Устройство для автоматического регулирования температуры

1645945 20 10 30 35 40 пы термоэлектрических преобразователей, многоканальный регулятор температуры, блок тиристорных усилителей, анализатор аварий системы обогрева и электрические нагревательные элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности и контролепригодности устройства, в неговведены связанный с источником питания устройства задатчик диагностических сигналов, регистр управления, блок контроля фаз, регистр анализа сигналов, блок детекторов нуля, источниктока обогрева, регистр контроля каналов, информационные выходы которого,а также информационные входы регистра управления, информационные входывыходы анализаторами аварий системы .обогрева, информационные выходы блокаконтроля фаз и регистра анализа сигналов являются информационными входами-выходами многоканального регулятора температуры, группа измерительныхвходов которого подключена к выходамтермоэлектрических преобразователей,первый и второй диагностические входы 15 20 25 подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика диагностических сигналов, с третьего по пятыйвыходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьемудиагностическим входам анализатора аварий системы обогрева, первий и второй управляющие входы многоканального регулятора температуры подключены соответственно к первому и второму выходам регистра управления с трегьего по шестой выходы которого подключенысоответственно к первому, второму,третьему и четвертому управляющим входам анализатора аварий системы обогрева, выход сигнала окончания преобразования многоканального регулятора температуры подключен к первому входу регистра анализа сигналов, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму аварийньи выходам анализатора аварий системы обогрева, второй аварийный 0 выход которого одновременно является вторьи аварийньи входом многоканального регулятора температуры, первый аварийный вход которого подключен к аварийному выходу блока контроля фаэ,55 контрольные входы блока контроля фаз и синхрониэирующие входы многоканаль- ного регулятора температуры подключены к выходам блока детекторов нуля,входы которого и токовые входы блокатиристорных ключей подключены к источнику тока обогрева, группа управляющих выходов многоканального регулятора температуры подключена к контрольным входам регистра контроля каналов и к управляющим входам блока тиристорных ключей, многоканальный регулятортемпературы содержит датчик температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, коммутатор аналоговых сигналов, нормирующий усилитель, аналого-цифровой преобраэователь, блок контроля и управления, блок клавиатуры и индикации, блок преобразователей - код - временной интервал,информационные входы которого, а также информационные входы-выходы блокаклавиатуры и индикации, адресные вхо-,ды коммутатора аналоговых сигналов,информационные выходы аналого-цифрового преобразователя, информационныевходы-выходы блока контроля и управления являются информационньии входами-выходами многоканального регулятора температуры, группа входов коммутатора аналоговых сигналов, связанных с выходами термоэлектрических преобразователей, а также вход, связанный с выходом датчика температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, являются измерительными входами многоканального регулятора температуры, первый и второй диагностические входы коммутатора аналоговых сигналов являются соответственно первым и вторьи диагностическими входами многоканального регулятора температуры, выход коммутатора аналоговых сигналов через нормирующий усилитель подключеи к сигнальному входу аналогоцифрового преобразователя, выход которого является выходом сигнала окончания преобразования многоканальногорегулятора температуры, вход запускааналого-циФрового преобразователя ивход разрешения блока преобразователей код - временной интервал являются соответственно первым и вторьи управляющими входами многоканальногорегулятОра температуры, первый входзапроса прерывания блока контроля иуправления, объединенные второй входзапроса прерывания блока контроля иуправления и вхоД запрета блока преобразователей код - временной интервал являются соответственно первьи нвторьи аварийными входами многоканаль 1 645945ного регулятора температуры, синхронизирующие входы блока преобразователей код - временной интервал - синхрониэирующими входами многоканальногорегулятора температуры, группа выходов блока преобразователей код - временной интервал - управляющими выходами многоканального регулятора температуры, анализатор аварий системыобогрева содержит блок контроля токанагрузки, блок токовой защиты, блокдатчиков тока, токовые входы и выходы которого являются соответственнотоковыми входами и выходами анализатора аварий системы обогрева, контрольные выходы блока датчиков токаявляются соответственно контрольнымивходами блока контроля тока нагрузки и блока токовой защиты, информационные входы-выходы блока контроля тока нагрузки и информационные выходыблока токовой защиты являются информационными входами-выходами аналиэа 5 5 20 10 тора аварий системы обогрева, первый 25 и второй управляющие входы блока токовой защиты и первый и второй управляющие входы блока контроля тока нагрузки являются соответственно первым, вторьв, третьим и четвертым управляющими входами анализатора аварий системы обогрева, первый, второй диагностические входы блока контроля тока нагрузки и диагностический вход блока токовой защиты являются соот 35 ветственно первым, вторым и третьим диагностическими входами. анализатора аварий системы обогрева, выход блока контроля тока нагрузки и выход блока токовой защиты являются соответствен но первым и вторым аварийными выходами анализатора аварий системы обогрева.