Устройство для программного регулирования инерционных процессов Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматическому регулированию технологических процессов и может быть использовано при термообработке изделий из железобетона. Известно устройстводля регулирования содержащее датчик, задатчик, нагреватель измерительно-регулирующий блок с переключающим элементом и элемент сравнения i . Для реализации режимов нагрева и охлаждения данное устройство используют как задающее воздействие в виде изменяю щейся во времени (})ункции, формируемой накоплением сигнала задания и хранением его в течение всего времени подъема или охлаждения, что увеличивает подверже иость функции задания (а, следовательно, и регулирования) влиянию помех. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для программного регулирования инерционных процессов, содержащее датчик, задатчик, блок памяти, ({юумирователь программы (элемент задержки), генератор, исполнительный блок, выход которого соединен с нагревателем, а первый вход - с элементом сравнения, а также переключающий элемент 2 . В случае применения непрерывного регулирования по производной данное устройство сложно в настройке, а при двухпозиционном регулировании выходного параметра снижается динамическая точность или требуется значительное умень шение периода интервала квантования во времени, что затрудняет реализацию устройства. Цель изобретения - упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для программного регулирования инерционных процессов, содержащее датчик параметра и задатчик предельного параметра, подключенные к информадио ным входам блока памяти, формирователь программы и последовательно соединенные элемент сравнения и исполнительный орган, а также генератор импупьсов , содержит сумматор,входы .которого.соедийены с выходами формирователя nporpa.vw И блока памяти, а выход - с первым входом элемента сравнения, с вторым входом которого связан датчик параметра, а с выходом - управляющий вход блока памяти, причем выход генератора импульсов подключен к второму входу исполнительного органа.

На фиг. 1 приведена структурная элект рическая схема устройствй; на фиг. 2 - временная диаграмма процесса регулирования.

Устройство содержит датчик 1 параметра, объект 2 регулирования, нагреватель 3, яадатчик 4 предельного параметра, аналого-цифровой преобразова,тель 5, блок 6 памяти, формирователь 7 программы, сумматор 8, элемент 9 сравнения, генератор Ю импульсов, испогьнительный орган 1.1. .

На фиг. 2 показана временная диаграмма процесса регулирования, где U - СИРнал датчика; U/ сигнал - задания; лО приращение сигнала задания; U(s - уровень стабилизации; - мощность, подводимая к нагревателю; Up сигнал генератора; Т - период квантования.

Устройство работает следующим образом., .

Сигнал Од.датчика 1, характеризующий температуру объекта 2 регулирования, преобразуется аналого-цифровьтм преобразователем 5 в цифровой код. Задатчиком 4 устанавливают уровень стабилизации (изотермы) регулируемого параметpall of.- Формирователем 7 программы задают значения приращения сигнала задания U Uo, за период квантования Т . (в цифровом коде), а также устанавливают время переключения программы с режима

стабилизашги параметра в релшм охлаждения. Генератором 1О задают период квантования Т, моменты начала-которого определяются временными метками U f. . При включении устройства первый импульс .генератора 10 U через исполнительный орган 11 включает нагреватель 3, а начальное значение сигнала аналого-цифрового преобразователя 5 (характеризующее начальную температуру объекта 2 регулирования -д ) записывается в бцок -6 памяти и суммируется сумматором 8 с заданным формирователем 7 программъ значением приращения сигнала задания Л и Суммарный сигнал (в коде) U сравнивается элементом 9 сравнения с текущим зна чением выходного сигнала аналого-цифрового преобразователя 5 (иифровъ1м кедом сигнала U , ), в течение первого периода квантования Т и в момент совпадения этих сигналов на выходе элемента сравнения появляется импульс, отключающий через исполнительный блок 11 (по первому входу) нагреватель 3 и воздействующий (по третьему входу) на блок 6 памяти, который записывает в свои ячейки новое значение кода выходного сигнала аналого-цифрового преобразователя 5. После этого начинается процесс естественного охлаждения, который длится до моiveHTa появления второй метки генератора 10 Up , повторно включающий нагреватель 3 чераз исполнительный блок 11.. Далее процесс мнбгократно повторяется до тех пор, пока сигнал датчика 1 Уд, не достигнет уровня стабилизации Uct , записанного в задатчике 4. Этим уровнем ограничивается объем памяти блока 6, после чего начинается отработка режима стабилизации параметра д с огран иением по верхнему уровню U gf

Исполнительный орган 11 включает нагреватель 3 в. моменты появления меток и J. от генератора 10 и отключает в моменты равенства входных сигналов элемента 9 сравнения, осуществляя широтноимпульсную модуляцию управляющего воздействия. Отработка режима охлаждения . Начинается в заданнътй формирователем 7 программъ момент с появлением на его выходе сигнала, характеризующего требуемое значение приращения сигнала с отрицательным знаком. Завершается программа регулирования процессом термообработки при достижении объектом 2 ре™ гулировантш заданного уровня температуры. Настройка устройства на управление конкретным объектом сводится к подбору величины приращения сигнала - задания ди и периода квантования Т.

Таким образом, предлагаемое устройство для программного регулирования инерционных процессов позволяет наиболее просто управлять процессом термообработки различных объектов по заданной программе и с требуемъ1м качеством регулирования.

.Формула изобретения

Устройство ддя гфограммного регулирования инерционных процессов, содержащее датчик параметра и задатчик предельного , подключенные к информационным входам блока памяти, формирователь программы и последовательно соединенные элемент сравнения и исполнительный орган, а также генератор ravinynbcoB, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства оно содержит сумматор, вхоць которого соединены с выходами формирователя программы и 5 блока памяти, а выход - с первым входом элемента сравнения, с вторым входом которого связан датчик параметра, а с вы ходом - управляющий вход блока памяти, причем выход генератора импульсов Ю

клкнен к второму входу исполнительного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Справочник по электроизмерктельгным приборам. Под ред. К. К. Илюшина. Л., Энергия, 1973, с. 313-350.

2.Авторское свидетельство СССР № 48366О, кл. Q О5 D 23/19, 1975 (прототип).

ид Wj

(fiUSi

1(мин}