Устройство дл программного регулирования температуры

(51)5 8 05 О 23/19 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института проблем криобиологии и криомедицины АН УССР72) В,Н.Батраков(56) Авторское свидетельство СССР Кт 1179294, кл, 6 05 0 23/19, 1985,Авторское свидетельство СССР 3 Ф 1196826, кл. 6 05 Р 23/19, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕЬПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к устройствам для программного регулирования температуры и может быть использовано при низкотемпературном консервировании и,.Я 21786473 А 1 сублимационной сушке, а также для термотренировки, обжига, спекания и т.п. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности охлаждения обьекта, Для этого устройство для программного регулирования температуры наряду с формирователем 11 сигнала ошибки по температуре дополнительно содержит формирователь 12 сигнала ошибки по скорости изменения температуры, а также вычитающий счетчик 4, одновибратор 9, элемент НЕ 18, сумматор 13 и исполнительный элемент 17 охладителя 15, Изобретение позволяет не только уменьщить перерегулирование благодаря большей точности работы, но и увеличить оперативность и быстродействие при охлаждении объектов, 1 ил.1786473 15 20 25 30 40 45 50 55 Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, использующих воздействие на объект тепла и холода, в частности к устройствам для программного регулирования температуры, и может быть использовано при низкотемпературном консервировании и сублимационной сушке, а также для термотренировки, обжига, спекания и т.п,Цель изобретения - повышение точно сти и расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности охлаждения объекта.На чертеже показана структурная схема устройства.Устройство для программного регулирования температуры содержит пусковой элемент 1, генератор 2 импульсов, программируемый делитель 3 частоты, вычитающий счетчик 4, блок 5 памяти скорости изменения температуры и величины выдержки времени, блок 6 памяти температуры, цифровой компаратор 7, коммутатор 8, одновибратор 9, счетчик 10 адреса, формирователь 11 сигнала ошибки по температуре, формирователь 12 сигнала ошибки по скорости изменения температуры, сумматор 13, нагреватель 14, охладитель 15, исполнительныее элементы 16, 17 соответственно нагревателя и охладителя, элемент НЕ 18, элемент И 19 и генератор 20 стандартных временных интервалов.Формирователь 11 содержит датчик 21 температуры и последовательно соединенные реверсивный счетчик 22, цифроаналоговый преобразователь 23 и вычитающий узел 24.Формирователь 12 содержит цифроаналоговый преобразователь 25, дифференциатор 26, вычитающий узел 27 и индикатор 28 скорости,Устройство работает следующим образом.Перед началом работы блоки 5, 6 должны быть запрограммированы, т.е. в них должны быть записаны данные о программе изменения температуры, а в счетчике 10 установлен начальный адрес программы изменения температуры.При включении устройства в работу от пускового элемента 1 генератор 2 начинает формировать импульсы, поступающие на делитель 3 частоты, который осуществляет деление частоты в зависимости от кода, установленного на его управляющих входах, Блок 5 формирует код, соответствующий скорости изменения температуры и поступающий на вход начальной установки счетчика 4, который в этом случае работает как буферный регистр, передающий этот код на 4управляющий входделителя 3 и формир ватель 12 сигнала ошибки скорости измен ния температуры. На другом этапе блок 5 ормирует код, соответствующий времени стабилизации температуры, При этом счетчик 4 работает в режиме вычитания. Блок 5 также формирует сигнал, соответствующий направлению изменения температуры (охлаждение или нагрев) и поступающий на формирователи 11, 12 и управляющий вход коммутатора 8. Блок 5 также формирует сигнал о том, что данный этап (участок изменения температуры) является этапом стабилизации температуры, поступаюций на элемен И 19, делитель 3, управляющий вход коммутатора 8, формирователь 12, На вход формирователя 11 (на счетный вход счетчика 22) от делителя 3 поступают импульсы, частота следования кОторых пропорциональна скорости изменения температуры.На вход направления счета этого счетчика поступает сигнал о направлении изменения температуры. Состояние разрядных выходов этого счетчика, соответствую 1 цее числу поступивших импульсов, цифроаналоговый преобразователь 23 преобразуЕт в напряжение, которое сравнивается с сигналом датчика 21 в вычитающем узле 24, На формирователь 12 также поступает коД от счетчика 4, который преобразуется в цифроаналоговом преобразователе 25 в напряжение и сравнивается в вычитающем узле 27 с сигналом, соответствующим скорости иЗменения температуры.Таким образом, на выходе вычитаюЩих узлов 24, 27 формируются сигналы ошибки по температуре и по скорости изменения температуры, которые через сумматор 13 воздействуют на нагреватель 14 и охлади- тель 15, осуществляя нагрев или охлаЖдение объекта по заданной программе.