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок преобразо вателей код - временной интервал содержит последовательно соединенные узел делителей частоты и узел коммутации, регистр управления каналами, группу формирователей временных интер-.50 валов, группу триггеров включения каналов и группу элементов И, входы узла делителей частоты являются синхро. ниэирующимн входами блока, выходы узла коммутации подключены к соответствующим входам синхронизации триггеров включения каналов группы и к счетиьм входам формирователей временных интервалов группы, информационные входы которых и информационные входы регистра управления каналачн являются информационными входами блока, выходы регистра управления каналами соединены с входами установки в "1 " триггеров включения каналов группы, выходы окончания счета формирователей временных интервалов группы подключены к входам установки в "0" триггеров включения каналов группы, выходами соединенных с входами останова счета формирователей временных интервалов группы н с вторыми входами элементов И группы, первые и третьи входы которых являются соответственно входом разрешения и входом запрета блока, а выходы- выходами блока.3Устройство по п .1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок контроля фаз содержит формирователь выходных импульсов, элемент И, регистр контроля фаз и три формирователя входных импульсов, входы которых являются контрольными входами блока, а выходы под" ключены к входам элемента И и регистра контроля Ааэ, информационные входы которого являются информационными выходами блока, выход элемента И подключен к входу формирователя выходных импульсов, выход которого является аварийньм выходом блока.4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок контроля тока нагрузки содержит генератор импульсов, элемент И, триггер, элемент КОИ, двоичный счетчик, компаратор, преобразователь код - напряжение, регистр номера канала н коммутатор аналоговых сигналов, первый и второй входы которого являются соответствен" но первьи и вторым диагностическими входами блока, группа входов, начиная с третьего, является группой контрольных входов блока, вход установки в "1" триггера и вход установки двоичного счетчика в исходное состояние является первым и вторым управляющими входами блока, информационные входы регистра номера канала, выходы которого являются адресными входами коммутатора аналоговых сигналов, а также выходы двоичного счетчика, которые одновременно являются информационными входами преобразователя коднапряжение, образуют инФормационные входы-выходы блока, выход коммутатора аналоговых сигналов подключен к первому входу компаратора, второй входкоторого подключен к выходу преобразователя код - напряжение, выход - к первому входу элемента ИПИ, второй вход которого подключен к выходу сиг цала переноса двоичного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к входу обстановки в "О" триггера, выход которого является аварийным выходом блока, а также подключен к первому входу 10 элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, а выход - к счетному входу двоичного счетчика155. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок токовой защиты содержит шифратор, двоичный счетчик, генератор импульсов, коммутатор аналоговых сигналов, формирователь импульсов, селектор сигнала по 1 модулю, источник опорного напряжения, элемент И, компаратор и триггер, выход которого является аварийным выходом блока и подключен к входу запус ка генератора импульсов, выход которого подключен к счетному входу двоичного счетчика и через формировательодиночных импульсов к первому входуэлемента И, второй вход которого подключен к выходу компаратора, выходк входу установки в "1 " триггера, входустановки в "О" которого является первым управляющим входом блока, входшифратора, выход которого подключенк установочному входу двоичного счетчика, и первый вход коммутатора аналоговых сигналов являются соответственно вторым управляющим и диагностическим входами блока, группа входовкоммутатора аналоговых сигналов, начиная с второго, является группой контрольных входов блока, информационныевыходы двоичного счетчика являютсяодновременно информационными выходами блока и адресными входами коммутатора аналоговых сигналов, выход которого через селектор сигнала по модулюсвязан с первым входом компаратора,второй вход которого подключен квыходу источника опорного напряжения,1645945 Рт 8 г 4 Составитель И,АлексеевРедактор Е. Копча Техред И,Дидык Корректор Л,Патайакаэ 1350 ри ГКНТ ССС оизводственно-иэдательский комбинат "Патент ул, Гагарина, 10 рственного