Устройство для цифрового регулирования температуры

)9) ЯОп.06 1)5 6 23/19 ИЗОБРЕТЕНИЯ И ВИДЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(7 ) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации(54) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ ЦИФ РОБО ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов. Цель изобретения - повышение точности регулирования температуры электропечи. С помощью задатчика температуры устанавливается заданная температура. В каждом такте упИзобретениетехнологически хиспользовано, нрегулирования тпечей сопротивлполнительного оный элемент.Целью изобретточности регулироропечи,На чертеже показана блок-схема устр относится к автоматизации процессов и может быть апример, для цифрового емпературы электрических ения, когда в качестве исргана используется релейения является повышени вания температуры элек ства.Устройство для цифрового регулирования температуры содержит датчик 1 температуры, объект 2 регулирования (электро- печь), первый аналого-цифровой преобразователь 3, генератор 4 импульсов, блок 5 сравнения, задатчик 6 температуры, первый элемент 7 сравнения, исполнительный орргвления по сигналу от тактового генератора осуществляется сравнение текуцей температуры о заданной. Если на данный момент времени текуиия температура меньше заданной, производится включение нагревателя электропечи, в противном случае нагреватель не включается. После включения нагревателя измеряется его ток и рассчитывается время действия управляющего воздействия (время, через которое нагреватель выключается). Это время вычисляется как сумма произведения величины отклонения текущей температуры от заданной на коэффициент пропорциональности и произведения коэффициента коррекции на разность эталонного и измеренного токов. Таким образом, время действия управляющего воздействия зависит от отклонения и возмущающих воздействий таких показателей, как колебания напряжения 1)итающсй сети и старение нагревателя электропечи.ил. ган 8, датчик 9 тока, второй аналого-цифровой преобразователь 10 и второй элемент 11 сравнения, блок2 вычитания, жлуп 1 ий мультивибратор 13, блок 4 сложения, первый блок 15 умножения, за;итчик 16 коэффициента пропорциональности, задатчик7 коэффициента коррекции, за,итчик 18 эталонного тока, второй блок 9 умножения, таймер 20.Устройство работает следующим об. разом.Сигнал от датчика 1, характеризующий температуру объекта 2 регулирования (элсктропечи), преобразуется с помощью первого аналого-цифрового преобразователя 3 в цифровой код.С заданной дискретностью по сигналу от генератора 4 импульсов в блоке 5 срав. нения определяется отклонение е текущегоззначения температуры Т, от заданного значения Тв=Т - Т, (1)Заданное значение температуры Т устанавливается задатчиком 6 температуры.В первом элементе 7 сравнения проверяется условие в)0, при выполнении которого выдается сигнал разрешения включениячерез исполнительный орган 8 объекта 2регулирования. Если Т; и Т равны или еслитекущая температура выше заданной, электропечь не включается или отключается, еслидо этого момента была во включенном состоянии.После включения нагревателя электропечи 2 датчиком 9 тока формируетсясигнал,характеризующий ток нагревателя электропечи.Второй аналого-цифровой преобразователь 10 преобразует сигнал датчика 9 в цифровой код, который поступает на вход второго элемента 11 сравнения и на вход вычитаемого блока 12 вычитания. Во втором элементе 11 сравнения осуществляется сравнение значения тока нагревателя с нулем. Привыполнении условия 1)0 (где 1 - ток нагревателя электропечи) на выходе элемента 11появляется сигнал, который запускает ждущий мультивибратор, формирующий импульс разрешения работы блока 14 сложения,Таким образом, после включения электропечи в блоке 14 осуществляется расчет времени действия управляющего воздействия1 на объект 2 регулирования в соответствиис выражением1=Кп в+К(1 у - 1), (2)где К - коэффициент пропорциональности;К - коэффициент коррекции;1 -- эталонное значение тока нагреваУтеля электропечи 2,Составляющая расчетного времени включения электропечи 2 (1,)Ке рассчитываетсяв первом блоке 15 умножения и являетсясоставляющей в выражении (2), учитывающей отклонение регулируемого параметра.Значение Кустанавливается задатчиком 16 коэффициента пропорциональностив зависимости от динамических характеристик электропечи 2.Значение К, задается задатчиком 17коэффициента коррекции при настройке устройства и учитывает конструкционные особенности электропечи и материала нагревателя.Эталонный ток нагревателя 1 задаетсязадатчиком 18 эталонного тока для конкрет- н 0ного объекта регулирования 2 и вычисляетсяперед его пуском в эксплуатацию по формулеЧ1 = -(3)где Й - сопротивление нагревателя;Ц, - номинальное напряжение питания 55электропечи 2,Составляющая расчетного времени включения электропечи К(1 - 1) является корректирующей составляющей и учитывает возмущающие воздействия на электропечь 2, такие, как изменения напряжения питания и старение нагревателя, При уменьшении питающего напряжения ток нагревателя уменьшается, составляющая К(1 - 1) увеличивается и, следовательно, время включения нагревателя корректируется в сторону увеличения. При увеличении напряжения питания выше номинального значения время включения нагревателя уменьшается.По мере старения нагревателя его сопротивление увеличивается из-за выгорания, ток соответственно уменьшается, а значит, за счет корректирующей составляющей время включения нагревателя возрастает.Составляющая К, (1 - 1) выражения (2) вычисляется во втором блоке 19 умножения.В блоке 12 вычитания определяется разность между эталонным и измеренным токамии.Рассчитанное время 1, является уставкой таймера 20, который по истечении заданного времени через исполнительный орган 8 отключает электропечь 2,формула изобретенияУстройство для цифрового регулирования температуры, содержащее задатчик температуры, задатчик коэффициента пропорциональности, блок вычитания, блок сложения, последовательно соединенные датчик температуры, первый аналого-цифровой преобразователь и блок сравнения, к тактирующему входу которого подключен генератор импульсов, а выход которого соединен с первым информационным входом первого блока умножения и с входом первого элемента сравнения, выход которого подключен к входу разрешения включения исполнительного органа, вход команды выключения которого подключен к выходу таймера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, устройство содержит датчик тока, второй аналого-цифровой преобразователь, ждущий мультивибратор, задатчик коэффициента коррекции, задатчик эталонного тока, второй блок умножения и второй элемент сравнения, вход которого подключен к выходу второго аналого-цифрового преобразователя и к входу вычитаемого блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом задатчика эталонного тока, а выход подключен к первому информационному входу второго блока умножения, второй информационный вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента коррекции, а выход подключен к первому информационному входу блока сложения, второй информационный вход которого соединен с выходом первого блока умножения, выход подключен к установочному входу таймера, а вход пазоешения со1621006 5единен с выходом жду 1 цего мультивибратора, вход запуска которого подключен к выходу второго элемента сравнения, выход датчика тока соединен с входом второго аналогоцифрового преобразователя, выход задат 6чика температуры соединен с вторым входом блока сравнения, а выход задатчика коэффициента пропорциональности подключен к второму информационному входу первого блока умножения.Составитель Е. Волков Редактор А. Маковская Техред А. Кравцук Корректор И. Муска Заказ 4246 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - .35, Раушская наб., д. 4 5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина. 1 П 1