Устройство для регулирования температуры

,901553 51)5 С 05 В 23/1 1 .; е.САНИЕ ИЗОБРЕРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЕН быть использовано для регулированиятемпературы технологического процессапо заданной программе. Целью изобретения является повышение точности программного регулирования температуры.Устройство содержит последовательносоединенные таймер, счетчики, запоминающие блоки, сумматор, компаратор,формирователь управляющего сигнала,ешифратор, ключ, тиристорный исполительный элемент, нагрузку (активировочную печь), датчик температуры,аналого-циФровой преобразователь.Устройство в процессе работы формирует заданную программу изменения температуры и определенное управляющеевоздействие, необходимое для ее реа.лизации. Управляющее воздействиепоступает на объект регулирования,обеспечивая требуемую программу изт менения температуры. 2 ил,4 н ома.т относится к а рованию и може ля регулирован гического проц амме. етения яв программ уры. р в итемпе ляется повыного регулир иведена функциональная а; на Фиг. 2 - алгоритм ко-логического устрой- одержит последователь- таймер 1, первый сцетапоминающий блок 3, паратор 5, формироваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Патент США Г 3912913,кл, С 05 В 11/01, 1982,Зубченок В.Я. и др. Регулятор тепературы автоматизированной системьуправления технологицеским процессоизготовления Фотоэлектронных приборов. - Электронная техника, сер.Электровакуумные и газоразрядныеприборы, вып, ч (109), 1985.(5 Ч) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к техникавтоматического регулирования и мож Изобретение ческому регули использовано д ратуры техноло заданной прогр Целью изобр шение тоцности вания температ На Фиг. 1 и схема устройст работы арифмет ства. Устройство но соединенные чик 2, первый сумматор 1, котель 6 управляющего сигнала, второйсчетчик /, дешифратор Ь, ключ 9, тиристорный исполнительный элемент 10,нагрузку (активировоцную печь) 11,датчик 12 температуры, аналого-цифровой преобразователь 13, выход которого соединен с вторым входом компаратора 5, причем вход второго запоминающего блока 14 соединен с выходомпервого счетчика 2, а выход - с вторым его входом, выход таймера 1 соединен с вторыми входами сумматораформирователя Ь управляющего сигнала,выход дешифратора 8 соединен с первымвходом клюца 15, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика/, а второй вход - с первым выходомблока 6 синхронизации, второй выходкоторого соединен с вторым входом ключа 9, вход блока 16 синхронизации,второй вход тиристорного элемента 10и второй выход нагрузки 11 соединены ссетью переменного напряжения . Кроме того, устройство содержит поО Следовательно соединенные третий запоминающий блок 17, третий сцетцик 18, четвертый запоминающий блок 19, выход которого соединен с третьим входом формирователя 6 управляющего сиг нала, причем вход третьего сцетцика 18 соединен с выходам таймера 1, а выходс входом третьего запоминающего блока 17Устройство работает с.педующим об разам.Предварительно подготавливаются данные, по которым в устройстве будет формироваться заданный закон изменения температуры и управляющего 25 Воздействия, для чего производят любым известным образом кусочно-линейную аппроксимацию функции, отражающей заданный закон изменения температуры; для каждого интервала аппроксимации ЗО определяют количество шагов тактирования в единицах периода таймера, полученные значения заносят во второй запоминающий блок 14; определяют разность значений температуры начальной и конечной точек каждого интервала аппроксимации и делят полученное значение на количество шагов тактирования того же интервала, полученное значение заносится в первый запомина О ющий блок 3; путем физицеского или математического моделирования определяют закон изменения управляющего воздействия, требуемый для получения заданной температурной характеристики,45 и производят известным образом его линейно-кусочную аппроксимацию; для каждого интервала аппроксимации функции управления определяют количество шагов тактирования в единицах периода таймеО ра 1, полученное значение заносится в третий запоминающий блок 17; определяют разность знацений управляющего ,воздействия начальной и конечной точеккаждого интервала аппроксимации и депят полученные значения на количествошагов тактирования того же интервала,слученное значение заносится в цетвертый запоминающий блок 19. По сигналу Пуск" производится сброс содержимого сумматора формирователя 6 управляющего сигнала, сумматора 4, счетчиков 2 и 18. По окончании сигнала Пуски в обнуленный счетчик 2 записывается длительность первого интервала аппроксимации заданного закона изменения температуры, а из первого запоминающего блока 3 на сумматор 11 поступает значение приращения температуры на этом интеовале, Одновременно в обнуленный третий счетчик 18 записывается длительность первого интервала аппроксимации управляющего воздействия, а из четвертого запоминающего блока 19 на вход формирователя Ь управляющего сигнала начинает поступать значение приращения управляющего воздействия на этом интервале. В каждом интервале тактирования значения первого 2 и третьего 18 счетчиков уменьшаются на единицу, Как только содержимое любого из счетчиков станет равным нулю, из соответствующего запоминающего блока в сцетцик заносится значение длительности следующего интервала аппроксимации и на сумматор 1 или Ь поступает величина изменения температуры или управляющего воздействия на этом интервале. Этот процесс продолжается до тех пор, пока процесс регулирования не будет законцен, В результате на входс сумматора 1 присутствуют значения приращения температуры, необходимые для Формирования заданной программь 1 ее изменения, а на входе формирователя 6 управляющего сигнала - значения приращения управляющего воздействия, необходимого для его Формирования.