ко 113035, Мо тета по ива, ЖПодписноеобретениям и открытиямРаушская наб., д. 4/5645945 водящих каналов при горячеканальном литье. Цель изобретения - повышение надежности и контролепригодности путем применения аппаратно-программных5 средств контроля тока нагрузки в цепях электрических нагревательных эле ментов и средств защиты выходных цепей системы от короткого замыкания, а также применения средств и проце , 10 дур диагностического контроля, Устройство содержит термоэлектрические Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для автоматического регулирования температуры различных объектов, содержащих электрические нагревательные элементы, в частности в промьааленности переработкитермопластичных, резинотехнических 25и других полимерных материалов, дляконтроля и регулирования температурызон обогрева цилиндров пластикации .литьевых машин, экструдеров, а такжепрессформ и разводящих каналов пригорячеканальном лиуе,Цель изобретения - повышение надежности и контролепригодности устройства.На фиг.1 изображена структурная35схема устройства; на фиг,2 - структура программы работы блока контроля иуправления; на фиг.3 - метод определения измеренного значения температуры в и-м канале; на фиг.4 - структурная схема блока преобразователей код -временной интервал; на фиг.5 - временная диаграмма работы блока преобразователей код - временной интервал; нафиг.6 - структурная схема блока конт-роля фаз; на фиг,7 - временная диаграмма работы блока контроля фаз; нафиг,8 - структурная схема блока контроля тока нагрузки; на фиг,9 - структурная схема блока токовой защиты.На фиг. 1 обозначена группа Я термоэлектрических преобразователей 1,установленных в каждой зоне обогреваматериального цилиндра, соединенныхчерез многоканальный регулятор 2 температуры, блок 3 тиристорных усилите-,55лей и анализатор 4 аварий системы обо-,грева с электрическими нагревательными элементами 5, источник 6 питания,преобразователи температуры 1, установленные в каждой зоне обогреваматериального цилиндра, соединенныечерез многоканальный регулятор тем тпературы 2, блок тиристорных усилителей 3 и анализатор 4 связи системы подогрева с электрическими нагревательными элементами 5, источник питания 6, эадатчик 7 диагностическихсигналов. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.1 задатчик 7 диагностических сигналов, информационная магистраль устройства 8, регистр 9 управления, блок 1 0 контроля Фаз, регистр 1 анализа сигналов, регистр 12 контроля каналов, источник 13 тока обогрева, блок 14 детекторов нуля, блок 15 клавиатуры и, индикации, коммутатор 1 6 аналоговых сигналов, датчик 17 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, нормирупщий усилитель 8, аналого-цифровой преобразователь 19, блок 20 контроля и управления, блок 2 преобразователей код - временной интервал, блок 22 контроля тока нагрузки, блок 23 токовой защиты, блок 24 датчиков тока.На фнг.4 обозначены узел 25 делителей частоты, узел 26 коммутации, регистр 27 управления каналами, группа формирователей 28 временных интервалов, группа триггеров 29 вкличения каналов, группа элементов И 30.На фиг.6 обозначены формирователи 31 входных аюпульсов, регистр 32 контроля фаз, элемент И 33, формирователь 34 выходных жпульсов.На фиг.8 обозначены регистр 35 номера канала, коммутатор 36 аналоговых сигналов, компаратор )7, элемент ИЛИ 38, триггер 39, элемент И 40, генератор 41 импульсов, двоичный счетчик 42, преобразователь 43 код - напряжение. На фиг.9 обозначены шифратор 44, двоичный счетчик 45, генератор 46 вчпульсов, коммутатор 47 аналоговых сигналов, селектор 48 сигнала по модулю, компаратор 49, источник 50 опорного напряжения, элемент И 51, формирователь 52 импульсов, триггер 53.Нэ Фиг.2 обозначены операторы 54 программы, в том числе объект 54.1 регулирования, оператор 54.2 литьево машины, заданная температура 54.3 накопление измерений 54.4, статообработка 54.5, линейная интерполяция 54.6, определение температуры окружающей среды 54.7, определение действительной температуры 54,8, определение рассогласования 54 .9, определение управляющего воздействия 54.10, управление обогревом 54.11 .На фиг.4 обозначены преобразователи код - временной интервал 55.Устройство работает следующим образом.После включения питания блок 20контроля и управления эапус,.ает тест инициализации, который контролирует работоспособность основных функциональных блоков системы, подключенных к информационной магистрали 8 устройства, Блок 20 выполнен нэ базе ЭВМ.