Программный регулятор температуры Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

(54) ПРОГРАММНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к устройствам для программного регулирования температуры различных объектов, например программного регулирования температуры в термических нагревательных печах.

Известно устройство для программного регулирования температуры, содержащее блок управления, подключенный по входам блока задания скорости изменения температуры, блока выдержки времени и блока уставок температуры, другой вход которого связан с выходом блока задания скорости изменения температуры, а выход подсоединен к другому входу блока выдержки времени, выход которого подключен ко входу блока задания скорости изменения температуры 1.

Известен также програм1 1ный регулятор, содержащий датчики температуры, подключенные к измерительному многоточечно.му прибору, к которому через обегающее устройство подключены управляющие реле, соединенные с исполнительными органами и с блоком термической обработки связи 2.

При этом реохорд-датчик из.мерительного многоточечного прибора включен встречно с реохордом-задатчиком, расположенным в

блоке, кол1андных реле и кинематически связанными с электродвигателем блока задания скорости, который также кинематически связан с реохордом управления, расположенным в блоке управления, в котором также расположено нуль-реле, соединенное с блоко.м переключений, к которому также подключено реле времени.

Недостатком этого программного регулятора является невысокая точность регулирования и невозможность получения длительных многократноповторяемых выдержек времени.

Цель изобретения - повышение точности регулирования и расширение области

применения.

Для достижения поставленной цели, программный регулятор температуры, содержащий многоточечный измерительный блок, к информационным выходам которого подключены датчики температуры, к первым выходам через управляющие реле-испо.тнительные органы, а ко вторым выходам - первый и второй входы блока команды реле, связанного выходом с управляющим входом многоточечного измерительного блока и

блока управления связаны с выходо.м блока задания скорости, изменения температуры, а выход блока управления через коммутатор связан со входом реле времени выходом соединенного с переключающим входом блока управления, содержит блок проперционального регулирования, входы которого связаны с первым и вторым входами, а выход - с третьим входом блока командных реле.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого программного регулятора; на фиг. 2 - график- изменения температуры.

Программный регулятор температуры содержит т,атчики 1 температуры, соединенные с многоточечным измерительным прибором 2, содержащим обегающее устройство 3 и реохорд-датчик 4, который включен встречно реохорду-задатчику 5. Блок командных реле 6 содержит электронное реле 7, к выходу которого подключены реле 8 открытия и реле 9 закрытия регулирующего органа. Блок 10 пропорционального управления, состоит из последовательно соединенных усилителя напряжения 11, усилителя 12 мощности и выпрямителя 13, выход которого через контакт 14 исполнительного переключателя измерительного многоточечного прибора 2 соединен с триггером Шмитта 15, его вы ход соединен с управляющим электродом тиристора 16, выход которого через контакт 17 или контакт 18, реле 8 открытия и реле 9 закрытия регулирующего органа, в зависимости от того который замкнут в данный момент, соединен с обегающим устройством 3, которое через управляющие реле 19 соединено с исполнительными органами 20.

Движок реохорда-зйдатчика 5 кинематически связан с валом электродвигателя 21, расположенного в блоке 22 задания скорости изменения температуры. Схема изменения скорости электродвигателя 21 состоит из выпрямителя 23 и переменного сопротивления 24. С валом электродвигателя 21 кинематически связан также движок реохорда 25 управления, который расположен в блоке 26 управления и включен встречно реохорду 27 и реохорду 28 установки предельнрго значения температуры, которые через нечетные положения четвертого нуля 29 щагового искателя 30 соединены со входом нуль-реле 31.

Нуль-реле 31 состоит из усилителя 32 и реле 33 и также расположено в блоке управления 26. Реле 33 соединено с коммутатором 34, состоящим из пусковой кнопки

35,соединенной с щаговым искателем 30, который соединен с промежуточным реле

Реверсивный электродвигатель 38 соединен с редуктором 41, на выходном валу которого установлен соединенный с земляной щиной ползуном реохорда 42 обратной свя-. зи по времени, который включен встречно с

реохордами 43 и 44 установки предельных значений выдержки времени. Движки реохордов 43 и 44 установки предельных значений выдержки времени через четные положения четвертого нуля 29 щагового искателя 30 соединены со входом нуль-реле 31. Программный регулятор температуры работает следующим образом.

В исходном состоянии схема обесточена. При нажатии пусковой кнопки 35 срабатывает илаговый искатель 30 и переходит из

нулевого положения в первое. Первому положению щагового искателя соответствует первый участок программы. На этом участке (фиг. 2) подъем температуры должен производиться с определенной скоростью и до определенного предельного значения температуры Т. Скорость подъема температуры определяется скоростью перемещения ползунка реохорда-задатчика 5, который перемещается двигателем блока 22 задания скорости изменения температуры. Скорость

5 ротора двигателя определяется постоянной составляющей тока, протекающей по обмотке двигателя. Схема изменения постоянной составляющей тока выполнена на выпрямителе 23 и ряде переменных сопротивлений 24, величина которых устанавливает° ся оператором. Предельное значение температуры подъема на первом участке устанавливается с помощью переменного резистора 27.