В каждом интервале тактирования содержимое сумматора 11 изменяется на величину приращения, поступающую на его вход из первого запоминающего блока 3Если заданная программа регулирования имеет начальное значение, то для первого сигнала аппроксимации величина длительности интервала задается равной единице, а величина приращения - равной начальному значению,В результате содержимое сумматоравсегда соответствует заданному значению температуры в данный момент времени (формируется первый откорректированный сигнал). Энацение заданной температуры сумматора 11 поступает на первый вход компаратора 5 на второй1553959 вход которого с нагрузки 11 через датчик 12 температуры аналого-цифрового преобразователя 13 поступает реальное значение температуры. Резуль. тат сраннения компаратора в виде5 " ", " ( " или "равно" поступает на формирователь Ь управляющего сигнала . Если реальная температура равна заданной, те. на АЛУ 6 поступает сигнал "равно", то в каждом интервале тактирования содержимое сумматора формирователя 6 управляющего сигнала изменяется на величину приращения, поступающего на его вход из четвертого запо минающего бпока 19.Если управляющий сигнал имеет начальное значение, то для первого интервала аппроксимации величина длительности интервала задается равной 20 единице, а величина приращения - равной начальному значению,В результате содержимое сумматора формирователя 6 управляющего сигнала равно заданному управляющему воздей ствию в данный момент времени (Формируется второй откорректированный сигнал).Если реальная темпеоатура выше заданной, т.е. от компаратора 5 на Фор мирователь 6 управляющего сигнала поступает сигнал Больше", и приращение положительно (процесс регулирования восходящий, то в данном интервале тактирования содержимое сумматора формирователя 6 управляющего сигнала не изменяется, а если приращение отрицательно. (процесс регулирования нисходящий ),то изменяется на удвоенную величину приращения. 40 11 Если реальная температура ниже заданой, т.е. от компаратора 5 на формирователь 6 управляющего сигнала поступает сигнал Меньше", и пРиРащение 45 отрицательно, то в данном интервале тактирования содержимое сумматора фор. мирователя 6 управляющего сигнала не изменяется, а если приращение положительно, то изменяется на удвоенную величину приращения.Алгоритм работы Формирователя управляющего сигнала приведен на Фиг,2, Таким образом, в формирователе 6 управляющего сигнала осуществляется коррекция управляющего воздействия в зависимости от отклонения реального значения температуры от заданного и Формируется управляющий сигнал. В каждом шаге тактирования содержимое сумматора АЛУ Ь записывается в счетчик 1. Содержимое счетчика 7 становится не равным 0, и с выхода дешифратора 8 на ключи 9 и 15 поступает разрешающий сигнал. Счетчик 7 отсчитывает количество периодов питающей сети, равное коду содержимого сумматора формирователя 6 управляющего сигнала. После чего содержимое счетчика становится равным 9, и с выхода дешифратора 8 на ключи 9 и 15 поступает сигнал, запрещающий прохождение импульсов со схемы синхронизации на счетчик 7 и тиристорный элемент 10.В каждом периоде питающей сети во время работы счетчика 7 с блока 16 синхронизации на тиристорный элемент 10 через ключ 9 поступают два импуль,- са синхронизации, обеспечивающие открытое состояние тиристоров в течение обоих полупериодов питающей сети, и в течение этого времени в нагрузке 11 выделяется мощность.Таким образом, отношение длительности интервала тактирования к периоду питающей сети определяет максималь. ное количество периодов сети, в течение которых мощность может поступать в нагрузку 11, а так как мощность в нагрузку подается в течение целого количества периодов, то это отношение определяет количество градаций средней мощности в нагрузке.Таким образом, устройство в процессе работы формирует заданную программу изменения температуры и заранее определенное управляющее воздействие, необходимое для ее Реализации. Управляющее воздействие поступает на объект регулирования, обеспечивая требуемую программу изменения температуры,Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее первый и второй запоминающие блоки, первый и второй счетчики, сумматор, компаратор, таймер, формирователь управляющего сигнала, дешифратор, первый и второй ключи, аналого-циФровой преобразователь, датчик температуры, блок синхронизации, тиристорный исполнительный элемент, причем входы разрешения считывания первого и второго запоминающих блоков соединены с выходом1553959 иг. г Составитель Я. Гречишников Техред А.Кравчук Корректор Т Палий Редактор Д. Веселовская Тираж 657 Подписное Заказ 456 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 первого счетчика, установочный входкоторого соединен с выходом второгозапоминающего блока, выход первогозапоминающего блока Соединен с первым 5входом сумматора, выход которого .соединен с первым входом компаратора,с вторым входом которого соединен через аналого-цифровой преобразовательдатчик температуры, выход компарато Ора соединен с управляющим входом формИрователя управляющих сигналов, выход которого подключен к установочному входу второго счетцика, выход ко-тОрого соединен с входом дешифратора, 1выходом соединенного с управляющимивходами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с тиристорным исполнительным элементом, выходвторого ключа - с вычитающим входомвторого счетчика, тактирующие входы первого и второго ключей соединеныс соответствующими выходами блокасинхронизации, выход таймера соединенс вторым входом сумматора, с вычитающим входом первого счетчика и тактирующим входом формирователя управляющегосигнала, о т л и ц а ю щ е е с ятем, что, с целью повь 1 шения точностиустройства, в него введены третий ичетвертый запоминающие блоки и третийсчетчик, выход которого соединен свходами разрешения считывания третьего и четвертого запоминающих блоков,выход третьего запоминающего блокасоединен с установочным входом третьего счетцика, с вычитающим входомкоторого соединен выход таймера, выход четвертого запоминающего блокасоединен с информационным входом формирователя управляющего сигнала,