Многоканальное управляющее устройство Советский патент 1980 года по МПК G05D23/19 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к автоматике и может быть нспользовако, например, в многоканальных устройствах для регулирования температуры..

Известен регулятор температуры, содержащий датчик температуры, усилитель, датчик тока нагрузки 1.

Недостаток известного регулятора - низкая надежность.

Известно также устройство, содержащее измерительные схемы с датчиками температуры и нагреватели, подключенныекусилителям осиовногО и резервного каналов 2. Надежность работы этого устройства повышена.

Однако указанное устройство не может быть использовано для одновременного управления несколькими объектами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является многоканальное управляющее устройство, содержащее источник форсирующей мощности, усилитель, сумматор, последовательно соединенные генератор импульсов, распределитель импульсов и формирователь импульсов, триггер, вход которого подключен ко второму выходу распределителя импульсов, и уста

новленные в калсдом канале согласующий элемент, последовательно соединенные измерительный элемент и первый ключевой элемент, последовательно соединенные второй ключевой элемент, блок управления и 5 нагреватель, вторые входы блоков управления подключены К источнику форсирующей мощности, вход усилителя соединен с выходами первых ключевых элементов, а выход - с входами вторых ключевых элементов З.

Однако известное многоканальное управ10ляющее устройство ие обеспечивает ускоренный вывод объектов регулирования на рабочий режим. Цель изобретения - повыщение быстро действия устройства.

15

Указанная цель достигается тем, что в него введены клю4|и, источник опорного напряжения и в каждый канал введены третьи ключевые элементы и последовательно соединенные измеритель тока, четвертый 20 ключевой элемент и интегрирующий элемент, второй вход которого через согласую щий элемент соединен с выходом третьего ключевого элемента, управляющие вхолы первых, вторых и третьих ключевых элсментов объединены и соединены с соответствующнм выходом распределителя импульсов, управляющий вход четвертого ключевого элемента соединен с вторым выходом блока управления, третий вход которого соединен с вторым выходом измерителя тока, выход источника опорного напряжения соединен через первый ключ, управляющий вход которого подключен к первому выходу триггера, с четвертыми входами блоков управления, через второй ключ, управляющий вход которого подключен к выходу форм и:рователя импульсов, с входами измерителей тока и непосредствен)но с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с быходом усилителя, а выход - через третий ключ, управляющий вход которого подключен к второму выходу триггера, с входами третьих ключевых элементов.

На чертеже представлена структурная схема многоканального управляющего устройства.

Устройство содержит расположенные в объектах 1 регулирования нагреватели 2, измерительные элементы 3, генератор 4 импульсов, распределитель 5 импульсов, триггер 6, сумматор 7, усилитель 8, первые ключевые элементы 9, вторые ключевые элементы 10, блоки 11 управления включающие в себя широТно-импульсный модулятор 12, усилитель 13 мощности, триггеры 14 н 15, ключи 16 и 17 и силовой ключ 18. источник 19 форсирующей мощности, согласующие элементы 20, интегрирующие элементы 21, измерители 22 тока, третьи ключевые элементы 23, формирователь 24 импульсов, четвертые ключевые элементы 25, источник 26 опорного напряжения, первый, второй и третий ключи 27, 28 и 29. .. Устройство работает следующим образом.

Распределитель 5 импульсов, управляемый от генератора 4 импульсов, поочередно открывает первые и вторые ключевые элементы 9 и 10 каждого канала и подключает к усилителю 8 измерительные элементы 3 и блока II управления, одновременно также открываются третьи ключевые элементы 29. Третий ключ 29 открыт сигналом с выхода триггера 6. При этом сигнал с выхода усилителя 8 через сумматор 7, ключи 29 и 23 н согласуюишй элемент 20 поступает на второй вход интегрирующего элемента 21, который представляет собой сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, имеющий обмотки записи и считывания. Время поступления сигнала на интегрирующий элемент 21 определяется временем подключения каналов распределителем 5 импульсов и для всех каналов одинаково. Начальное положение сердечника насыщение -t-Bg. Из этого положения происходит перемагничивание сердечника на величину ДВ, пропорциональную сигналу измерительного элемента 3 данного каналя. Согласующие элементы 20 отличаются для различных объектов. Коэффициент передачи каждого из них выбирается исходя из динамических и теплофизических параметров объектов 1 регу.дирования. Таким образом, в интегрирующих элементах 21 каждого канала записывается величина ДВ, которая несет информацию о начальных условиях объекта I регулирования в данный момент времени. Для системы терморегулирования - это температура в объекте 1 регулирования, т. е. первый цикл опроса служит для определения начального значения регулируемого параметра в каждом объекте 1 регулирования и запоминания его в интегрирующем элементе21. До выхода распределителя 5 импульсов в предпоследнее положение первый ключ 27 закрыт, также в блоках I Г управления закрыты ключи 16- 18, закрыт второй ключ 28. Сигнал на нагреватель 2 не поступает. В следующем после опроса всех каналов и записи информации о начальном состоянии объектов I регулирования в интегрирующие элементы 21, предпоследнем положений распределителя 5 импульсов, перебрасывается триггер 6. При этом третий ключ 29 закрывается. Тем самым интегрирующие элементы 21 отключаются от выхода усилителя 8 и остаются в таком состоянии в последующие циклы работы. Одновременно открывается первый ключ 27, и сигналом от источника 26 опорного напряжения в блоке 11 управления открывается ключ 18, так как ключ 17 открыт сигналом с выхода триггера 15. На нагреватели 2 всех объектов 1 регулирования подается повыщенное напряжение от источника 19 форсирующей мощности, чем обеспечивается ускоренный выход объектов 1 регулирования на рабочий режим. В следующих за первым циклах опроса производится форсированное управление регулируемым параметром.

