СИСТЕМА МНОГОТОЧЕЧНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1949 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к системам многоточечного регулирования температуры общим терморегулятором.

Для упрощения системы предлагается датчики температуры контролируемых объектов и исполнительные реле, управляющие работой нагревателей, обслуживающих указанные объекты, подключить к терморегулятору параллельно через вспомогательные реле, управляемые последовательными импульсами тока, поочередно подаваемыми от вращающегося переключателя, синхронизирующего работу системы.

На фиг. 1 и 2 изображены принципиальные электрические схемы двух вариантов описываемой системы.

Терморегулятор А не имеет индивидуальных связей с регулируемыми точками. Имеется одна магистраль, состоящая из девяти линий, общая для любого числа точек. Максимальное число регулируемых точек определяется в зависимости от скорости срабатывания терморегулятора.

Линии 1 и 2 выполнены компенсационным проводом и служат для поочередного подключенного подключения к ним термопар отдельных точек T₁, Т₂, T₃.

К линиям 3 и 4 поочередно подключаются исполнительные реле Р₁, Р₂, Р₃ отдельных точек, которые включают или выключают на соответствующие электронагреватели H₁, Н₂, H₃.

Линии 3 и 4 подключены к командным реле К₁ и К₂ терморегулятора.

Для поочередного подключения термопар к компенсационным проводам 1 и 2, идущим к терморегулятору, а также для поочередного подключения исполнительных реле Р₁, Р₂, Р₃ к проводам 3 и 4, идущим от командных реле терморегулятора, служат: слаботочные рале C₁, С₂, С₃ телефонного типа, вращающийся переключатель П, три линии 5, 6 и 7, идущие от переключателя П. Для питания всей системы используется источник постоянного тока 24в (при использовании телефонных реле).

Для питания исполнительных реле также используется постоянный ток. Однако, как видно ив схемы, в качестве пополнительных реле P₁, Р, Р₃ можно использовать и реле переменного тока. Для этого нужно лишь дать соответствующую линию переменного тока и переключить на нее провода 8, 9, 10 и 11.

Один конец катушки Е слаботочного реле присоединен к одному из проводов, идущих от переключателя П, в определенном порядке, E₁ соединено с проводом 7, Е₂ - с проводом 6, Е₃ - с проводом 5. Провод Е₄ четвертого реле (на схеме не показано) опять соединяется с проводом 7, Е₅ - с приводом 6, E₆ - с проводом 5, Е₇ - с проводом 7 и т.д.

Общее число подключаемых на линию точек должно быть кратным трем.

Каждое слаботочное реле наряду с контактами, включающими термопару в исполнительное реле, имеет по два контакта 12 и 13. Контакт 13 является блокконтактом для данного реле, а контакт 12 служит для включения катушки следующего реле.

Вращающийся переключатель поочередно соединяет линии 7, 6 и 5 с одним из полюсов питания. Ползуны переключателя рассчитаны таким образом, что нет разрыва между выключением одной линии и включением следующей, а, наоборот, некоторая небольшой промежуток времени обе линии включены одновременно.

Если замкнуть контакт 13 какого-нибудь реле, например С₁, и подождать пока переключатель П включит линию 7, то реле C₁ сработает, при этом замкнется контакт 12, который включен в цепь катушки реле C₂, но реле C₂ не сработает, пока не включена линия 6.

При срабатывании реле C₁ термопара T₁ соединяется с компенсационными проводами, идущими к терморегулятору, а исполнительное реле, включенное по обычной схеме магнитного пускателя, подключается к линиям 4 и 3, идущим к командным реле. При этом контакты 14, 15, 16 выполнены таким образом, что контакт 16 сначала соединяется с контактом 15, а потом отключается от контакта 14. Это необходимо во избежание "хлопков" исполнительного реле P₁. Катушки командных реле К₁ и К₂ вначале не включены, при этом положение контактов 17 и 18 таково, что они не меняют первоначального положения реле P₁ (контакты 17 и 18 играют роль кнопок в схеме магнитного пускателя).

