Устройство для регулирования температуры инерционных объектов с распределенными параметрами

.8)и др. Теплопере4-35. равления технолои. М., 1983,5 и 4.6,ДЛЯ РЕГОННЫХ ПАРАМЕТотнос ого ре ьзован ЛИРОВАНИЯОБЪЕКТОВ САМИтся к сред ванияпрогул о д н в том числе и контура риоритет получает на ействующий. Выбор ко оммутатор 37, алгори оторого фиксируется работу. 1 ил.компенсации,более быстротура производ п авле еред вклю кием ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретениествам автоматически может быть испол граммного регулирования температурыпри нагреве двух-трехоболочковыхсборочных единиц, внутренняя полостьсопряжения которых находится в условиях разрежения или при нагреве впроцессе термодиффузионного сращивания. Целью изобретения является повышение точности устройства, Изобретение позволяет повысить точность регулирования температуры нагреваемогоизделия при нагреве в печи путем введения в известное устройство для программного регулирования температуры инерционных объектов с контуром компенсации дополнительно двух контуров, осуществляющих в процессе работы слежение за перепадом температуры по толщине и на поверхности изделия. Эти два контура и контур компенсации инерционности, состоящий из датчика 9 перепада температуры, составленного из двух датчиков 10 и 11. соединенных дифференциально, элемента 12 сравнения, задатчика 13 перепада температуры, усилителя 14 и развязывающего диода 15, выполнены идентично. При превышении перепада температуры относительно нормы сигнал дополнительного контура вычитается в вычитателе 5 из сигнала канала регулирования температуры, образованного элементами 1-8. При одновремекой работе дополнительных каналов,131431 Изобретение относится к средствам автоматического регулирования и может быть использовано для программного регулирования температуры при нагреве двух-или трехоболочковых сборочных единиц, внутренняя полость сопряжения которых находится в условиях разрежения или при нагреве в процессе термодиффузионного сращивания.1 ОЦель изобретения - повышение точности устройства. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства, 15Устройство содержит контур регулирования температуры, состоящий издатчика 1 температуры, нагреваемогоизделия, выход которого подключен кэлементу 2 сравнения к другому входу 20которого подключен задатчик 3 температуры нагреваемого изделия, к выходу элемента 2 сравнения подключеныпоследовательно соединенные первыйусилитель 4, вычитатель 5, регулятор 25б, исполнительный механизм 7, нагреватель 8, контур компенсации инерционности, состоящий из датчика 9 перепада. температуры между нагреваемымизделием и нагревателем, представляю.щего собой дифференциально соединенные два датчика 10 и 11 температуры,выхоц которого подключен ко второмуэлементу 12 сравнения, ко второмувходу которого подключен задатчик 13перепада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем второгоусилителя 14, первого развязывающего диода 15, контур регулированияперепада температуры на поверхности,состоящий из датчика 1 б перепада температуры на поверхности нагреваемого изделия, представляющего собойдва дифференциально соединенных датчика 17 и 18 температуры, третьегоэлемента 19 сравнения, зацатчика 20перепада температуры по поверхностиизделия, третьего усилителя 21 второго развязывающего диода 22, контуррегулирования перепада температурыпо толщине, состоящий из датчика 23перепада температуры по толщине нагреваемого изделия, представляющегособой два дифференциально соединенных датчика 24 и 25 температуры,55четвертого элемента 26 сравнения,задатчика 27 перепада температуры потолщине нагреваемого изделия, четвертого усилителя 28, третьего развязы 7 2вающего диода 29, пятого 30 и шестого 31 усилителей, первого реле 32 с размыкающими контактами 33 и 34, второго реле 35 с размыкающим контактом 36, коммутатор 37.Данное соединение элементов представлено для случая, когда инерционность объекта по поверхности меньше, чем по толщине. При обратной ситуации соответствующие датчики и задатчики должны быть переключены на входах третьего и четвертого элементов сравнения.Устройство работает следующим образом.При росте напряжения, выдаваемого задатчиком 3 температуры, на выходе элемента 2 сравнения появляется сигнал рассогласования, который (из-за за.паздывания и инерционности появления сигнала на датчике 1), со временем постоянно увеличивается. Сигнал рассогласования поступает на вход вычитателя. Поскольку изделие еще не успело разогреться, то перепад как на поверхности, так и по толщине меньше предельно допустимого, поэтому на второй вход вычитателя ничего не поступает. Напряжение, приложенное к нагревателю, растет пропорционально сигналу рассогласования и крутизне исполнительного механизма 7 в соответствии с алгоритмом управлениярегулятора б. Температура в печирастет. Происходит разогрев печи. Впервую очередь вступает в работу контур компенсации инерционности,Результирующий сигнал датчика 9 в такомслучае превышает значение уставкизадатчика 13 перепада температуры.