Регулятор температуры Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

I

Изобретение относится к области программного регулирования температуры и других параметров в технологических и исследовательских установках.

Известен регулятор температуры 1, содержащий последовательно соединенные датчик температуры и задатчик программы, выходы которых соединены с входами элемента сравнения, в котором установлены запоминающий блок, пороговое устройство, ключ и интегратор, блок управления.

Этот регулятор обладает недостаточной устойчивостью, несоответствием устанавливаемой на задатчике температуры, получаемой на нагреваемом объекте. Если датчик температуры установлен на нагреваемом объекте, из-за инерционности нагревателя получается значительный «заброс температуры. Введенные дополнительные блоки улучшают только динамические характеристики.

Известно устройство для регулирования температуры электропечи 2, содержащее первый датчик температуры, установленный на нагреваемом объекте, второй датчик температуры нагревателя, выходы которых подключены к элементу сравнения, сумматор, задатчик температуры. К выходу сумматора подключены последовательно соединенные усилитель, исполнительный элемент и нагреватель.

Недостатком устройства является то, что температура в печи не соответствует задаваемой.

Целью изобретения является повыщение точности работы регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор температуры, содержащий датчики температуры нагревателя и объекта, соединенные первыми выходами с входом задатчика температуры, а вторыми выходами с входами сумматора, причем выходы сумматора и задатчика температуры подключены ко входам элемента сравнения, выход которого через регулятор связан с нагревателем, содержит соединенные последовательно усилитель, интегратор, двуполярный пороговый элемент и реверсивный блок памяти. Входы усилителя соединены с выходом задатчика температуры и вторым выходом датчика температуры объекта, выход реверсивного блока памяти - с выходом сумматора, а замыкающий контакт двуполярного порогового элемента включен параллельно накопительному элементу интегратора.

На чертеже представлена структурная схема регулятора температуры.

Регулятор содержит датчик температуры нагревателя 1, датчик температуры объекта 2, соединенные каждый одним выходом последовательно с сумматором 3, а другими выходами - с задатчиком температуры 4. Выходы сумматора 3 и задатчика температуры 4 подключены к в.хода.м элемента сравнения 5, выход которого подключен к последовательно соединенным регулятору 6 и нагревателю 7. Усилитель 8 подключен к датчику температуры объекта 2 и задатчику 4. Его выход подключен к интегратору 9., и.меющему разрядный коммутатор. Выход интегратора 9 подключен к входу двупол яр ного порогового элемента 10, который подключен ко входу реверсивного блока памяти И, выход которого соединен с выходом сумматора 3.

Регулятор работает следуюЕпим образом.

Датчики нагревателя и объекта 1 и 2 соответственно включены последовательно и встречно с задатчиком температуры 4, и разностная ЭДС поступает на входы элемента сравнения 5, откуда подается в регулятор 6 для управления температурой нагревателя 7. Так как ЭДС датчиков температуры объекта и нагревателя 1 и 2 не равны, то с выхода сумматора 3 на вход элемента сравнения 5 поступает полусумма значений обоих ТЭДС, которая и будет стремиться к равенству с ЭДС от задатчика температуры 4. Для качественного регулирования необходимо, чтобы ТЭДС датчика температуры объекта 2 была равна ЭДС задатчика температуры 4, для чего в блоки 5 и 6 вводится корректирующий сигнал. Источником этого сигнала является разность между ТЭДС датчика температуры объекта 2 и задатчика температуры 4, усиленная усилителем 8. Для того чтобы устройство сразу же не перешло на регулирование по сигналу датчика температуры объекта 2, в интеграторе 9 подобран накопительный элемент необходимой величины, исходя из характера тепловой инерции печи.

Сигнал с интегратора 9 поступает в двуполярный пороговый элемент 10. При достижении сигналом уровня срабатывания порогового элемента 10 он срабатывает и замыкает замыкающий контакт в интеграторе 9 и подает импульс на вход реверсивного блока памяти 11, где сигнал хранится до прихода следующего импульса.

С выхода реверсивного блока памяти 11 выходной аналоговый сигнал, пропорциональный числу пришедших импульсов, поступает в виде корректирующего напряжения

в элемент сравнения o внося поправку в работу регулятора 6. В результате разность ТЭДС датчика температуры объекта 2 и ЭДС задатчика те.мпературы 4 уменьшается. Если эта разность не стала равной нулю, процесс усиления, интеграции, дискриминации, и запоминания повторяется до тех пор, пока указанная выше разность потенциалов не станет равной установленному уровню порога чувствительности, которая может быть сделана пренебрежимо малой. Как только входной сигнал приближается к нулю, исчезает и сигнал коррекции.

При перемене полярности разности сигHajiOB усилитель 8 и интегратор 9 выдают сигнал другой полярности. Двуполярный пороговый элемент 10 срабатывает по другому каналу и выдает сигнал на уменьшение сигнала коррекции (обратный счет импульса), что снова приводит к уменьшению разности ТЭДС датчика температуры объекта 2 и ЭДС задатчика температуры 4.

Применение в регуляторе температуры устройства автокорректировки, состоящего из усилителя, интегратора, двуполярного порогового элемента и реверсивного блока паМ5гги позволило создать систему регулирования, мало зависящую от характеристик нагревателя, объекта и самой печи. Введение технологического процесса подается полной автоматизации без дополнительной калиб; ровки и ручного введения поправок.

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий датчики те.мпературы нагревателя и объекта, соединенные первыми выходами с входом задатчика температуры, а вторыми выходами с входами сумматора, причем выходы сумматора и задатчика температуры подключены ко входам эле.мента сравнения, выход которого через регулятор связан с нагревателем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы регулятора, он содержит соединенные последовательно усилитель, интегратор, двуполярный пороговый элемент и реверсивный блок памяти, причем входы усилителя соединены с выходом задатчика температуры и вторым выходом датчика температуры объекта, выход реверсивного блока памяти - с выходом сумматора, а за.мыкающий контакт двуполярного порогового элемента включен параллельно накопительному элементу, интегратора. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 538349, кл. G 05 D 23/22, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 61,2216, кл. G 05 D 23/22, 1978 (прототип).