Устройство для программного регулирования

(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ, содериащее исполнителный.орган, блок управления, объектрегулирования и последовательно соединенные генератор импульсов, первыйделитель частоты, блок восстановле"ния, реверсивный счетчик, цифро-ана" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВ 31810 б/18"2420.07.8107.05.83. Бюл, 9 17Л.Я.Гарбер, М,М.Карпенкаилов и В,М.Мачарашвилиб 2-503.55(088.8)кое св6 05 Ве свид6 05 В логовый преобразователь, суммируиицийусилитель и триггер, второй вход суммирующего усилителя соединен с выходом датчика температуры, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надеаности, в неговведены последовательно соединенныеключевой элемент, второй делительчастоты, счетчик импульсов, второйцифро-аналоговый преобразователь иуправляемый ограничитель, выходомсоединенный с входом исполнительногооргана, причем выход триггера подключен к вторым входам ключевого элемента и блока восстановления, третийвход последнего соединен с выходомблока управления, второй миход кото-рого подключен к второму входу первого делителя частоты, а вход " к второму выходу реверсивного счетчика,Изобретение относится к автоматы"ке и может быть использовано, в част-ности, для регулирования температурного режима печей сопротивления.Электрическая печь сопротивлениякак объект регулирования характеризуется обычно большой тепловой инерцией. Дополнительная тепловая инерция определяется местом расположениядатчика температуры, а также наличием тепловых экранов между нагревате" 10лем и датчиком. В результате сигналобратной связи по температуре поступает на вход регулятора с запаздыванием. Это приводит к тому, что в моменты включений (первоначальное вклю"15чение, повторное включение после случайных отключений электрической энергии) неизбежны броски электрическоймощности на нагревателе, сокращающиесрок службы последнего. При программ"ном регулировании нарушается воспро-.изведение заданной программы даже если предусмотрено восстановление ходавыполнения программы после случайныхотключений,В устройстве для устранения влияния временного запаздывания используется второй датчик температуры,установленный на нагревателе. Однако введение второго датчика для изме.рения температуры нагревателя часто 30невозможно из-за конструктивных особенностей нагревателя и его температурного режима (в высокотемператур"ных печах температура нагревателядостигает 2500-3000 С). Кроме того,35усложняется установка задания температуры, так как корректирующий сиг- .нал используется в течение всего про.цесса регулирования и его величиназависит от диапазона регулируемых 4 Отемператур. Поэтому подобный приемне применим для программного регулирования.В известном устройстве (1, в качестве сигнала, фиксирукщий вхождение объекта в нормальный режим, используется величина крутизны изменения тока нагревателя. Подобное построение устройства позволяет вво"дить корректирукщий сигнал только навремя запаздывания, на броски электрической мощности на нагревателе приэтом не устраняются.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее исполнительный орган, блок управления, 55объект регулирования и последовательно соединенные генератор импульсов,первый делитель частоты, блок восстановления, цифро- аналоговый преобразователь, суммирующий усилитель и триг гер, второй вход суммкрукщего усилителя соединен с выходом датчика температуры. Устройство имеет воэмож",ность при повторном включении (например, после случайного отключения электрической энергии) быстро довес" тк программу до состояния, где был остановлен рабочий процесс, с плавной подачей электрической мощности, подводимой к нагревателю 2).Однако при регулировании темпера" туры инерционных объектов известное устройство не учитывает наличие временного запаздывания сигнала обратной связи, что также приводит к брос кам электрической мощности нагрева в моменты включений и нарушению воспроизведения заданной программы.Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства,Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для программного регулирования, содержащее исполнительный орган, блок управления, объект регулирования и последовательно соединенные генератор импульсов, первый делитель частоты, блок восстановления, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразо" ватель, суммирующий усилитель и триггер, введены последовательно соеди" ненные ключевой элемент, второй дели тель частоты, счетчик импульсов, второй цифро-аналоговый преобразователь и управляемый ограничитель, выходом соединенный с входом исполнительного органа, причем выход триггера подключен к вторьаи входам ключевого элемен-. та и блока восстановления, третий вход последнего соединен с выходом блока управления, второй выход которого подключен к второму входу перво" го делителя частоты, а вход - к второму выходу реверсивного счетчика,На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройст" ва; на фиг, 2 - схема блока восстановления.Устройство содержит блок 1 управления, первый делитель 2 частоты, генератор 3 импульсов, блок 4 восстановления, реверсивный счетчик 5, первый цифро-аналоговый преобразователь 6, суммирующий усилитель 7, управляемый ограничитель 8, исполнительный орган 9, объект 10 регулирования, датчик 11, триггер 12, ключевой эле" мент 13, второй делитель 14 частоты, счетчик 15 импульсов и второй цифроаналоговый преобразователь 16. Блок 4 восстановления содержит элементы И-НЕ 17, 18 и ключевой элемент 19.