В случае обнаружения неисправности какого-либо блока блок 20 контроля иуправления выводит на панель индикации блока 15 клавиатуры и индикации код неисправности, в случае нормального окончания теста - переходит на один из режимов работы, который установлен на блоке 15 клавиатуры и индикации: "Задание параметров , Регулирование , Диагностический конт 1рольВ режиме Задание параметров посредством цифровой клавиатуры блока 15 клавиатуры и индикации осуществляется ввод в энергонезависимую память блока 20 контроля и управления значений тем. пературы эон обогрева, верхних и нижних допустимых пределов отклонения температуры от заданных значений. При первоначальном подключении регулятора вводятся также параметры настройки (постоянные интегрирования Т, дифференцирования Т 1, коэффициент усиления К и период квантования Т 4), которые определяются для каждого типоразмера материального цилиндра графо-аналитическим методом. При этом номер зоны и вводимые параметры отображаются на панели индикации блока 1 5 клавиатуры и индикации. Вводимые значения параметров контролируются на допустимость, в случае неправильного задания параметры незапиеываются в энергонезависимую память и на панели индикации отображается код ошибки. После задания параметров и установки режима "Регулирование" блок 20 контроля и управления переходит к последовательному выполнению циклов регулирования температуры, которые повторяются в,каждом канале с периодом Ти включают в себя следующие операции:измерение, статистическая обработка,линейная интерполяция и определениедействительной температуры, определение и выдача управляющего воздействия (фиг.2).Цикл регулирования блок 20 контроля и управления начинает с измерениятемпературы зон обогрева. Сигналы стермоэлектрических преобразователей1, пропорциональные действительным ;значениям температуры в соответствую 20 щих зонах материального цилиндра,поступают на измерительные входы коммутатора 1 6 аналоговых сигналов, Припоступлении на его адресные входы поинформационной магистрали устройства25 8 номера канала сигнал иэ соответствующего измерительного входа коммутатора6 аналоговых сигналов, усиленный нормирующим усилителем 8, поступает насигнальный вход аналого-цифрового30 преобразователя 1 9,Запуск аналого-цифрового преобразователя 1 9 осуществляется блоком 20контроля и управления установкой в 1 "первого выхода регистра 9 управления,Зсвязанного с входом запуска аналогоцифрового преобразователя 1 9. Реэуль -тат преобразования в виде двоичногокода Х пропорционального уровню сигнала на соответствующем измерительном4 О входе, считывается с информационныхвыходов аналого-цифрового преобразователя 1 9 в оперативную память блока 20контроля и управления после приходас выхода аналого-цифрового преобраэо 45 вателя 1 9 сигнала окончания преобразсвания на первый вход регистра 11 анализа сигналов.С целью повышения помехоустойчивости и точности измерения температуры50 блок 20 контроля и управления повторяет процедуру опроса И измерительныхвходов коммутатора 16 аналоговых сигналов М раз и формирует в оперативнойпамяти К массивов по М ячеек, в кото 55рые записываются результаты преобразования. После окончания М измерений поМ эолам блок 20 контроля и управленияустанавливает код (К+1) -го канала,коммутируя таким образом на сигнальный" -Т2 Т очной реобрав ре- иэмерен 6в. Тф де Т я темабличиые значе ературы; оответствующиеличные значения им табдвоичных кодов. в ительное э пределяется 11 63 М МС И+4 Е(ХЛейсы Тй чение температуо формуле 45 ература хоого спая. контроль н температуры гд) - темплодронэводитсотклоненияале:иТмаке э При этоми ус тимостькаждом ка Тмяй Тфв с вход аналого-цифрового преобразователя 19 выход датчика 17 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, который установлен наклеммной колодке в месте подключенияхолодных спаев термоэлектрических преобразователей 1. Результат пре,Ьбразования по (Я+1)-му каналу Х 0+1 также записывается в оперативную па-9 мять блока 20 контроля и управления.После этого блок 20 контроля и управления производит статистическуютт ф обработку каждого ряда измерений Х по Я каналам и определяет среднестаятистическое значение Х. результатов преобразования по каждому каналув-и ххахМ206где Х такое, что е ш, - частота измерений пканалу.Затеи осуществляетсялинейн поляция среднестатистических з Х, в соответствии с градуиров таблицей термоэлектрических п эователей(напримерт ХК 6 В)т эультате которой определяется ренное значение температуры Т каждом канале (фиг,3);т"т + т 1+1:. Э (х"ймХ., - Х заданная допустимая минимальная температура;заданная допустимая макси-.мальная температура. После этого определяется рассогласование е"(К) между действительной(К) и заданной Т температурами втекущем К-м цикле регулирования:е (К) Т-Т (К),Значения рас согла сов аиий в К-ме "(К) и двух предыдущих е" (К-),е (К) циклах регулирования и эначеяния управляющих воздействий в предыдущем цикле 0 "(К), хранящиеся воперативной памяти блока 20 контроляи управления, используются для определения управляющих воздействий 0(К)в текущем цикле, удовлетворяющих закону ПИД-регулирования:я 1 1 т(-) П (1 т т В(+ це Вычисленные значения управляющих воздействий по каждому каналу являются входными величинами для Н-каналь-ного блока 2 преобразователей код - временной интервал (фиг.4), который вырабатывает управляющие сигналы блоку 3 тиристорных усилителей.Длительность управляющего сигнала в п-м канале является Функцией величины управляющего воздействия, вычисленного для этого канала: пЕ(Оп):,ЛЭтот сигнал открывает п-й тиристор- ный усилитель, который в открытом состоянии пропускает иа соответствующий электрический нагревательный элемент 5 число периодов сетевого напряжения от источника 13 тока обогрева, пропорциональное длительности управляющего сигнала, реализуя таким образом управление по принципу аиротно-импульсной модуляции (Фиг.5, диаграммы Д,Е),Запись управляющего воздействия в и-й какал блока 2 блок 20 контроля и управления производится посредством информационной магистрали 8, синхронизация работы блока осуществляется пос 1645945 10РЕДГ ТВОМ ТРИ Х 1 Р 4 ЦУЛЬ С ВЫХ 110 ГЛ ЕДОН Д наличие фаз источник 13чника 3 тока обогретельностей (цо количеству фдз источ- на.