Когда щаговый искатель находится в

5 первом положении и задана скорость подъема температуры и предельное значение температуры на данном участке, ко входу нульреле 31 через четвертый нуль 29 щагового искателя 30 подключается выход моста, образованного реохордом 25 управления и

0 реохордом 27 предельного значения те.мпературы на первом участке. Одновременно с эти.м поступает напряжение на обмотку возбуждения двигателя 21 блока задания скорости изменения температуры 22, который включается и перемещает кине.матически связанные с валом двигателя движок реохорда-задатчика 5, приводит к разбалансу моста, образованного реохордом-датчиком 4, и реохордом-задатчиком 5.

Положение движка реохорда-датчика 4,

0 кинематически связанного с кареткой печатающего механизма, определяется истинным значением температуры в данной зоне объекта, которая измеряется из.мерительным многотточечным прибором 2 путем поочередного подключения через обегающее

устройство 3 соответствующих датчиков температуры 1.

Сигнал разбаланса моста, образованного реохордом-датчиком 4 и реохордом-задатчиком 5 поступает на вход электронного реле 7 блока командных реле 6. В зависимости от знака сигнала разбаланса, поступающего на вход электронного реле 7 срабатывает либо реле 8 и замыкает свои контакты 17, либо реле 9 и замыкает свои контакты 18. Одновременно с этим сигнал разбаланса моста, образованного реохордом-датчиком 4 и реохордом-задатчиком 5 поступает на вход блока пропорц::энального регулирования 10 и проходит через цеиочку последовательно соединенных усилителя напря жения 11, усилителя 12 мощности и выпрямителя 13. При печатании номера зоны, в которой измеряется температура в данный момент времени опускается каретка печатающего механизма многотточечного прибора 2, нажимает исполнительный переключатель и замыкает его контакт 14, через который напряжение поступает на вход триггера Шмитта 15, время срабатывания которого пропорционально величине сигнала разбаланса. Сработав, триггер Шмитта 15 подает напряжение на управляющий электрод тиристора 16 и открывает его. Через открытый тиристор 16, через один из замкнутых контактов 17 или 18, через обегающее устройство 3 поступает напряжение на катушку управляющего реле 19 соответствующей зоны. Промежуточное реле 19 срабатывает и замыкает свои контакты в цепи исполнительного органа 20 данной зоны. Исполнительный орган 20 начинает работать и, перемещая регулирующий орган, изменяет подачу энергии в данную зону объекта. та. После того как будет напечатан номер зоны, в которой в данный момент измеряется температура, каретка печатающего устройства подни.мается вверх и разомкнет контакт 14 исполнительного переключателя многоточечного измерительного прибора 2 и исполнительный механизм остановится. Подключение пропорционального блока 10 параллельно электронному реле 7 позволяет автоматически изменять время включения исполнительного механизма 20 данной зоны в зависимости от величины сигнала разбаланса моста, образованного реохордом-датчиком 4 и реохордом-задатчиком 5, так как время срабатывания триггера Шмитта пропорционально величине сигнала разбаланса и может быть различным в пределах времени подключения данной зоны объекта к измерительному многоточечному прибору.. Таким образом, регулирующее воздеиствие, вносимое в объект, будет пропорционально величине рассогласования между истинным и заданным значениями температуры. Как только придет в равновесие мост, образованный реохордом 25 управления и реохордом 27 установки предельного значения температуры на первом участке, сработает нуль-реле 31 и переведет шаговый искатель 30 из первого положения во второе, которому соответствует второй участок программы изменения гемпр1 атуры. Во втором положении к входу нуль-реле 31 подключается выход моста, образованного реохордом задачи времени выдержки 43 и реохордом 42 обратной связи по времени. Если мост находится в состоянии разбаланса, то срабатывает нуль-pejie 31 и замыкает свой контакт 39 в цепи питания электродвигателя 38 реле 37 времени, он начнет работать и через редуктор 41 будет перемещать движок реохорда 42 обратной связи во времени до тех пор, пока мост, образованный реохордом 43 задачи времени выдержки и реохордом 42 обратной связи по времени не придет в равновесие. Когда мост придет в равновесие, сработает нульреле 31 и переведет щаговый искатель 30 в третье положение. Если в этом положении задана новая скорость изменения температуры и новое конечное значение температуры, то процесс программного изменения температуры будет происходить аналогично выщеописанному. Одновременно с этим сработает промежуточное реле 36, расположенное в коммутаторе 34 и замкнет свой нормально открытый контакт 40, через который подается напряжение на электродвигатель 38 реле 37 времени, он начинает вращаться в обратную сторону и с помощью обгонной муфты редуктора 41 возвращает движок реохорда 42 обратной связи по времени в нулевое положение. Еслм же задатчик скорости подъема температуры в третьем положении стоит в нулевом положении, а в четвертом положении задано продолжение выдержки времени, то шаговый искатель 30 перейдет в четвертое положение только после возврата движка реохорда 42 обратной связи по времени в нулевое положение. Режим выдержки вре.мени продлится до задания на данном участке, Если задатчики на всех остальных участках программы стоят в нулевом положении, то после отработки выдержки времени на четверто.м участке щаговый искатель 30 автоматически возвращается в нулевое по ожение и процесс программногоизменения температуры будет закончен. Введение пропорционального блока позволяет получить пропорциональное регулирование температуры, что положительно сказывается на качестве термообработки изделий в термических нагревательных печа.х. Предлагаемый программный регулятор позволяет получить длительные многократно повторяемые выдержки времени в зависимости от условий ведения технологического процесса благодаря тому, что реле времени снабжено электромеханическим приводом и рядом реохордов, один из которых кинематически связан с электро.механичес