Устройство для программного регулирования температуры инерционных объектов в установках газодинамического нагрева

(56) Авторское свидетельство СССР В 953629, кл. Г 05 0 23/19, 1980.Авторское свидетельство СССР У 877490, кл. С 05 0 23/19, 1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ В УСТАНОВКАХ ГАЗОДИНАИИЧЕСКОГО НАГРЕВА, содержащее задатчик перепада температуры между объектом и теплоносителем, состоящий из источника питающего напряжения и переменного резистора, подвижный контакт которого подключен к одному из вхо. дов сумматора, второй вход которого подключен к датчику перепада температуры между объектом и теплоносителем, а выход сумматора - к входу первого усилителя, задатчик температуры, выполненный в виде замыкающих контактов по количеству прямолинейных участков .кусочно-линейного напряжения аналогового выхода, включенных параллельно и подключенных к источнику питания через реле, снабженное переключающими контактами, а аналоговый выход задатчика температуры подключен к одному из входов элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика температуры, а выход через второй усилитель к первому входу вычитателя, к выходу изделия ым с мм го сигн ыхо втором ледоватонтакт и встречдиорь, т чающие к пературы между кр резистор тающегода темпе суммат лятора гому уммат атчик нагрев ат сигнала. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ И 1 АВТОРСКОМУ СЕИД которого через первьп переключающий контакт реле задатчика температуры подключены исполнительный механизм охлаждения и последовательносоединенные регулятор, усилительмощности, двигатель роторного нагревателя с датчиком скорости наего валу, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностирегулирования и обеспечения равномерного температурного поля по всейповерхности изделия во всех режимахработы, в том числе в режимах стабилизации температуры и охлаждения но снабжено дополнительтором, источником постояннола, двумя диодами, причем вого усилителя подключен к ходу вьюитателя через по- льный второй переключающий еле задатчика температуры о-параллельно включенные етий и четбертьп переклюнтакты реле задатчика темвключены соответственно айними выводами переменного а и выводами источника пиапряжения задатчика лерепаатуры, а дополнительный включен между выходом регуусилителем мощности, причем входу дополнительногоподключен через контакт корости двигателя роторного ля источник постоянногоИзобретение относится к средствам автоматического управления параметрами инерционных объектов в установках гаэодинамического нагрева и может быть использовано для регулирования параметров инерционных объектов в установках, в которых нагревание промежуточной среды, участвующей в теплообмене, и изделия производится с одного уровня температуры (напри :;ер, окружающего установку воздуха).Цель изобретения - повышение точности регулирования и обеспечение равномерного температурного поля по всей поверхности изделия во всех режимах работы, в том числе в режи".х стабилизации температуры и охлаж дения изделия.На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. 20еУстройство для программного регулирования температуры инерционных объектов в установках газодинамического нагрева содержит задатчик 1 перепада температуры между объектом и теплоносителем, состоящий из источника питающего напряжения 2, третьего и четвертого переключающих, контактов 3 и 4 реле 5 задатчика температуры 6 и переменного резисто. З 0 ра 7, подвижный контакт которого подключен к одному из входов сумматора 8, второй вход которого подклю-,ен к датчику 9 перепада температуры между объектом и теплоносителем, З 5 состоящему из двух диААеренциально соединенных датчиков 10 и 11 температуры, измеряющих температуру объекта (изделия) и теплоносителя, выход сумматора 8 подключен к пер вому усилителю 12, выход которого. через второй переключающий контакт 13 реле задатчика температуры и встречно-параллельно включенные диоды 14 и 15 подключен к второму вхо ду вычитателя 16, задатчик 6 температуры выполнен в виде замыкающих контактов 17 по количеству прямолинейньгх участков кусочно-линейного напряжения, включенных параллельно 50 и подключенных к источнику питания 18 через реле 5, снабженное переключающими контактами, аналоговый выход задатчика температуры подключен к одному иэ входов элемента 55 ,-.равнения 19, второй вход которого подключен к выходу датчика 20 темпе- . атуры, а выход элемента сравнения 19 через второй усилитель 21 подключен к первому входу вычитателя 16, к выходу которого через первый переключающий контакт 22 реле 5 задатчика температуры 6 подключены исполнительный механизм 23 охлаждения и последовательно соединенные регулятор 24, дополнительный сумматор 25, усилитель мощности 26, двигатель роторного нагревателя 27 с датчиком скорости 28 на его валу, роторный нагреватель 29, причем ко второму входу дополнительного сумматора через контакт 30 датчика скорости двигателя роторного нагревателя подключен источник 31 постоянного сигнала.