ника 13 тока Обогревд), Г частотой Блок 10 конт о ф (ф .6)роля фаэ (фиг.6) сос- Г = 50 Гц и сдвигом по Фазе на 1 20 тоит из трех формирователей 31 вход(фиг.5, диаграмма А). ных импульсов. Нд входы запуска форЭти импульсные последовательности миронателей 31 непрерывно поступают формируются блоком 14 детекторон нуля импульсные послые последовательности с перииз трехфазного напряжения источника мс от лака 4 детекторов1 4 13 тока обогрева. Этот блок состоит 0 нуля. Постояннь ф1 ные времени ормиронате из трех (по количеству фдз источникд лей 31 выбраны заве о бведомо ольше перио тока обогрева) идентичных схем, да следования запускающих импульсон с каждая из которых представляет собой учетом возможногомож ого провала напряжения триггер 1 цмитта, собранный на базе ком- или кратковременнременного отключения источпаратора напряжения с положительной 5 ника 3 обогрево огрева, не влияющих на рабообратной связью. Напряжение на неинвертирующем нходе компаратора близко Таким образом при нм, при нормальной рабок потенциалу схемной "земли", на ин- те формирователи 31 входных импульсов нертирующий вход компдратора посту- периодически перезаперезапускаются, а укалает сигнал синусоидальной формь 1 симзанное условие бф 20 в е о еспечивает поддержаметричный относительно потенциала ние на их выходах уровня логичлог ич ес к ои земли"1"ч1 . При устоичином пропадании фазыВ результате сравнения этих сигна- (одной илн нескольких) источника 13 лов на выходе триггера Имитта форми- тока обогрева на вр явремя, превышающее руются однополярные прямоугольные им постоянную времени Формирователя 31 пульсы с периодом следования Т = 20 мс. (фиг.6 диаграмма И), его выход переЭти импульсные последовательности с ключается в состояние иогичгского В 0" ныходов блока 14 детекторов нуля пос- (фиг6, диаграмма М) в связи с отсуттупают на синхронизирующие входы бло- стнием запускающих фронтон импульсов ка 21 преобразователей код - времен Этот сигнал логического 0 поступачнои интервал. Фронты импульсов сонпа- ет на соответствующий вход элемента дают с переходом через нулевой уро- . И 33, который вырабатывает сигнал вень синусоидального напряжения соот- (фиг.6 диаграмма Н)раима ), которыи через нетствующих фаэ. После преобразования формирователь выходных импульсов 34 узлом 25 делителей частоты, состоящим 35 (фиг,6, диаграмма О) поступает на из трех программируемых таймеров, зти вход запроса прерывания блока 20 конимпульсные последователь 1 ости с час- троля и управл нвления, сигнализируя об тотой Г1 Гц (период Т = 1 с, диаг- аварийной ситуации.26 корамма Б на фиг.5) поступают через узел Кроме того выходы формирова йкоммутации на счетные входы форми 31 входных импульсов связань 1 с входарователей 28 временных интервалов. Так ми регистра 32. П о сигналу запроса как в устройстне существует нзаимоод- прерывания блок 20 контроля и управ - ноэначное соответствие фазы источника ления посредстном регистра 32 через 13 тока обогрева, формирователя 28 информационную магистраль 8 определя-. временного интервала и номера канала, 5 ет номер фазы, от которой не поступас которым этот формирователь 28 вре- ют синхронизирующие импульсы, снимает менных интервалов связан узел 26 ком- на втором входеЭде регистра управления9 мутации обеспечивает равномерное рас- сигнал разрешения. Этот сигнал поступределение и загрузку фаз источника пает на вход разрешения блока 21 пре тока обог ва по Хре Х каналам. образователей код - временной интервал, где запрещает выдачу управляющихИмпульсные последовательности фор- сигналов на блок 3 ти ст йыФ лок тиристорйых усилимируемые блоком 14 детекторон нуляВтелей. Блок 21 б йлок прео разователей код поступают также на контрольнь 1 е входы временной ин е финтервал .ункуионирует слеблока 10 контроля фаз, который пос- дующим образом. редством непрерывного аппаратного кон осле определения велделения величины управтроля наличия синхронизирующих импуль- ляющего воздействия попо и-му каналу сон определяет целостность внешних блок 20 контроля иконтроля и управления произ- питающих цепей т,е. конт оли1 ф ф р рует водит. запись двоично-десятичного эна 1645945 2чения этой величины в соответствующий Формирователь 28 временных интервалов (Фиг.5, диаграмма В) и устанавливает на и-м выходе регистра 27 уровень логической "1" (Фиг.5, диаграмма Г), который поступает на информационный вход соответствующего триггера 29. Установка триггера 29 производится по приходу на его синхронизи рующий вход от узла 26 коммутации переднего фронта импульса синхронизации соответствующей Фазы, Сигнал с выхода триггера 29 поступает на второй вход соответствующего элемента И 30 и, ес ли есть разрешение на первом входе от регистра 9 управления и нет запрета на третьем входе от блока 23 токовой. защиты, на его выходе Формируется передний Фронт сигнала управления и-м 20 усилителем блока 3 