Устройство для программного регулирования температуры

(51) 4 С 05 В 19/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю Ю 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) М,Б,Ямуэльзон и М.Ю.Гусев(56) Авторское свидетельство СССР В 881700, кл. С 05 Э 23/19, 1981.Авторское свидетельство СССР У 954969, кл. С 05 0 23/19, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к областиавтоматизации технологических процессов. Цель изобретения - повышениединамической точности устройства.В устройство для программного регулирования температуры введены первый 11 и второй 19 цифровые компараторы, задатчик 9 скорости разогрева,счетчик 8, задатчик 23 коэффициента ЯО 1372278 А 1 пропорциональности, первый 20 и второй 7 элементы И, триггер 12, блок17 вычитания, блок 15 умножения, элемент 13 сравнения, таймер 16, элемент 18 задержки, блок 21 заданияприращения коэффициента пропорциональности, тактовый генератор 4. Вкаждом такте управления по сигналуот тактового генератора 4 осуществ"ляется сравнение текущей температурыс заданной на этот момент времении производится включение электропечи2 на время, пропорциональное величине рассогласованияПри отклонениискорости разогрева от заданной автоматически увеличивается коэффициентпропорциональности устройства. Последостижения температурой электропечи2 уровня стабилизации, устанавливаемого с помощью задатчика 10 предельного параметра, дальнейшего повышения температуры не производится, икоэффициент пропорциональности остается неизменным. 1 ил.Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов и может быть использовано, например, для программного регулирования5 температуры электрических печей сопротивления, когда в качестве исполнительного органа используется релейный элемент.Цель изобретения - повышение динамической точности устройства,На чертеже показана блок-схемаустройства.Устройство для программного регупирования температуры содержит датчик1 температуры, объект 2 регулирования (электропечь), аналого-цифровойпреобразователь 3, тактовый генератор 4, блок 5 сравнения, генератор 6 20импульсов, второй элемент И 7, счетчик 8, задатчик 9 скорости разогрева,задатчик 10 предельного параметра,первый цифровой компаратор 11, триггер 12, элемент 13 сравнения, исполнительный орган 14, блок 15 умножения, таймер 16, блок 17 вычитания,элемент 18 задержки, второй цифровойкомпаратор 19, первый элемент И 20,блок 21 задания приращения коэ"фициента пропорциональности, суммаьор 22и задатчик 23 коэффициента пропорциональности,Устройство работает следующим образом.35Сигнал от датчика 1, характеризующий температуру объекта 2 регулирования (электропечи), преобразуется спомощью аналого-цифрового преобразователя 3 в цифровой код, С заданной 40дискретностью по сигналу от тактовогогенератора 4 в блоке 5 определяетсяотклонение 1. текущего значения температуры Т. от заданного значения ТзЕ =Т -Т45Заданное значение температуры формируется с помощью генератора 6, второго элемента И 7 и счетчика 8. Скорость изменения цифрового кода, соответствующего Т , определяется частотой следования импульсов генератора506, Частота следования импульсов устанавливается с помощью цифрового задатчика 9 скорости разогреваТ увеьличивается до тех пор, пока темпера 55тура электропечи не достигнет уровнястабилизации температуры Т ЗаданиеТ, устанавливается с помощью задатчика 10. В первом цифровом компараторе 11 осуществляется сравнение цифровых кодов от аналого-цифрового преобразователя 3 и задатчика 10. Если температура объекта регулирования меньше Т на выходе первого цифрового компаратора 11 сигнал отсутствует. Отсутствие этого сигнала обусловливает наличие сигнала на выходе триггера 12. Установка триггера в исходное состояние производится при включении устройства по входу Установка 01,Сигнал от триггера 12 подается на второй элемент И 7 и позволяет поступать импульсам от генератора 6 на счетчик 8, Сброс счетчика 8 в исходное состояние осуществляется по входу 1 Установка Он при включении устройства. При достижении температурой объекта заданного уровня стабилизации на выходе первого цифрового компаратора 11 появляется сигнал, триггер 12 меняет состояние и в дальнейшем в счетчике 8 изменение цифрового кода не происходит, а сохраняется значение, соответствующее установленному уровню стабилизации.В элементе 13 сравнения проверяется условие ГО, при выполнении которого выдается сигнал включения через исполнительный орган 14 электропечи 2. В блоке 15 осуществляется расчет времени действия управляющего воздействия Сц в соответствии с вы- ражением Кп югде К, - коэффициент пропорциональности,Рассчитанное время 1 является уставкой таймера 16, который по истечении заданного времени через исполнительный орган 14 отключает электро- печь 2, Таким образом, если в данном такте управления текущая температура меньше температуры, заданной на этот момент, то электропечь включается на время, пропорциональное величине отклонения. В случае равенства этих температур или если текущая температура выше заданной электропечь не включается.Для обеспечения высокой точности регулирования температуры в соответствии с заданной программой (скоростью разогрева) в устройстве предусмотрено автоматическое изменение К . Для этого в блоке 17 вычитания произ 3 1372278в одится определение реальной скорости разогрева Чр электропечи как разности температур за один такт управления в соответствии с формулой Ч =Т -ТР 1 1 где Т, - значение температуры электропечи предыдущего по отношению к текущему такта управления.