По окончании каждого цикла опроса с последнего выхода распределителя 5 импульсов подается сигнал на формирователь 24 импульсов. В нем формируются импульсы строго определенной длительности, которыми открывается второй ключ 28.

При достиж1енни объектом. 1 регулирования некоторого расчетного значения параметра Q, которое ниже рабочего значения данного параметра, от сигнала с выхода усилителя 8 в блоке 11 управления срабатывает триггер 14 и открывает четвертый ключевой элемент 25. Теперь, при поступлении на формирователь 24 импульсов сигнала с последнего выхода распределителя 5 импульсов на первый вход интегрирующего элемента 21 через измеритель 22 тока и второй ключ 28, от источника 26 опорного напряжения подается импульс строго определенной длительности и амплитуды, которым производится частичное размагничивание сердечника интегрирующего элемента 21. По мере срабатывания триггера 14 различных объектов I регулирования в последнем положении распределителя 5 импульсов происходит перемагничивание сердечников интегрирующих элементов 21 указанных объектов 1 регулирования. После прохождения определенного числа импульсов сердечники интегрирующих элеMeHtoB 21 перемагничиваются до начального состояния насыщения + Вд. Количество импульсов, необходимое для перемагничивания сердечника интегрирующего элемента 21, зависит от начального состояния объ екта 1 регулирования данного канала. При насыщении сердечника интегрирующего элемента 21 соответствующего объекта 1 регулирования срабатывает измеритель 22 тока, который в блоке 11 у.правления переключает триггер 15, при этом открывается ключ 16, а ключ 17 и силовой ключ 18 закрываются, отключая источник 19 форсирующей мощности от нагревателя 2, который подключается в блоке и управления к усилителю 13 мощности. Теперь нагрев объекта 1 регулирования и стабилизация рабочей температуры производятся через усилитель 8, щиротно-импульсный модулятор 12 и усилитель 13 мощности от нон.инальногр источника питания. Таким образом, в предлагаемом устройстве производится определение состояния объекта в начальный момент регулирования. Затем включается форсированный разогрев объекта регулирования. В закон форсированного разогрева вводится поправка по каждому объекту регулирования в соответствии с информацией о его начальном состоянии. Это позволяет сократить время выхода каждого объекта на, рабочий режим. Формула изобретения Многоканальное управляющее устройство, содержащее источник форсирующей мощности,усилитель, сумматор, последовательно соединенные ген(гратор импульсов, распределитель импульсов и формирователь импульсов, триггер, входкоторого подключен ко второму выходу распределителя импульсов, и установленные в каждом канале согласующий элемент, последовательно соединенные измерительный элемент и первый ключевой элемент, последовательно соединенные второй ключевой элемент, блок управления и нагреватель, вторые входы блоков управления подключены к источнику форсирующей мощности вход усилителя соединен с выходами первых ключевых элементов, а выход - с входами вторых ключевых элёментов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, .в него введены ключи, источник опорного напряжения и в каждый канал введены третьи ключевые элементы и последовательно соединенные измеритель тока, четвертый ключевой элемент и интегрирующий элемент, второй вход которого через согласующий элемент соединен с выходом третьего ключевого элемента, управляющие входы первых, вторых и третьих ключевых элементов объединены и соединены с соответствующим выходом распределителя импульсов, управляющий вход четвертого ключевого элемента соединен с вторым Выходом блока- управления, третий вход которого соединен с вторым выходом измерителя тока, выход источника опорного напряжения соединен через первый ключ, управляющий вход которого подключен к первому выходу триггера, с четвертыми вхоами блоков управления, через второй ключ, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, с входами измерителей тока и непосредственно с первым входом cyMMatopa, второй вход которого, соединен с выходом усилителя, а выход - через третий ключ, управляющий вход которого подключен к второму выходу триггера, с входами третьих ключевых элементов.;. Источники информации, принятые во вйиманйе при экспертизе . Авторское свидетельство СССР 314199, кл. G 05 D 23/24, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР 419858, кл. G 05 D 23/19, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР 426223, кл. G 05 D 23/19, 1971 (прототип).