тиристорных усилителей (Фиг.5, диаграмма Д), По этому сигналу и-й усилитель открывается, обеспечивая прохождение тока от источника 13 тока обогрева через блок 24 25 датчиков тока на соответствующий электрический нагревательный элемент 5 (Фиг.5, диаграмма Е), При этом и-й усилитель подключен именно к той фазе источника 13 тока обогрева, синхроин зирующие импульсы от которой поступают на счетный вход формирователя 28 временных интервалов, связанного с и-м усилителем. При поступлении на счетный вход Формирователя 28 временнык интервалов количества импульсов, соответствующего двоично-десятичному коду величины управляющего воздействия, вырабатывается сигнал окончания счета, Этот сигнал поступает на вход 40 установки в "0" связанного с ннм триггера 29, который формирует таким образом задний фронт сигнала управления и-м. усилителем. Прн этом и-й усилитель закрывается и связанный с ним 45 электрический нагревательный элемент 5 отключается от источника 13 тока обогрева. Таким образом, через электрический нагревательный элемент 5 соответствующего канала протекает переменный ток от источника 13 тока обогрева в течение интервала времени, пропорционального двоично-десятичному коду величины управляющего воздействия, записанного блоком 20 контроля и управления в соответствующий Форми"55 рователь 28 временных интервалов и равного целому числу периодов напряжения источника 13 тока обогрева, Синхронизапия передних и задних Фронтов управляющих сигналов, вырабатываемых блоком 21 преобразователей код - временной интервал, с периодом синусоидального напряжения источника 13 тока обогрева позволяет существенно снизить уровень помех, создаваемых при коммутации больших токов в нагрузке, Блок 24 датчиков тока, включенный между выходами блока 3 тиристорных усилителей и электрическими нагревательньии элементами 5, состоит из Ю датчиков. Он позволяет контролировать величину тока нагрузки в каждом кана ле для обеспечения контроля целостног сти электрических нагревательных элементов 5 и электрических соединений, а также защиты усилителей от короткого замыкания в нагрузке. При включении и-го усилителя сигнал с выхода соответствующего датчика тока, пропорциональный току, протекающему через электрический нагревательный элемент 5, поступает на соответствующие контрольные входы блока 22 контроля тока нагрузки и блока 23 токовой защиты. Блок 22 контроля тока нагрузки (Фиг.8) преобразует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока, в цифровые коды, пропорциональные токам, протекающим через электрические нагревательные элементы 5. Эти коды считываются блоком 20 контроля и управления посредством информационной магистрали 8, что позволяет управляющей программе в процессе работы про-, изводить контроль соответствия токов нагрузки их номинальньм значениям.Автоматический контроль тока нагрузки позволяет определить полный или частичный обрыв электрических нагревательных элементов 5, которые, как правило, имеют секционную конструкцяо с параллельньи включением отдельных секций, При протекании тока через электрический нагревательный элемент 5 п-го канала сигнал с выхода соответствующего датчика поступает на и-й контрольный вход коммутатора 36 аналоговых сигналов.Перед началом контроля тока нагрузки в и-м канале блок 20 контроля н управления сигналом с шестого выхода регистра 9 управления устанавливает двоичный счетчик 42 в исходное состояние и записывает в регистр 35 код п-го канала, который поступает на адресные входы коммутатора 36 аналого 164594 э 4вых сигналов, коммутируя таким образом сигнал с выхода и-го датчика тока на вход компаратора 37.Контроль тока в п-м канале начи 5 нается с некоторой задержкой после включения соответствующего тиристорного усилителя, необходимой для установления величины тока в канале, после истечения которой блок 20 контроля и управления сигналом с пятого выхода регистра 9 устанавливает в триггер 39.Сигнал с выхода триггера 39 поступает на первый вход элемента И 40, разрешая прохождение тактовых импульсов от генератора 41 импульсов на счетный вход двоичного счетика 42Двоичный код с информационных выходов двоичного счетчика 42, изменяю щийся с частотой следования импульсов генератора 41 импульсов, поступает на информационные входы преобразователя 43 код - напряжение, на выходе которого, связанном с вторым входом компаратора 37, формируется линейно-спадаю- щее напряжение. В случае совпадения напряжений на обоих входах коипаратора 37 сигнал с его выхода поступает на первый вход элемента ИЛИ 38 и с его . выхода - на вход установки в "О" .триггера 39, устанавливая его в исходное состояние.Сигнал с выхода триггера 39 поступает на второй вход регистра 11, а также блокирует первый вход элемента35 И 40, запрещая прохозденме импульсов на счетный вход двоичного счетчика 42, на информационных выходах которого Фиксируется код, пропорциональный мгно.40 венноиу значению изиеряемого сигнала. Блок 20 контроля и управления опрашивает состояние второго входа регистра 11 и, если на нем присутствует уровень логического "0", что свидетельствует об окончании цикла измерения, считыва ет с информационных выходов двоичного счетчика 42 по информационной магист" рали 8 результат измерения тока нагрузки. При этом возможны 3 ситуации:1. При совпадении (с учетом допустииого разброса) значений измеренного тока нагрузки и номинального продолжается нормальное функционирование ст ойства.