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

1

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессов изменения температуры в установках различного назначения.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, подключенный к объекту регулирования, задатчик, блок управления, подключенный к исполнительному элементу, в котором для повышения динамических свойств системы регулирования использован блок определения динамических параметров объекта регулирования 1.

Известно также устройство для регулирования температуры, которое содержит датчик температуры и последовательно соединенные задатчик температуры, элемент сравнения,блок управления, исполнительный элемент и нагревательный элемент 2.

Недостатком известных устройств; является плохая динамическая kaрактеристика датчика.

Использование защитных устройств, увеличение массы температурного спая датчика (термопары) приводит к увеличению инерционности датчика.

к ограничению динамических возможностей системы в целом.

Передаточная функция датчика температуры в этом случае выражена

«rl

Wj(p)

()

1 Т

dP

10

где Tj - постоянная времени датчика температуры,

К - коэффициент передачи датчика, р - оператор дифференци эования.

Целью изобретения является повы15шение быстродействия устройства для регулирования температуры путем сокращения инерционности датчика без изменения его конструкции.

Поставленная цель достигается

20 тем, что оно содержит последовательно соединеннйе Интегратор и масштабный усилитель, а также задатчик постоянной времени и сумматор, первый вход которог о подключен к выходу

25 датчика температуры, второй вход к выходу масштабного усилителя, а выход подключен ко второму входу элемента сравнения и первому входу интегратора,, второй вход которого

30

одключен к задатчику постоянной ремени.

На чертеже представлено предлааемое устройство.

Устройство для регулирования темературы содержит исполнительный лемент 1, подключенный к нагрева льному элементу 2, выход которого связан с датчиком 3 температуры.

К обмотке управления исполнительного элемента 1 подключен выход блока 4 управления, вход которого соединен с элементом 5 сравнения, причем последний по первому входу связан с задатчиком 6 температуры, а по второму входу с выходом сумматора 7, построенного на базе решающего усилителя 8, на вход которого подключен датчик температуры.

Вход сумматора 7 череё ма сштабный усилитель 9 поцепи местной обратной связи соединен с выходом интегратора 10, собранного .на решающем усилителе 11, в обратной цеПи которого параллельно включены конденсатор 12 и переменный резистор 13, подвижный контакт которого киНёматически .связ ан с з адатчиком

14 постоянной времени, а вход ин-. тёгратора подключен к входу элемента 5 сравнения.

Устройство работает следующим образом. .;

Сигнал, пропорциональный величине нагрева, поступает с датчика 3, инерционность которого характеризуется постоянной времени Тд, на сумматор 7 и далее на один из входов элемента 5 сравнения. По местной обратной связи через интегратор 10 на усилителе 11 с постоянной времени , равной постоянной времени датчика, предварительно установленной задатчиком 14и резистором 13, сигнал поступает на масштабный усилитель 9 с коэффициентом усиления и вход усилителя 8. Такая схема соединений вновь Bieeденных элементов 7-14, а также соответствующий выбор коэффициентов передачи интегратора масштабногоусилителя и сумматора позволяет получа:Гь постоянную бремени меньше постоянной времени Ьтдельнр включенного датчика температур.

На другой вход элемента 5 сравнения подается сигнал с задатчика 6 температуры. Сигнал рассогласования с выхода элемента сравнения поступает на блок управления, управляющий исполнительным элементом 1. Нагревательный элемент 2, питаемый энергией от исполнительного элемента,выделяет необходимое количество тепла в соответствии с заданным законом управления. При этом величина регулируемой температуры-измеряется дат- чиком 3.

Использование активных элементов; сумматора усилителя, интегратора, масштабного усилителя и згщатчика

„ постоянной времени, соединенньях по

рекомендуемой схеме, позволило улучшить динамические характеристики устройства для регулирования температуры. В результате снижена инерционность системы при использовании

5 защищенных датчиков.

Таким образом, в устройстве для регулирования температуры датчик температуры имеет постоянную времени, ра:вную 800 с, удалось снизить время

0 переходного процесса.до 5-6 с,что позволило снизить расход энергии на нагревательном элементе и количество расходуемого газа в экспериментальной установке в среднем на 12-16%.

5 Расширяется возможность экспериментальных установок за счет организации новых экспериментоЁ с более сложной и содержательной програг о ой.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры и последовательно соединенные задатчик температуры, элемент сравнения, блок управления, исполнитель-ный элемент и нагревательный элемент, о т ли ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения быстродействия

0 устройства, введены последовательно соединенные интегратор и масштабный усилитель, а таКже задатчик постоянной времени и сумматор, первый вход которого подключен к выходу датчика

г температуры, второй вход - к выходу маЬштабного ycиJJИTeля, а выход подключен ко второму входу э.лемента сравнения и первому входу интегратора, второй вход которого подключен

f. к задатчику постоянной времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авто.рское свидетельство СССР . № 528551, кл. G 05 D 23/19, 1974. 5 2. Авторское свидетельство СССР 547735, кл. G 05 О 23/19, 1977 (прототип).