Разностный сигнал проходит через диод 15 и поступает на второй вход вычитателя 5. Сигнал основного контура уменьшается. Напряжение, приложенное к нагревателю 8, некоторое время не изменяется, а затем его уровень начинает снижаться. Амплитуда положительной полуволны переходного процесса больше не растет, Таким образом, за счет компенсации инерционности не происходит затягивания переходного процесса, а также не теряется эффект интегратора при ПИ-и ПИД-алгоритмах управления. При отключении контура компенсации температура на изделии регулиру13.1 43ется в соответствии с алгоритмом управления регулятора 6.Если перепад температуры (например, на поверхности изделия) превысит допустимое значение, то на выходе элемента 19 сравнения образуется сигнал рассогласования, который усиливается в усилителе 21 и через диод 22 (если запрета нет, т.е. контакт 33 замкнут), поступает на вход 10 вычитателя 5. Этот сигнал вычитается из сигнала, образованного на выходе элемента 2 сравнения и усиленного усилителем 4. Напряжение на входе регулятора 6 уменьшается, соответствен но снижается и напряжение на нагревателе 8. Это происходит до тех пор, пока соответствующий перепад не установится на допустимом уровне, в резуль,тате чего повышается точность регули рования температуры, т.е. распределенность температуры на изделии будет соответствовать техническим условиям на технологический процесс. Аналогичным образом действует устройство при 25 превышении перепада по толщине изделия.Алгоритм коммутатора 37 следующий. Приоритет работы того или иного контура определяется его быстродействи ем, т.е. работа более быстродействующего контура (например, контура компенсации инерционности) одновременно способствует снижению перепада температуры как на поверхности, так и по толщине изделия и как бы перекрывает действие медленно действующего контура.Структура коммутатора 37 может 40 строиться и по другому иному признаку с учетом идентификации действия возмущения на свойства контура, например, по величине отклонения,45формула изобретенияУстройство для регулирования температуры инерционных объектов с рас пределенными параметрами, содержащее контур регулирования температуры, состоящий из датчика и задатчика температуры нагреваемого изделия, подключенных к входу первого элемен та сравнения, к выходу которого подключены последовательно соединенные 17 4первый усилитель, вычитатель, регулятор, исполнительный механизм и нагреватель, контур компенсации инерционности, состоящий из датчика перепада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем и представляющий собой дифференциально-соединенные два датчика температуры, подключенные к одному из входов второго элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход задатчика перепада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем, а выход второго элемента сравнения через второй усилитель и первый развязывающий диод подключен к второму входу вычитателя, а также контур регулирования перепада температуры на поверхности и контур регулирования перепада температуры по толщине нагреваемого изделия, состоящие соответственно из второго и третьего датчиков перепада температуры, каждый из которых содержит по два дифференциально соединенных датчика температуры, установленных в характерных точках соответственно поверхности и по толщине нагреваемого изделия, выходы которых подключены к первым входам третьего и четвертого элементов сравнения, к вторым входам которых подключенывыходы задатчиков перепада температутуры на поверхности и по толщине нагреваемого изделия, а выходы третьего и четвертого элементов сравнения подключены к входам третьего и четвертого усилителей соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит коммутатор, включающий в себя две цепи из последовательно соединенных соответственно пятогоусилителя и первого реле с размыкающими контактами и шестого усилителяи второго реле с размыкающим контактом, а также входы пятого и шестогоусилителей подключены к выходам второго и третьего элементов сравнениясоответственно, а выходы третьегои четвертого усилителей через последовательно соединенные второй развязывающий диод и размыкающий контактпервого реле и через последовательносоединенные третий развязывающий диод и размыкающие контакты первогои второго реле соответственно соединены с вторым входом вычитателя.