У Р 5542. Если измеренное значение тока,нагрузки низе некоторого допустимогоуровня, фиксируется частичный обрыв электрического нагревательного элемента 5 и-го канала,3. Если иэиеренное значение токанагрузки равно нулю, цикл измерениязаканчивается по сигналу переносасчетчика 42, который поступает навторой вход элемента ИПИ 38 с его выхода - на вход установки в "0" триггера 39. При этом фиксируется полныйобрыв электрического нагревательногоэлемента 5 и-го канала.В последних двух случаях блок 20контроля и управления сигналов с второго выхода регистра 9 управления,который поступает на первые входыэлементов И 30 блока 21 преобразова-,телей код - временной интервал, снимает разрешение прохождения управляющих сигналов на блок 3 тиристорныхусилителей, отключая таким образоиэлектрические нагревательные элементы 5 от источника 13 тока обогрева.Кроме того, эти ситуации отображаютсяна панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.Блок 23 токовой эащигы (фиг.9)обеспечивает аппаратно-программнуюзащиту блока 3 тиристорных усилителейот короткого замыкания в цепи электрических нагревательных элементов 5путем последовательного опроса контрольных выходов блока 24 датчиковтока, связанных с входами коммутатора 47 аналоговых сигналов, и сравнения сигналов с этих выходов с заданньи уровнеи срабатывания токовой за-,щиты, который определяется источником 50 опорного напряжения. Блок 23 токовой защиты работает в двух режимах: контроля тока нагрузки и диагностического контроля. Функционирование в том ипи ином режиме определяется способм обегания входов коммутатора 37 аналоговых сигналов, который задается блоком 20 контроля и управления с четвертого выхода регистра 9 управления посредством шифратора 44. Выход этого шифратора связан с управляющим входом двоичного счетчика 45, В зависимости от уровня сигнала на его выходе изменяется коэффициент пересчета двоичного счетчика 45, причем в режиме диагностического контроля он увеличивается на единицу, что позволяет дополнительновключать в цикл обегания диагностический вход блока 23 токовой защиты.В режиме контроля тока нагрузки двоичный счетчик 45, счетный вход которого связан с выходом генератора 46 импульсов, а информационные выхо" ды - с адресными входами коммутатора 47 аналоговых сигналов, поочередно коммутирует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока на вход селектора сигнала по модулю 48, который 10 обеспечивает воэможность анализа короткого замыкания, как в положительный, так и в отрицательный полупериод напряжения источника 13 тока обогрева.Модуль сигнала, амплитуда которого 15 пропорциональна току в цепи электрического нагревательного элемента 5 и-го канала, поступает на первый вход компаратора 49, где сравнивается с сигналом, поступающим на второй вход 20 от источника 50 опорного напряжения. При этом возможны две ситуации: если модуль сигнала ниже уровня тока срабатывания защиты, счетчик продолжает циклический опрос входов коммутатора 25 47 аналоговых сигналов; если модуль сигнала больше или равен уровню тока срабатьвания защиты, срабатьвает компаратор 49, сигнал с выхода которого поступает на второй вход элемента И51, При поступлении на первый входэлемента И 51 стробирующего сигналаот формирователя 52, который задерживает передний фронт ещульса генератора 46 импульсов на время установлениясигнала на выходе коммутатора 47 аналоговых сигналов, сигнал с выхода элемента И 51 устанавливает триггер 53 вединичное состояние. При этом сигналс вькода триггера 53 блокирует генера тор 46 импульсов, вследствие чего на информационных выходах двоичного счетчика 45 фиксируется номер канала, вкотором сработала токовая защита, Сигнал с выхода триггера 53 также поступает на третьи входы запрета элементов И 30 блока 21 преобразователейкод - временной интервал, запрещаяпрохождение управляющих сигналов наблок 3 тиристорных усилителей и отключая таким образом электрические нагревательные элементы 5 от источника13 тока обогрева. Кроне того, сигналс выхода триггера 53 поступает на второй вход зароса прерьвания блока 20контроля и управления и на третий вход регистра 11,По сигналу запроса прерывания блок20 контроля и управления считыва 1 ет с информационных выходов двоичного счетчика 45 номер канала, в котором произошло короткое замыкание.Для проверки, является ли короткое замыкание устойчивым или было кратковременное срабатывание токовой защиты, блок 20 контроля и управления сигналом с третьего вькода регистра 9 управления устанавливает триггер 53 в исходное состояние. Если было кратковременное срабатьвание токовой защиты,триггер 53 разблокирует выход блока 21 преобразователей код - временной интервал, а блок 20 контроля и управления после опроса третьего входа регистра 11 анализа продолжит нормальную работу, Если короткое замыкание имеет устойчивый характер, выходы блока 21 преобразователей код - временной интервал останутся в заблокированном состоянии, блок 20 контроля и управления после опроса третьего входа регистра 11 анализа выводит напанель индикации блока 15 клавиатуры и индикации соответствулцее сообщение.