждения, устранения постоянных смещений температуры, зависящих от величины тепловой нагрузки, устранения а&токолебаний, соглйсования работы каналов нагрева и. охлаждения без зоны нечувствителганости (близкой к нулевой) между задатчиками температур нагрева и охлаждения, .. . д Формула и 3 о б D е н и я Устройство для регулирования температурьг, содержащей ва|)Я дно-раз рядные Р С-контуры и датчик температуры, подключенный ко входу трехпозиционного рег улятора, к выходам которого подключены нагреватель и охладитель, о т л и ч ю ш; е е с я тем, что, с целью повыщения точности работы устройства, оно содерлшт последовательные , причем нкоды аарядно-разрядных Р С-конт ров подключены к соответствующими выходам