Импульсное регулирующее устройство Советский патент 1980 года по МПК G05B11/14 

(54) ИМПУЛЬСНОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к области автоматики, а именно к устройствам автоматического регулирования технологических параметров и может быть использовано, например, для управления объектами, динамические характеристики которых иамеHsnoTCH в течение технологического про цесса.

Известны импульсные регулирующие устройства 1Д и 23, содержащие .рэверснБНый счетчик импульсов, исполнительное устройство, генератор импульсов.

Эти устройства предназначены для автсматического регулирования технологических, параметров объектов с неизменны-. ми в течение технологического процесса динамическими характеристиками.

Недостатком известных устройств является то, что применительно к объектам с переменными динамическими характеристиками они не могут обеспечить заданные качественные показатели регулирования в течение технологического процесса.

Из известных устрюйств наиболее бпиэким по техн1тческой сущности 51вляется импульсное регулирующее устройство 3, содержащее последовательно соединенные форсирующий блок, генератор импульсов, реверсивный счетчик, исполнительный элемент, нагревательный элемент, выход которого соединен со входом объекта регулирования, выход которого связан через датчик текгаературы со входсчм блока сравнения, соответствующий вход которого соединен с выходом задатчика, а выходыс управляющими входами реверсивного счзтчика.

В данном устройстве частота генератог ра импульсов определяется требованиями, предъявляемыми к качественным показагтелям регулирования, и устанавливается при его наладке. Кроме того, частота генератора импульсов зависит от величины отклонения регулируемого параметра от заданного значения.

Оценка качественных показателей регулирования наиболее часто производится 3 по обобщенному ттегральному кри-терию, выражение которого в об7504334 щем виде запшиется следующим об. разом:

v2j,v, /d xd 2/cJ xd 21

J;yi{7r)ifa(lI5-)--lfn(pr)Jdl, - переходная погрешность регупиров ания и ее произБОДJTuX -.-ifn - коэффициенты, значения которых зависят от динамических характеристик объекта регулирования и настройки генера тора импульсов при наладке. Подбирая параметры начальной настройки генератора импульсов, можно MBKHMHSH ровать значение интеграпа 3 у и тем самым добиться заданных качественных показателей регулирования. Недостатком этого устройства является то, что в случае использования данного устройства применительно к объектам с переменными динамическт ш характерис тиками коэффициентыjfj,...Упв выражении обобщенного интегрального критерия будут изменяться Б течение технологического процесса, что приведет к ухудшению качественных показателей рртулирования. Следовательно, в приведенном выше случае известное устройство не обеспечит заданных качественных показателей регулирования в течение технологического процесса. Целью изобретения является повышени точностей устройства. Это достигается тем, -что оно содер - жит датчик состояния нагревательного элемента и регулятор частоты, выход которого подключен к соответствующему входу генератора импульсов, вход - ко входу форсирующего блока и к выходу датчика состояния нагревательного элемента, вход которого соединен с соотве - ствующим выходом нагревательного элемента. На чертеже представлена структурная импульсного регулирующего устройства для автсматичэского регушров ания температуры поверхности подложки, динамические характеристики которой иаменяются Б течение технологического процесса. Она содержит датчик температуры 1 и задатчик 2, подключенные к входу блока сравнения 3. Блок сравнения 3 состоит из последовательно соединенных сумматора 4 и нуль-органа 5, Выходы нульоргана 5 и генератора импульсов 6 под.- ключены соответственно к управляющим и синхронизирующему входам реБерсивного счетчика . импульсов 7. .Выход реверсив- ноге счетчика 7 подключен к последовательно соединенным исполнительному элементу 8 и нагревательному элементу 9, Нагревательный элемент 9 подключен к объекту регулирования 1О и блоку коррекции частоты 11, состоящему из последовательно соединенных датчика состояния нагревательного элемента 12 и регулятора частоты 13. Выход датчика состояния нагревательного элемента 2 подключен к форсирующему блоку 14. Выходы регулятора частоты 13 и форсирующего блока 14 подключены к генератору импульсов 6, На входе сумматора 4 происходит аш-ебраическое суммирование сигналов от датчика температуры 1 и задатчяэса 2. В зависимости от знака суммы сигналов нуль-орган 5 выдает сигнал Прибавить или Убавить на управляющие входы реверсивного счетчика импульсов 7. Реверсивный счетчик импульсов 7 управляет работой исполнительного элемента 8, 1 полнительный элемент 8 воздействует на . нагреватапьный элемент 9, а нагревательный элемент 9 - на регулируемый пара -мётр объекта регулирования 10 - тнэмпературу подложки. С.выхода генератора импульсов 6 на синхронизирующий вход реверсивного счетчика импульсов 7 поступают однополярные импульсы. Форсирующий блок 14 предназначен для повышения быстродействия импульсного устройства регулирования в целом, В зависимости от величины тока нагревательного элемента 9,, являющегося однозначной функцией динамических характеристик объекта регулирования Ю, производится коррекция частоты генератора им- 57 пульсов 6. Подбирая параметры бпока коррекшш частоты 11 и форсирующего блока 14 при наладке можно обеспечить заданные качественные показатели регули рования температуры поверхности подложки в течение всего технологического процесса. Описанное импульсное регулирующее устройство для автоматического регулиро вания температуры поверхности подложки испытывается на аппаратах водородного восстановления поликристаллического крем ния. Предварительные стендовые испытания показали, что использование данного устройства на аппаратах водородного восстановления позволит повысить точность регулирования температуры поверхности подложки до i 5 С. В течение всего технологического процесса. Ожидаемый технико-экономический эффект от внедрения устройства в существующем объ&ле производства составит 18000 руб. Формула изобретения Импульсное регулирующее устройство, содержащее последовательно соединенные форсирующий блок, генератор импульсов, реверсивный счетчик, исполнительный эле3мент, нагревательный элемент, выход которого соединен со входом объекта регу лирования, выход которого связан через датчик температуры со входом блока сравнения, соответствующий вход которого соединен с выходом задатчика, а выходы с управляющими входами реверсивного счетчика, отличающееся теМ) что, с целью повышения точности устройства, оно содержит датчик состояния .нагр ательного элемента и регулятор частоты, выход которого подключен к соответствующему входу генератора импульсов, вход - к выходу форсирующего блока и к выходу датчика состояния апревательного элемента, вход которого со&динен с соответствующим выходом нагревательного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 224933, кл. С- О5 В 11/14, от 01.06.67. 2.Авторское свидетельство СССР № 505996, кл. О- 05 11/14 от 14.01.74. 3.Авторское свидетельство СССР № 196969, кл.О-05 В 11/14 от 13.08,66 (прототип).