В режиме "Диагностический контроль" обеспечивается автоматическая проверка исправности устройства иа уровне функциональных блоков по номеру теста, заданному с клавиатуры блока 15 клавиатуры и индикации.Для этой цели устройство имеет следу-.,ющие вспомогательныеаппаратиые средства,поддерживаемые программньиобеспечекием. Связанный с источником питания 6 устройства эадатчик 1 диагностических сигналов, которьй вырабатывает, ряд уровней напряжеинй соответствующих величин и полярностей, имитирующих определенные ситуации, возникающие в процессе работы. устройства. Ои состоит иэ реэистивных делителей на пряжения с нвснроваювии коэ 4 н 9 ициентами деления, уровни иапряжения с которых поступают на соответствующие диагностические входы блоков устройства для активации схем аппаратного контроля. Регистр 1 2 контроля каналов, контрольные входы которого связаны с выходами блока 2 преобразователей код - временной интервал. Он позволяет контролировать длительность, сигналов управления, поступающих наблок 3 тиристорных усилителей. Ряд вспомогательных схем, входящих в состав проверяемьюс функциональных блоков.7645945 Полный диагностический контрольустройства осуществляется в несколькоэтапов. 5Первый этап. На этом этапе производится контроль Функционирования тракта измерения температуры. С первого и второго выходов блока диагностических сигналов на (0+2) -й и (Я+3)-й 0 диагностические входы коммутатора 16 аналоговых сигналов поступают сигналы, имитирующие ЭДС термоэлектрических преобразователей соответственно начала и конца диапазона рабочих тем ператур. Поочередно осуществляя преобразование диагностических сигналов, блок 20 контроля и управления сравнивает с учетом допустимой погрешности полученные значения с константами, записанньии в постоянной памяти.Второй этап. На этом этапе производится контроль функционирования блока 21 преобразователей код - временной интервал. Блок 20 контроля и уп. 25 равления по информационной магистрали 8 производит загрузку и-го формирователя 28 временных интервалов контрольньи значением управляющего воздействия, производит установку соответствующего триггера 29 в единичное состояние, в результате чего на вход регистра 12 контроля каналов поступает сигнал управления, длительность котоРого определяется заданньи контрольньи значением. После установки триггера 29 включения канала .блок 20 контроля и управления анализирует сигнал, поступающий на и-й вход регистра 12 контроля каналов, путем сравнения его 40 длительности с контрольньи времениьи интервалом, формируемьи программньи способом.Третий этап. На этом этапе производится проверка функционирования блока 22 контроля тока нагрузки. Со второго и третьего выходов задатчика 7 диагностических сигналов на первый и второй диагностические входы блока 22 контроля тока нагрузки поступают сигналы, имитирующие соответственно начало и конец диапазона контролируемых токов нагрузки. Блок 20 контроля и управления поочередно осуществляетпреобразование контрольных сигналов и сравнивает с учетом допустимой погрешности полученные результаты с константами, записанньии в постоянной памяти. 8Четвертый этап. На этом этапе производится контроль функционирования блока 23 токовой защиты, С четвертого выхода задатчика 7 диагностических сигналов на диагностический вход блока 23 токовой защиты поступает сигнал, имитирующий. короткое замыкание в цепи нагрузки, уровень которого несколько выше уровня срабатывания токовой защиты, Блок 20 контроля и управления с четвертого выхода регистра 9 управления посредством шифратора 44 осуществляет переключение коэффициента пересчета счетчика, расширяя таким образом опрос и сравнение токов нагрузки с задвиньи уровнем срабатыва-, ния защиты на диагностический вход коммутатора 47 аналоговых сигналов,После установки триггера 53 в единичное состояние сигнал с его выхода поступает на второй вход запроса прерывания блока 20 контроля и управления, по которому э 1 от блок определяет номер канала, в котором сработала токовая защита.Результаты диагностического контроля по окончании кашдого этапа отображаются на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.Использование изобретения позволяет повысить надежность и контроле- пригодность устройства автоматического регулирования температуры.Наличие в устройстве аппаратнопрограммных средств контроля н защиты, средств и процедур самодиагностики обеспечивает контроль тока в цепях электрических нагревательных элемен-" тов, что гарантирует быстродействующую аппаратную защиту блока тиристорных усилителей, позволяет обойтись беэ установки дополнительных стрелочных измерительных приборов для визуального контроля тока нагрузки в каждом канале; автоматическое принятие решений в аварийных ситуациях, что позволяет избвкать поломок червяка и материального цилиндра, а такае изготовления некачественных изделий при снижении вязкости расплава полимера; быстрый поиск и устранение неисправностей. Формула изобретения 1, Устройство для автоматического регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные груп