Для осуществления перехода с одного участка изменения температуры на другой служит коммутатор 8, Одновибратор 9 формирует одиночный импульс по переднему фронту импульса на выходе коммутатора 8, Переход на следующий этап измененияили стабилизации температуры может осуществляться либо по достижении определенной температуры, записанной в блоке 6, либЬ по окончании выдержки времени стабилизации, Поскольку состояние счетчика соответствует заданной температуре, а в бло 1 е 6 записано значение температуры перехода на следующий этап, то блок 7 вырабатывает сигнал перехода на следующий этап, который поступает на коммутатор 8, Переход по окончании выдержки времени происхадит по сигналу, формируемому на выходе пфре55 носа счетчика 4, который также поступает на коммутатор 8. По какому из сигналов должен осуществляться переход на следующий этап, зависит от состояния температуры управляющих входов коммутатора 8, на которые подаются сигналы о наличии стабилизации температуры и направлении изменения температуры.Элемент НЕ 18 служит для формирования положительного фронта в случае, если на этапе осуществляется охлаждение объекта, Когда же заданным этапом является стабилизация температуры, то в счетчике 4 устанавливается код, определяющий время выдержки при заданной температуре. При этом счет импульсов в счетчике 22 запрещается по входу запрета, элемента И 19 разрешает работу генератора 20, импульсы которого подсчитывает счетчик 4 до появления сигнала переноса, который через коммутатор 8 и одновибратор 9 изменяет состояние счетчика 10. На выходах блоков 5 и 6 устанавливаются новые значения параметров этапа,Предложенное устройство позволяет не только уменьшить перерегулирование благодаря большей точности работы, но и увеличить оперативность работы благодаря измерению скорости изменения температуры и увеличить быстродействие благодаря наличию не только на евателя, но и охладителя.Формула изобретения Устройство для программного регулирования температуры, содержащее блок памяти скорости изменения температуры и выдержки времени, элемент И, счетчик адреса, последовательно соединенные исполнительный элемент и нагреватель, последовательно соединенные блок памяти температуры, цифровой компаратор и коммутатор, последовательно соединенные пусковой элемент, генератор импульсов, программируемый делитель частоты и формирователь сигнала ошибки по температуре, содержащий последовательно соединенные реверсивный счетчик, тактовый вход которого является входом формирователя, цифроаналоговый преобразователь и вычитающий узел, к второму входу которого подключен выход датчика температуры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей путем охлаждения объекта, в него введены одновибратор, включенный между выходом коммутатора и входом счетчика адреса, элемент НЕ, включенный меж 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ду выходом цифрового компаратора и вторым информационным входом коммутатора, последовательно соединенные исполнительный элемент охладителя и охладитель, сумматор, соединенный выходом с входами исполнительных элементов нагревателя и охладителя, вычитающий счетчик, генератор стандартных временных интервалов, подключенный входом к выходу элемента И, а выходом - к тактовому входу вычитаю- щего счетчика, а также формирователь сигнала ошибки по скорости изменения температуры, содержащий дифференциатор, индикатор скорости, цифроаналоговый преобразователь и вычитающий узел, первый вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход - с выходом дифференциатора и входом индикатора скорости, причем выходы вычитающих узлов формирователей сигнала ошибки по температуре и по скорости изменения температуры соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход однсвибратора соединен с входом начальной установки вычитающего счетчика, выход которого соединен с третьим информационным входом коммутатора, а группа выходов - с группой информационных входов программируемого делителя частоты и информационных входов цифроаналогового преобразователя формирователя сигнала ошибки по скорости изменения температуры, вход обнуления которого соединен с первым управляющим входом коммутатора, с входом установки фиксированной частоты программируемого делителя частоты, с первым выходом блока памяти и с входом запрета счета реверсивного счетчика формирователя сигнала ошибки по температуре, вход направления счета которого соединен с вторым выходом блока памяти скорости изменения температуры и выдержки времени и с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу пускового элемента и второму управляющему входу коммутатора, соединенного третьим управляющим входом с первым входом элемента И и знаковым входом цифроаналогового преобразователя формирователя сигнала ошибки по скорости изменения температуры, сигнальный вход дифференциатора которого соединен с выходом датчика температуры, а тактовый вход - с выходом программного делителя частоты, группа выходов реверсивного счетчика формирователя сигнала ошибки по температуре соединена с второй группой соответствующих входов цифрового компаратора,