Управляемый ограничитель 8 выполнен, например, на дифференциальных усилителях и величина его выходного сигнала, поступакщего на вход исполнительного органа 9, зависит от величины выходного напряжения преобразователя 16, задающего уровень ограничения выходного сигнала суммкрукщего усилителя 7. Ключевой элемент 13 (выполненный, например, на основе ,лмкросхем И-ЙЕ 155 АА 6) срабатываетолько в том случае, когда на его уп- управлякщем выходе появляется сигйал равлякщихвходах присутствует сигналлогический фОф, н ключ 13 закрывалогической единицы, ется, фиксируя такич образом выходУстройство работает следующим об- ное напряжение преобразователя 16. разом. Аналогично устройство отрабатываРучным набором задается программа. 5 ет и повторное включение (после слуработы. устройства, скорость нагрева чайного отключения электрической кли охлаждения устанавливается коэф- энергии), счетчик 15 возвращается в фициентом деления делителя 2 частоты, нулевое (рабочее) состояние при вывеличина температуры в режиме ффВы- ключении и повторном включении пидержка. устанавливается коэффициен тания. Таким образом, устройство подтоы заполнения реверсивного счетчи- ,готовлено для выполнения (продолжека 5, команда фНагрев нли Охлаж- ния) заданной программы Регулировадениеф задается сигналом. логической ния.11 или фф 01 на вход блока 4. В начале нагрева (или при продбл"В момент включения ключ 13 нахо- .15 женин программы после случайного отдктся в закрытом состоянии, так как ключения) из-за запаздывания сигнала на выходе триггера 12 присутствует датчика 11 суммирующий усилитель 7 сигнал логический ффОф, а с управ-. усиливает большой сигнал рассогласолякщего выхода счетчика 15 на ключ вания (Разность сигналов преобразо поступает сигнал логическая ф 1 ф, 20 вателя 6 и датчика 11). Суммирукщий Поэтому счетчик остается в нулевом усилитель 7 стремится к насыщению и состоянии к на выходе преобразовате" сигнал на его выходе достигает максиля 16 - нулевой уровень напряжения, мальной величины. Однако этот сигнал который и подается на вход управляв- не поступает на вход исполнительного мого ограничителя 8. В это же время 5 органа 9, так как управляемый ограни- импульсы с генератора 3 через блок 4, читель 8 не пропускает сигнал, превы 25минуя делитель 2, поступают на реввр. вешающий уровень ограничения, задаваесивный счетчик 5, который начинает мый преобразователем 16, который преработать в ускоренном режиме ( с час- . образует код счетчика 15. Емкость тотой генератора 3), и выходное на- счетчика 15 выбирается такой, чтобы пряжение преобразователя 6 быстро З 0 напряжение на выходе преобразователя нарастает.16 достигало величины напряжения наКлючи блока 4 .в зависимости от сьвения суммирующего усилителя 7. Выходной сигнал ограничителя 8, кото- состояния триггера 12 пропускают ими льсы на вход реваа 3 импульсов (ускоренный режим в нию выходногс напряжения преобразоваповто но- теля 16, В результате электрическая момент первоначального или повторного включения), или с делителя 2 час- мощность, подаваемая на нагреватель:объекта 10 УПравления, нарастает таты.Выходное напряжение преобразовате" 40 плнС появлением сигнала с датчика 11ля 6 быстро нарастает и, как тольковго величина превысит напряжение дат- и по мере его нарастания сигнал расчика 11 (этот момент определяется насогласования постепенно уменьшается чальной температурочастотой генератора 3), на выходе 45 ,и щность на нагревателе начинасуммкрукщего усили лтеля 7 появляется ния, мощи тьет изменяться в соответствии с сигсигнал, вызывающий срабатывания тригит ключ 13 налом рассогласования, К этому време- гера 12, который переводит ключблок 4 восстановления, последни разсчетчика 15 выбира 3 че э делитель 2 частоты на:ве ивного счетчика 5. мекк запаздывания) сигналами обратной связи термопары (датчика) 11., сПосле срабатывания триггера 12 го выхода на управляющий5 на его Втооткрывается ключ 13, и счетчик 55 включа 13 поступает сигнал логи"чикавт сУммиРовать импульсы постУ , с,ого О, ключ эакРываетсЯ кпающие с делителяв ходкое напряжение преобразователяеля 14. Емкость счетчика 15 выбирается такой чтобы напря .16 ( авное напряжению насьаения сумжвние на выходе Рео Р укщего усилителя 7) фикисруетсядостигло величины напряжения касьяне- в 0 не влияет на дальнейшую работу устния суммирующего усилителя 7. Времязаполнения счетчика 15 задается де-,литвлвм к эавк14 скт от величины врв- Введение перечисленных элементовв еменного задаэдыапаэдыванкя определяемого за- устраняет влияние р мены запаэУи сигнала обратной связи в момен- ранее,при настройке устройства. Вваиия сиг л момент заполнения счетчика 15 на его 65 ты вклвчечений и таким образом, повы1016772 повторных включениях после отключе,ния электроэнергии или первом включении, а также увеличивает надежностьустройства в целом при его работе совместно с объектом,Составитель И.швец Редактор Л.Филь Техред В.Далекорей Корректор Л.Бокшан47 Тираж 874 НИИПИ Государственного по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Ра Эак илиал ППП фПатентфф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 мает точность и надежность всего устройства.Применение изобретения улучшает технологические процессы в результате увеличения точности программы при Подписнмитета СССкрытийкая наб.,