Устройство для регулирования температуры Советский патент 1981 года по МПК H05K10/00 G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автоматик и может быть использовано в тех обла тях техники, где требуется высокая точность стабилизации температурного режима при длительных технологичесних процессах.. Известно устройство для регулирования температуры, содержащее измерительные схемы и нагреватели, расположенные в TepMOcTaTHpyeivejx объектах. Основной и резервный каналы регулирования (jLJ. Однако та.кое устройство не. обеспечивает непрерывного контроля за исправност1гЮ резервного канала И сиг нализацию выхода из .строя основного, либо резервного канала, что смижае его надежность, кроме того, оно Мв обеспечивает высокой точности регуяи рования температуры, так как регулирующий канал периодически подключается к термостатируемому объекуу Наиболее близким по технической сущности j( предлагаемому устройство регулирования температуры содержащее в каждом канале регуяярования термодатчик, измерительный блок и последовательно соединенные регулирующий блок, блок формирования импульсов, тиристорный силовой блок и нагреватель 2 . Недостатком известного устройства является отсутствие контроля за его состоянием, так как неисправность или отказ любого блока приводит к значительному отклонению температуры от установленных значений, чтр особенно важно для регулирующих -устройств работающих в течение длительного вре- ; мени. Кроме того, при -отказе изме- . рительных блоков требуется сравнительно большое время для восстановления регулирующего устройства, так как необходимо определенное время для прогрева измерительных блоков при их замене и надежность измерительных блоков, как правило, ниже остальных блоков устройства для-регулирования температуры. Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет обеспе ИМЯ непрерывного контроля за его с- . стоянием и скользящего резервирования измерительных блоков. Указанная даль достигается тем, 4to устройство для регулирования тег; ператуЕил содержит задатчик напряженинагрузочный элемент, два реле времени, три элемен.та ИЛИ, блок включения

резерва, блок сигнализации и в каждом канале регулирования переключатель, элемент памяти, элемент. И, инвертор, блок контроля, подключенный к выходу измерительного блока, выход инвертора соединен с первым входом элемента И, выход которого через элемент памяти подсоединен к одному из входов первого элемента ИЛ

и к управляющему входу переключателя к первому входу которого подсоединен термодатчик, к второму входу и первому выходу - соответственно выход и вход измерительного блока, к третьему входу и второму выходу - соответственно вход и выход резервного блока, к третьему выходу вход регулирующего блока, выход блока контроля каждого канала регулирования подсоединен к второму входу соответствующего элемента И, соответствующему входу блока сигнализации и к одному из входов второго элемента ИЛИ, выход которого через первое реле времени подсоединен к третьим входам элементов И, выход блока включения резерва подсоединен к нагрузочному элементу, первый вход - к задатчику напряжения, вагорой и третий вход - соответственно к выходу и входу резервного блока, управляющий вход - к выходу первого элемента ИЛИ и через второе реле времени - .к одному из входов третьего элемента ИЛИ,, выход которого подсоединен к входам инверторов , а другой вход - к соответствующему входу блока сигнализации и выходу блока контроля резервного блока, вход которого соединен с выходом резервного блока.

На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования температуры.

Устройство содержит в каждом канале регулирования термодатчик 1 и нагреватель 2, расположенные в термостатируемом объекте 3, переключатель 4, подсоединяющий термодатчик 1 и регулирующий блок 5 соответственно к входу и выходу основного измерительного блока 6f либо резервного блока 7, блок 8 формирования импульсов , тиристорный силовой блок 9, подсоединенный к нагревателю 2, блок 10 контроля, соединенный с выходом измерительного блока 6, инвертор 11, эдемент И 12, элемент 13 памяти. Кроме того, устройство содержит блок 14 сигнализации, блок 15 управления, элементы ИЛИ 16-18, реле 19 и 20 времени, блок 21 включения резерва,-задатчйк 22 напряжения и нагрузочный элемент 23. Кажда1й из блоков 10 контроля сбдёржит усилитель 24, выход которого подсоединен к инверсному вх ду порогового элемента 25 и прямому входу порогового элемента 26, к другим входам которых подсоединены источники .27 и 28 единицы порога, а

выходы пороговых элементов подсоединены к элементу ИЛИ 29.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с термодатчика 1 через переключатель 4 поступает на вход измерительного блока 6. В измерительном блоке происходит компенсация сигнала термодатчика 1 сигналом от встроенного в измерительный блок задатчика напряжения и разница этих сигналов усиливается предварительным усилителем измерительного блока, с выхода которого сигнал разбаланса поступает через переключатель 4 на вход регулирующего блока 5. Устройством для регулирования температуры предусмотрено скользящее резервирование измерительных блоков 6. Для этго дополнительно введен резервный измерительный блок 7, который при работе устройства находится во включенном (разогретом) состоянии, что позволяет в любой момент времени при отказе одного из основных измерительных блоков резервировать его резервным блоком без подготовки (включение питания, прогрев) ,. что в свою очеред уменьшает погрешность регулирования, .Для непрерывного контроля за исправностью резервного блока, осуществляемого с помощью блока 10 контроля, к входу резервного блока подсоединен через блок 21 включения резерва, за датчик 22 напряжения, а к его выходу. - нагрузочный элемент 23.

