Устройство для программного регулирования температуры Советский патент 1982 года по МПК G05B19/02 G05D23/19 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано, в частности в устройствах обжига, вжигания, спекания, для целей хроматографии и т,-п.

Известно устройство программного регулирования температуры, содержащее блок запуска, блок выдержек времени, задатчик скорости изменения температуры, генератор, счетчик, переключатель, дешифратор и шифраторы 1J.

Недостатком этого устройства является широкий диапазон скорости нарастания температуры. Кроме того, это устройство не позволяет осуществлять программное регулирование спада температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, со/1ержа цее пусковой элемент, многоканальнйй блок задания (1нтервалов температур, многоканальный рлок задания скорости изменения температур, каждый канал которого состоит из генератора и элемента И, блок уставок температур, включакиций реверсивный счетчик импульсов (РСИ), дешифратор, вычитающий и исполнитыльные элементы, нагреватель, датчик температуры 2.

Недостатком известного устройства является наличие большого количества генераторов частот в блоке задания скорости изменения температур, наличие разрядности каждого из элементов сравнения в блоке задания интервалов температур,равной разрядности реверсивного счетчика, что при больших абсолютных значениях температуры ведет к значительному увеличению объема схемы. Другим недостатком устройства является то, что критерием перехода от одной ступени температуры к другой является абсолютное значение температуры, поэтому данному устройству присуща неоднозначность функционирования, так как при и том же значении температуры на любой из ступеней возможен переход как в сторону возрастания тем- . ператуЕЫ, так и в сторону спадания.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок задания скорости изменения температур, пусковой элемент и блок уставок температур, введены блок заания интервалов времени, програмный делитель частоты и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик времени, счетчик ступеней интервалов времени и деифратор, выходами соединенный с входами блока задания интервалов времени и блока задания скорости изменения температуры,выходы которого подключены к установ®чным вхоам программного делителя частоты, счетным входом соединенного с выхоом генератора импульсов, а выходом с первым входом блока уставок темпе-, ратуры, вторыми входами подключенного к выходам блока задания скорос ти изменения температуры, выход пускового элемента соединен с входом генератора импульсов. Кроме того блок задания скорости изменения температуры содержит К каналов,каждый из которых состоит из последовательно соединенных регистра изменения температуры и ключа, выход которого соединен с выходом блока. Блок задания интервалов времени содержит К каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных регистра задания интервалов времени и ключа, выходом подключенного к выходу блока.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из пускового элемента 1, генератора 2, блока 3 задания скорости изменения температур, каналы которого состоят из регистров 4 ,42, ...4j, скорости изменения температур, ключей 5 ,5,.,, ,..5j,блока 6 задания интервалов времени, каналы которого состоят из регистров 7j ,7 , 7 , . . . , 7j времени, ключей 8, 8-2,... 8, блока 9 уставок температур, включающего в себя реверсивный счетчик 10 импульсов (РСИ), цифро-аналоговый преобразователь 11, датчик 12 температуры, вычитающий элемент 13, исполнительный элемент 14, нагреватель 15, программируемый делитель 16 частоты, счетчик 17 времени, счетчик 18 ступеней, дешифратора 19.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в регистры скорости изменения температур 4 , 4,,, ... 4, и в регистры 7 / 72,, . . . Vj, времени вводится исходная информация о процессе; На установочные ходы счетчика 17 времени поступает код времени первой ступени с регистра 7-1 времени через ключ 8, На установочные входы программируемого делителя 16 частоты поступает код с регистра. 4 скорости изменения температуры первой ступени через ключ 5 . Кроме того, с регистра 4 через ключ 5 на суммирующий (или вы гитаю11ций) вход РСИ Ю идет сигнал разрешения на подъем (или опускание) температуры. При включении устройства пусковым элементом 1 генератор 2 начинает вырабатывать импульсы,, поступающие на счетные входы программируемого делителя 16частоты и счетчика 17 времени.

Счетчик 17 времени начинает отсчтывать записанное время первой ступени изменения температуры.

Программируемый делитель 16 частоты осуществляет деление частоты генератора в соответствии с выражением

т lOv-k

где Е п

коэффициент деления; разрядность программируемого делителя частоты;

К значение кода, подаваемого, на установочные входы программируемого делителя частоты.

Таким образом, 1 -s Е -ё. 10, и на счетный вход РСИ 10 поступают импульсы с частотой от f pg /-fo где f ген частота генератора 2. Максимальной скорости изменения температуры соответствует максимальная

частота импульсов f..,,. , минимальной

г сн

частота .

Если задан подъем температуры, то сигнал разрешения поступает на суммирующий вход РСИ 10, если задано опускание температуры, то сигнал разрешения поступает на вычитающий вход. При выдержке температуры на заданном уровне, на входы РСИ 10 сигнал разрешения не поступает и последний не изменяет своего состояния. Счетчик 17 времени, отсчитывая заданное время первой ступени, изменяет на одну единицу состояние счетчика 18 ступеней. При этом меняется выходной код дешифратора 19 и

82 блоков заоткрываются ключи 5, и

дания скорости изменения температуры и временных интервалов.На установочные входы программируемого делителя 16 частоты и счетчика 17 времени поступают новые значения кодов, соответствующие следующей ступени кусочно-линейной функции зависимости температуры от времени. Счетчик времени начинает отсчитывать время второй ступени. После второй ступени цикл работы повторяется на третьей ступени и т.д.

В цифро-аналоговом преобразователе 11 двоичный код РСИ 10 преобразуется в аналоговый сигнал, который сравнивается в вычитающем элементе 13 сигналом с датчика 12 температуры. Разностный сигнал поступает на исполнительный элемент 14, соединенный с нагревателем 15, при этом отрабатывается текущее значение температуры. По окончании полного цикла работы устройства на одной из выходных шин децщфратора 19 появляется сигнал Конец цикла . Так как элемен та 1-8, 10-11, 16-19 могут быть пол ностью выполнены на интегральных микросхемах средней степени интегра ции, то предлагаемое устройство поз воляет значительно сократить объем регулятора температуры. Предлагаемое устройство по срав«нению с известны. позволяет избежат неоднозначности в работе, оперативно задавать и в любой момент изменять программу, вводить необходимую коррекцию. Формула изобретения 1. Устройство для программного регулирования температуры, содержащ блок задания скорости изменения тем пературы, пусковой элемент и блок уставок температуры, отличающ е е с я тем, что, с целью повыше ния надежности устройства, в него введены блок задания интервалов времени, программный делитель час-тоты и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик времен счетчик ступеней интервалов времени и дешифратор, выходами соединенный с входами блока задания интервалов времени и блока задания скорости изменения температуры, выходы которого подключены к установочным входам программного делителя частоты, счетным входом соединенного с выходом генератора импульсов, а выходом с первым входом блока уставок температуры, вторыми входами подключенного к выходам блока задания скорости изменения температуры, выход пускового элемента соединен с Iвходом генератора импульсов. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, .что блок заДания скорости изменения температуры содержит К каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных регистра изменения температуры и ключа, выход которого соединен с выходом блока, 3.Устройство по п, 1, отличающееся тем, что блок задания интервалов времени содержит К каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных регистра задания интервала времени и ключа, выходом подключенного к выходу блок а, I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 767723, кл. G05T) 23/19, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР № 628473, кл. Q05D 23/19, 1977 прототип).