Устройство работает следующим образом,При росте напряжения, выдаваемого эадатчиком температуры 6, на выходе элемента 19 сравнения появляется сигнал рассогласования, который усиливается в усилителе 21 и поступает на первый вход вычитателя 16. На второй вход вычитателя 16 должен поступить усиленный в усилителе 12 сигнал ошибки, образующийся в сумматоре 8 от суммирования сигналов диЫеренциального датчика 9 и задатчика 1 перепада температуры.1Гсли перепад температуры меньше значения уставки задатчика 1 перепада температуры по модулю (при нагреве температура теплоносителя большетемпературы изделия и перепад температуры - положительная величина, а при охлаждении - температура теплоносителя меньше температуры изделия и перепад температуры - отрицатель-ная велнина), то сигнал, образующийся в сумматоре 8, не проходит на второй вход вычитателя 16 из-за того, что отриггательньп сигнал не пропускает прмо включенный диод 14 (переключающий элемент 13 задатчика температуры 6 находится в полокении, как изображено на чертеже). На регулятор 24 проходит сигнал, усиленный в усилителе 21, пропорциональньпг рассогласованию напряжения задатчика 6 температуры и сигнала датчика 20 температуры, Нагрев производится с интенсивностью, про 3порциональной величине 0 -Б, где Б -сигнал задатчика 6 температуры изделия; По - сигнал датчика 20 температуры изделия.Интенсивность нагрева здесь выше, чем в известных устройствах на величину, пропорциональную КБн, где О - сигнал датчика 11 температурынтеплоносителя, К - коэААициент деления напряжения разности сигналов датчика 11 температуры теплоносителя и датчика 10 температуры на изделии. При такой интенсивности нагрева нет затягивания переходного процесса.Если суммарный сигнал задатчика 1 перепада температуры и датчика 9 перепада температуры становится больше нуля, то после усиления в усилителе 8 он проходит через диод 14 и поступает на второй вход вычитателя 16.Нагрев производится уже с интенсивностью, пропорциональной величине: 10 20 аК=1 где 1) = сопят, т.е. в предлагаемомустройстве для программного регулирования температуры инерционных объектов в установках газодинамического нагрева К - величина переменнаяи резко возрастает при увеличениисигнала датчика 10 температуры тепло носителя по сравнению с сигналомдатчика 1 температуры изделия, зависит от инерционности теплоносителя и изделия, Это .свойство К позволяет уменьшить перерегулированиеустановления заданного перепадатемпературы, что повышает точностьрегулирования. Так, при нагреве температура теплоносителя повьшается быстрее тем пературы изделия, поскольку инерционность первого меньше второго, разность сигналов Он - По увеличивац, (цзО ) (П - П ) (1 -- ф - 1ТОН ООН П 1030Это выражение напоминает аналогичную зависимость известного устройства для авторегулирования, если принять, что коэААициент деления напряжения двух датчиков 35 ется, увеличивается по величине и коэААициент К, вследствие чего нагрев притормаживается. Величина Б - П не увеличивается, а имеет н атенденцию к снижению. Уменьшается величина перерегулирования переходного процесса установления заданного перепада температуры. Но чем мень. ше это перерегулирование, тем выше точность регулирования температурыиэделия. При уменьшении напряжения, выдаваемого задатчиком температуры 6, сигналы датчика и задатчика температуры изделия - положительной полярности, производится принудительное охлаждение, В начальный период пе. - реходного процесса из-за большей инерционности нагрева изделия Ба ) Б и разность (цз - Б ) - величина отрицательная. С течением времени она еще более уменьшается, И если 1 Пз - БПз , охлаждение производится с интенсивностью Б -Б - П,. Положительный сигнал после сумматора 8 и усилителя 12 не проходит на вычитатель через .обратно включенный диод 15. Затягивания пере - ходного процесса не наблюдается. При условии Ц - П + 1 Р с 0 возя о лТУ можном, когда П - ПП т, интенсивность охлаждения будет пропорциональнаЦ- П; - П,- а-Ц,)(1+Пзи тУО О 1н о"н ОоПзгде К = 1НоЧем Ц 1, с 1), тем коэААициент К больше и интенсивность охлаждения уменьшается. Величина Пн - По более не уменьшается, не увеличивается и перерегулирование установления заданного перепада температуры. Точность регулирования температуры изделия повышается. При равенстве П - П + + Ьц нулю корректирующий контур отключается. Охлаждение будет происходить в зависимости от рассогласования (цз - ц ) и в соответствии с алгоритмом управления исполнительного механизма охлаждения 23, включающего в себя кроме инвертора и собственно исполнительного устройства регулятор.1182495 В аказ 6106/47 Тираж 8 дписно Патент", г,ужгоро Филиал Проек Поскольку включен исполнительный механизм охлаждения 23, а двигатель 27 роторного нагревателя 17 выключен из замкнутой системы регу 5 лирования, то перемешивание теплоносителя казалось бы отсутствует, Но наличие дополнительного сумматора 25 и источника постоянного сигнала 31, который подключается контактом 1 О датчика скорости 16 двигателя роторвэго нагревателя, обеспечивает небольшую нагрузку на,двигатель ротор- ;о нагревателя, а следовательно :еремешивание теплоносителя и 15режиме принудительного охлаж",Ряия .1 Коммутация выходных цепей элемен тов 12 и 16 и изменение полярности источника питающего напряжения 2 пе ременного резистора 7 задатчика 1 перепада температуры устройства производится контактами 3 и 4 реле задатчика температуры 6.Использование предложенного устройства позволит полностью исключить брак из-за отклонения температурных режимов в процессах полимеризации, снизить расход электроэнергии за счет оптимального управления на 53, повысить физико-механические свойства на 307 за счет стабильности повто ряемости режимов