Когда ползун переключателя П дойдет до пластины 19 и соединит ее с одним из полюсов питания, сработает одно из двух реле К₁ или К₂. При этом разомкнется контакт 17 или замкнется контакт 18, в результате чего реле Р, либо выключит нагреватель H₁ либо включит его. Какое из двух реле (К₁, К₂) сработает, зависит от положения выходного реле В терморегулятора. Положение же выходного реле В определяется температурой горячего спая термопары Т₁. После того, как ползун сойдет с пластины 19, катушки реле К₁ или К₂ отключатся и контакты 17 и 18 возвращаются в исходное положение. Далее ползун переключателя П включает линию 6, при этом срабатывает реле, подключенное ко второй линии реле C₂, так как второй конец катушки реле C₂ замкнут через контакт 12 реле C₁ на минус линии питания. При дальнейшем движении ползуна линия 7 отключается и реле C₁ отпускает, но реле C₂ остается включенным через свой блокконтакт 13. При дальнейшем движении ползуна переключателя П все, описанное для реле C₁ и P₁, повторяется и для реле C₂ и P₂, затем для реле С₃ и Р₃, для реле С₄ и Р₄ и т.д. Последнее в ряду реле (C_n) включает таким же образом катушки первого реле C₁ благодаря наличию обратного провода 20, соединяющего контакт 12 реле C_n, с концом катушки реле С₁. Таким образом, при вращении переключателя П поочередно для каждой точки происходит подключение термопар и исполнительных реле к соответствующим линиям, идущим от терморегулятора. Для определения того, какая точка включена в данный момент, служит цифровой диск, вращаемый храповиком X и собачкой Ш, приводимой в движение электромагнитом. Цепь электромагнита Э замкнута при нормальной работе с помощью реле Ц; включенного последовательно с реле С. В случае, если какое нибудь из реле С не сработает, произойдет перерыв питания током в цепи катушки реле H₁, оно отпустит, причем прекратится питание магнита Э и диска Х остановится на номере той точки, реле которого отказало. Одновременно подается световой и звуковой сигнал. Таким образом, сразу обнаруживается неисправность и место неисправности.

Для быстрого восстановления работы схемы необходимо иметь запасное реле с двумя контактами, аналогичными контактам 12 и 13. Катушка и контакты этого реле включаются параллельно катушке и контактам отказавшего реле (С), прячем работа схемы восстанавливается. Для быстрого включения блокирующего реле должны быть предусмотрены специальные гнезда или зажимы.

После включения блокирующего реле можно без нарушения работы схемы регулировать или заменить неисправленное реле.

На схеме изображен случай однопозиционного регулирования. Однако схема без существенных изменений пригодна и для многопозиционного регулирования. Включение дополнительных позиций регулирования аналогично указанному на фиг. 2.

На фиг. 1 показан случай регулирования всех точек на одну температуру. Если же необходимо отдельные точки регулировать на разные температуры, то на ось храповика X необходимо насадить вращающийся переключатель, который будет переключать с помощью реле линию 2-1 с одного режима на другой для каждой точки. В схеме на фиг. 2 его переключение производится на одном переключателе (наружный круг контактов).

Схема, изображенная на фиг. 1, работает безотказно при наличии доброкачественных реле и тщательного выполненного монтажа. Если эти два условия не могут быть выполнены, то целесообразно схему собирать по второму варианту (см. фиг. 2). В этой схеме также имеется общая магистраль, состоящая из четырех проводов (21-24) два для термопар и два для командных реле.

Поочередное подключение термопар и исполнительных реле отдельных точек к соответствующим линиям производится также с помощью слаботочных реле С телефонного типа. Однако в отличие от первого варианта здесь к каждому реле С подводятся по одному проводу от переключателя, которая таким образом и производит переключение с точки на точку. Включение термопар и командных реле происходит аналогично первому варианту.

Силовые контакты исполнитель них реле Р на фиг. 2 не показаны. Сплошными линиями показана схема для случая регулирования всех точек на одну температуру при однопозиционном регулировании, пунктирными линиями показаны добавления к схеме, необходимые для регулирования равных точек на различную температуру при многопозиционном регулировании.

Наружные контакты (изображены пунктиром) на переключателе И служат для включения реле Я₁, Я₂, Я₃ и так далее, с помощью которых и производятся включения линий 21 и 22 на режим, необходимый для данной точки.

На схеме фиг. 2 показано также подключение второй позиции регулирования (командные реле 10). Аналогично может быть подключена третья и так далее позиции. При этом количество контактов на переключателе не меняется, не добавляются и слаботочные реле. Но на каждом слаботочном реле С добавляются соответствующие контактные группы.

Система многоточечного регулирования температуры общим терморегулятором, отличающаяся тем, что датчики температуры контролируемых масс объектов и исполнительные реле, управляющие работой нагревателей, обслуживающих указанные объекты, подключены к терморегулятору параллельно через вспомогательные реле, управляемые последовательными импульсами тока, поочередно подаваемыми от вращающегося переключателя, синхронизирующего работу системы.