После набора термостатируемыми объектами 3 рабочей температуры, подачей команды с блока 15 управления на блок 14 сигнализации и управляющие входы элементов 13 памяти, включается в работу схема сигнализации и резервирования. При этом сигнал на выходе измерительных блоков 6 не должен превышать значения

и-к

где йУ - разбаланс (в мкВ) между сигналом термодатчика 1 и встроенным задатчиком измерительного блока, который в пересчете на 0°С для определенной граду ировки термодатчика 1 равен абсолютной погрешности регулирования температуры в термостатируемых объектах К - коэффициент усиления измерительног.о блока 6.

При исправном резервном блоке сигнал от задатчика 22 напряжения компенсируется сигналом встроенного задатчика резервного блока и его выходной сигнал не должен превышать по .абсолютной величине какого-то определенного значения.

Появление неисправности в какомлибо из измерительных блоков (например, дрейф нуля встроенногозадатчика выше нормы и т.п.) в установившемся тепловом режиме приводит к увеличению его выходного сигнала. Выходной сигнал с измерительного блока поступает на блок 10 контроля, где усиливается усилителем 24 и при превышении сигналом по абсолютной величине уровня сигнала заданного источниками 26 и 27 единицы порога срабатывает одна из пороговых схем, в зависимости от полярности входного сигнала. При этом сигнал с порогового элемента через элемент ИЛИ 29 поступает в блок сигнализации, на один из выходов соответствующего элемента И 12 и на вход элемента ИЛИ 16. Однако на выходе элемента И 12 сигнал отсутствует до момента подачи сигнала на вторые входы элементов. И 12 через времейную задержку, обесг(чиваемую реле 19 времени при этом сигнал с выхода элемента И 12 через элемент 13 памяти включает переключатель 4 и через элемент ИЛИ 18 включает блок 21 включения резерва. Блок включения резерва отключает от резервного блока 7 задатчик 22 и нагрузочный элемент 23. Переключатель 4 отключает от термодатчика 1 и регулирующего блока 6 отказавший йзмерительный блок и подключает в работу резервный измерительный блок 7.

Для исключения аварийного подключения резервного блока к двум канала регулирования при- возможном отказе следующего измерительного блока, сигнал с ВЫХОДЕ элемента ИЛИ 18 череэ реле 20 времени, элем.ент ИЛИ 17, инверторы 11 закрывает элементы И 12. Устройством также предусмотрена блокировка на включение резервирования при неисправном резервном блоке 7. При отказе резервного измерительного .блока 7, сигнал с выхода блока контроля резервного блока .через элементИЛИ 17 и инверторы 11 закрывает элемент И 12. После устранения неисправности (замены отказавшего блока, его ремонте и, т.п.) кратковременным снятием сигнала с управляющих входод - элементов памяти с помощью-блока 15управления отключается переключатель 4 и блок 21 включения резерва. Переключатель отключает резервный блок и подключает в работу основной измерительный блок. Блок включения резерва подключает к резервному блоку задатчик 22 и нагрузочный элемент 23 - Реле 19 времени обеспечивает временную задержку на включение резервирования, исключая тем самым вклю- чение резерва при случайных кратковременных помехах.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее в каждом канале регулирования термодатчик, измерительный блок, и -последовательно соединенные регулирующий блок, блок формирования импульсов, тиристорный силовой блок и нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения НЕщежности устройства оно содержит задатчик напряжения, нагрузочный элемент, два реле времени, три элемента ИЛИ, блок включения резерва, блок сигнализации и в каждом канале регулирования переключатель,

5 элемент памяти, элемент И, инвертор, блок контроля, подключенный к выходу измерительного блока, выход инвертора соединен с первым входом элемента И, выход которого через эле0мент памяти подсоединен к одному из входов первого элемента ИЛИ и к упра ляющему входу переключателя, к первому входу которого подсоединен термодатчик , к второму входу и первому выходу - соответственно выход и вход

5 измерительного блока, к третьему входу и второму выходу - соответственно вход и выход резервного блока, к третьему выходу вход регулирующего блока, выход блока контроля каяддого

0 канал-а регулирования подсоединен к второму входу соответствующего элемента И, соответствующему входу блока сигнализации и к одному из входов второго элемента ИЛИ, выход которого

5 через первое реле времени подсоединен к третьим входам элементов И, выход блока включения резерва подсоединен к нагрузочному элементу, первый входк задатчику напряжения, второй и

0 третий вход - соответственно к выходу и входу резервного блока, управляющий вход - к выходу первого элемента ИЛИ и через второе реле времени - к одному из входов третьего элемента ИЛИ, выход которого подсое5динен к входам инверторов, а другой вход - к соответствующему входу блока сигнализации и выходу блока контролй резервного блока, вход которого соединен с выходом резервного блока.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

2.Абторское свидетельство СССР № 441553, кл. G 05 О 23/19, 1972 (прототип).