Значение кода, соответствующего Т поступает в блок 17 от аналогоцифрового преобразователя 3, а значение кода, соответствующего Т, , формируется в элементе 18 путем задержки поступления кода из аналого-цифрового 15 преобразователя 3 в блок 17 на один такт управления, Цифровой код, соответствующий Ч поступает во второй цифровой компаратор 19, где производится сравнение заданной скорости раэогева Ч код которой поступает от задатчика 9, и реальной скорости Че, При выполнении условия Чэ Чг цз второго цифрового компаратора н первый элемент И 20 выдается сигнал.На выходе первого элемента И 20 формируется сигнал при наличии сигнала от второго цифрового компаратора 19 и триггера 12, те, если Ч, -. Ч и Т,Т;. Блок 21 выбирает одно из двух значений приращения коэффициента пропорциональности ЛК.ЛК при поступлении сигнала дК =от первого элемента И 20., О, при отсутствии сигнала от35первого элемента И 20,В блоке 22 осуществляется суммирование цифрового кода К, начальное значение которого устанавливается с помощью задатчика 23 при настройке устройства, с одним из двух значений дК или О, Из блока 22 результат суммирования поступает в блок 15 где производится вычисление времени управляющего воздействияИзменение К во время программного разогрева электропечи может быть описано выражением К , прц Ч я Ч или Т;Тс Кп, при Ч Ч и Т (Т1. 1 где К - коэффициент пропорциональ 50 ности, в соответствии с которым вычисляется в текущем такте управления С; К - коэффициент пропорциональности предыдущего по отношению к текущему такта управления. Таким образом, по мере разогрева электропечи Кавтоматически увеличивается, а приращение его происходит в тех тактах управления в которых скорость разогрева меньше заданной.Г 1 рц достижении уровня стабилизации К, становится таким значение которого достаточна для поддержания этой температуры, при этом срабатывает триггер 12, н блок 21 сигнал не поступает и в дальнейшем К остается неизменным, Начальное значение К, а так:ке значение .К заданное в блоке 21, выбираются при настройке устройства ц зависят От динамическиххарактерцстцк .электропечи,Преимущество предлагаемого устройства по сранцеццю с известным заключается в понышеццц динамической точности регулцронацця, а также в более экономном раскде электроэнергии ца разогрев элекгропечи. Указанные преимущестна достигаются тем, что новое конструктцнцОе выполнение устройства поэво 1 яе .Оушестнцть отключение электропечц д цстцжсцця заданнойтемпературы, учцтыь;.я что из-за инерционности и после Отключения тем пература продолжает расти, При этом время включения печи устанавливается ".И 1 ццмз,ц цым, цс достаточным для обеспечецця задаццой скс рости разогрева, поэтому цзбыт, сцогс 1, как н известном устройстве, притока энергии к электропечи цс цаблодатся. Это позволяет достигнутпоньгеецця динамическойточности регусцроняцця и сократитьрасход электроцергцц,Формула цэс 1 бретенияУстройстцо лпя программного регулирования температуры, содержащее последозательцд седццсццые датчик температуры и ацалс го-ццфроной преобразователь, а также блок сравнения первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, задатчик предельного параметра, Генератор импульсов, сумматор и исполнительный орган, О т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повыше ния динамической точности устройства, оно содержит первый и второй цифровые компараторы, задатчик скорости разо- грена, счетчик, задатчик коэффициента пропорциональности, первый и второй элементы И, триггер, блок вычитания, блок умножения, элемент сравнения, таймер, элемент задержки блок задания приращения коэффициента пропор1372278 Составитель А.ИсправниковаТехред М.Ходанич Корректор А.Ильин Редактор П. Гереши Заказ 482/39 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 циональности и тактовый генератор, выход которого соединен с управляющим входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу5 счетчика, счетный вход которого сое" дннен с выходом второго элемента И, входы которого подключены к выходу генератора импульсов и к выходу триггера, выход задатчика скорости разогрева соединен с входом генератора импульсов и с первым входом второго цифрового компаратора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, вход уменьшаемого которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя и к первому входу первого цифрового компаратора, вход вычитаемого блока вычитания соединен с выходом элемента задержки, вход ко торого подключен к выходу аналогоцифрового преобразователя, второй вход первого цифрового комларатора соединен с выходом задатчика предельного параметра, а выход - с установочным входом триггера, сбросовыйвход которого и сбросовый вход счетчика подключены к входу "Установка 0"устройства, выход триггера и выходвторого цифрового компаратора соединены с входами первого элемента И,выход которого через блок заданияприращения коэффициента пропорциональности подключен к первому входусумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента пропорциопальности, выход сумматора подключен к одному из входовблока умножения, другой вход которогосоединен с выходом блока сравненияи с входом элемента сравнения, а выход через таймер подключен к первомувходу исполнительного органа, второйвход которого соединен с выходом элемента сравнения.