Устройство для регулирования температуры

ОП АВТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЕ ИЗОБР МУ СВИД"."ТЕЛЬСТВ(56) 1.Ротач В,Я. Расчет динамикипромышленных автоматических системрегулйрования. М., фЭнергияф,1973,. с, 165-.173.2,Певзнер В,В,Прецизионные регуляторы температуры. М., фЭнергияф,1973. с. 184-185 (прототип).(54(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последо"вательно соединенные эадатчик, узелсравнения, предварительный усилитель,пропорционально-интегральный блок,выполненный на операционном усилителе с резистивно-емкостными цепями, широтно"импульсный модулятор и усилитель мощности, второй вход узла сравнения соединен с выходом измерительного преобразователя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения динамической точности устройства, в него введены управляемый ключ и ограничитель интегральной составляющей, причем первый вход управляемого ключа соединен с выходом широтно импульсного модулятора, второй вход - с резистором установки времени интегрирования, а выход . с общей шиной устройства, выходы ограничителя интегральной составляющей соединены с обкладками конденса-тора пропорционально-интегрального блока, выход которого соединен с входом ограничителя интегральнойсоставляющей.Изобретение относится к автоматическому регулированию и может бытьиспользовано для регулирования температуры электрических печей сопротивления.Известны устройства для регулирования температуры, содержащие измерительный и Формирующий блоки, исполнительный блок, регулирующее воздействие которого Функционально связано с величиной и интегралом ошибки 10регулирования Я ;Недостатком таких регуляторовявляется низкое качество переходныхпроцессов,Известно устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные задатчик,узел сравнения, к второму входу которого подключен измерительный преобразователь, предварительный усили"тель, пропорционально-интегральныйблок на операционном усилителе срезистивно-емкостными цепями, широтно-импульсный модулятор, усилительмощности, электрический нагреватель 2 25Недостатком данного устройстваявляется то,.что.интегрированиевходного сигнала приводит.к.накоплению избыточного .потенциала на.выходепропорционально-интегрального, блока,значительно превышающего необходимый для компенсации статическойошибки регулирования. Это вызываетперегрев объекта, замедляет регулирующее Воздействие и увеличиваетвремя установления заданного значения температурй,Цель изобретения - повышение ди"намической точности.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для регулирования 40температуры, содержащее последовательно соединенные эадатчики, узелсравнения, предварительный усилитель, пропорционально-интегральныйблок, выполненный на операционномусилителе с резистивно-емкостнымицепями, широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, второйвход узла сравнения соединен с выходом измерительного преобразователя, введены управляемый ключ и ограничитель интегральной составляющей,причем первый вход управляемого ключа соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, второй вход -с резистором установки времени интегрирования, а выход - с общей шиной устройства, выходы ограничителяинтегральной составляющей соединеныс обкладками конденсатора пропорци"онально-интегрального блока, выход бОкоторого соединен с входом ограничителя интегральной составляющей.На чертеже приведена структурнаясхема устройства для регулированиятемпературы. 65 Устройство содержит задатчик 1, узел сравнения 2, измерительный пре обраэователь 3, предварительный усилитель 4, пропорционально-интегральный блок 5, широтно-импульсный модулятор б, усилитель 7, операционный усилитель 8, резистор 9, конденсатор 10, ограничитель интегральной составляющей 11, резистор 12 и управляемый ключ 13.Устройство для регулирования температуры работает следующим образом.Сигнал отклонения действительного значения температуры от заданного с выхода узла сравнения 2 усиливается в усилителе 4 и через пропорционально-интегральный блок 5 поступает на вход широтно-импульсного модулятора б.На выходе широтно-импульсного модулятора б Формируется управляющее воздействие, пропорциональное величине и интегралу сигнала отклонения, поступающее на вход усилителя мощности 7. Ошибка при разогреве объек.та достаточно велика и превышает установленное значение зоны пропорциональности, а длительность импуль; са.широтно-импульсного модулятора б имеет максимальную .и .постоянную.ве. личину и усилитель мощности 7.осуществляет непрерывный. нагрев объекта, При. этом .управляемый ключ .13 разомкнут и резистор 9 оказывается отключенным от общей точки устройства. Обрыв цепи заряда соответствует максимально возможному увеличению времени интегрирования, т.е. превращению пропорционально-интегрального блока 5 в усилитель сиг" нала отклонения, а устройства - в пропорциональный регулятор. При вхождении сигнала отклонения в эону пропорциональности длительность импульса широтно-импульсного модулятора б начинает уменьшаться, а величина регулирующего воздействия становится меньше максимальной. Изменение длительности импульса приводит к тому, что управляемый ключ 13 отключает резистор 9 от общей точки только на время их длительности. В оставшуюся часть времени производится интегрирование сигнала отклонения. Чем меньше длительность импульса и величина регулирующего воздействия, тем большую часть времени резистор 9 подключен к общей тоЧке. Таким образом, скорость накопления заряда интегратором оказывается зависимой от величины сигналов отклонения и регулирующего воздействия. Это способствует уменьшению избыточного заряда интегратора, достижение заданной температуры происходит с регулирующим воздействием меньшим максимального, что снижает амплитуду первого колебания регулируемой величины.111897 л Составитель Г.НефедоваРедактор А.Ревин Техред М,Гергель Корректор М.Макснмишинец Заказ 7451/34 Тираж 841 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 При действительнойтемпературе, превышающей заданную, происходит смена знака сигнала на выходе блока 5, ограничитель 11 переходит в другое устойчивое состояние и исполнительными контактами не допускает накопления на конденсаторе 10 потенциала, соответствующего перегреву объекта.При повторной смене ошибки регулирования нагрев объекта происходит беэ замедления, так как не затрачивается время для переэаряда конденсатора 10. Это уменьшает амплитуду колебания в состоянии недогрев и длительность переходного процесса.Предлагаемое устройство позволя ет получить лучшие динамические показатели регулирования по сравнению с базовым объектом, применяемым в, блоке регулирования БРТ-У 4.Экономический эффект.от испольэо- О вания блока регулирования составит300 руб. Условная доля.предлагаемого решения составляет 10.