Устройство для регулирования температуры

(56) Авторское свидетельство СССРМ 1228091, кл. 6 05 О 23/19, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относится к технике автоматического регулирования температурытехнологических процессов. Целью изобретения является повышение точности регулирования в процессе эксплуатации устройствапрй одновременном расширении областиего применения. Цель обеспечивается тем,что введенный в устройство для регулироваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕ 1 ЕНИЯМ ИОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОЛИСАНИ К АВТОРСКОМУ С ния температуры дополнительный блок 16 памяти в связи с остальными блоками позволяет исключить погрешность регулирования температуры, обусловленную отклонением реальной степени старения датчиков температуры от старения, определяемого расчетным путем, по эквивалентной средней температуре и количеству технологических циклов, Кроме того, определение эквивалентного времени работы в процессе работы устройства позволяет использовать его для регулирования нестационарных температурных характеристик, Устройство содержит эталонный датчик 11 температуры, компараторы 2, 14, исполнительный элемент 3, датчик 4 температуры, АЦП 5, блоки 9, 16 памяти, сумматоры 6, 13, таймер 7, тактовый генератор 15, реверсивный счетчик 12, счетчик 8. 3 ил,Изобретение относится к технике автоматического регулирования технологических процессов, может быть использовано для автоматического регулирования температуры технологических процессов и является усовершенствованием известного технического решения по основному авт.св. Ь 1228091.Цель изобретения - повышение точности регулирования в процессе эксплуатации устройства при одновременном расширении областй его применения.На фиг.1 показано предлагаемое устройство; на фиг.2 представлено семейство характеристик сгорания применяемого датчика, полученное эмпирически; на фиг.З - характеристика зависимости скорости старения датчика от температуры его работы.Устройство содержит последовательно соединенные цифровой задатчик 1 температуры, компаратор 2, исполнительный элемент 3, последовательно соединенные датчик 4 температуры, аналого-цифровой преобразователь 5, первый сумматоо 6, по следовательно соединенные таймер 7, счетчик 8, блок 9 памяти, выход которого подключен к второму входу первого сумматора 6, а адресный вход соецинен с выходом функционального преобразователя 10, эталонный датчик 11 температуры, Функциональный преобразователь 10 содержит реверсивный счетчик 12, второй сумматор 13, компаратор 14 и тактовый генератор 15. Устройство содержит дополнительный блок 16 памяти поправочных коэффициентов,Устройство работает следующим образом.Текущее значение температуры обьекта измеряется датчиком 4 температуры, преобразуется в цифровой код преобразователем 5 и подается на первый вход первого сумматора б, На второй вход сумматора б подает" ся поправка, учитцвающая старение (износ) датчика в процессе эксплуатации, С выхода сумматора б цифровой код вместе с поправкой подается на компаратор 2, а на второй вход компаратора подается значение заданной температурц обьекта от задатчика 1 температурц, Компаратор сравнивает эти значения и вырабатываетуправляющее воздействие на вход исполнительного элемента 3, который в зависимости от величины и знака управляющего воздвйствия увеличивает или уменьшает температуру объекта.Поправка, необходимая для коррекциистарения (износа) датчика, зависит от температуры, при которой работает датчик, и времени его работы от начала усановки.Следовательнодля данного типа датчика может быть получена статическая характеристика величины отклонений градуировочной характеристики ЛТ от начальной исемейство возможных характеристик ЬТЛТ= 1(с),5 ЛТ= (с),где с - эквивалентное время работы датчика,Исходя из этого, погрешность поправкив устройстве определяется на начальномучастке отклонением реальной характери 10 стики старения установленного датчика отстатической, а после определения реальнойхарактеристики установленного датчика -отклонением ее от выбранной из семействавозможных,15 В блоке 9 памяти хранятся все характеристики (показанные на фиг,2),где и/2 - статическая характеристика дляданного типа датчика, задаваемая кодоми/2 из функционального преобразователя20 10 при установке датчика;О - градуировочная характеристика датчика;1,2, .и/2-1, и/2+1,.п - семейство характеристики старения (износа) датчика;25 аЬ, ао - вероятная поправка температуры Т,ас - поправка температуры по статической характеристике ЛТ;с 1,с 2,сз - моменты времени периодиче 30 ского контроля устройства эталонным датчиком температуры, причем каждая подсвоим номером (кодом).По сигналу таймера 7 счетчик 8 суммирует значения величины старения. поступа 35 ющий из блока 16 памяти, формируя кодэквивалентного времени старения. Значения величины старения, поступающие вкаждый момент времени на счетчик 8, определяются величиной температуры, при кото 40 рой работает датчик; поступающей наадресные входы блока 16 памяти с выходасумматора 6. Зависимость скорости старения от температуры приведена на фиг,З.По коду счетчика из блока 9 памяти на45 начальном участке работы ос 1 выбираетсяпоправка температуры с учетом статическойхарактеристики и/2 применяемого типадатчика и подается на сумматор 6. Черезвремя сс, определяемоеаприарно,изсемей 50 ства реальных характеристик применяемого датчика, в течение которого разностьпоправки температуры ЬТь взятой по статической характеристике, и вероятной поправки температуры реальной55 характеристики старения ЛТь имеющеймаксимальное отклонение от статической,может достигнуть величины погрешности,допустимой по техпроцессу. операторомпрОизводится определение реальнои характеристики старения датчика с помощью эталонного датчика температуры.На первый вход компаратора 14 функционального преобразователя 10 поступают значения температуры Тист отФэталонного датчика 11 температуры, а на второй вход поступают значения суммы ДТ+Ттек с сумматора 13, осуществляющего суммирование значений поправки ДТ из блока 9 памяти и текущего значения температуры Ттек от датчика 4 температуры через преобразователь 5. Компаратор 14 определяет величину разности Д кэкД =Тист - (Д Т - Ттек),и в зависимости от знака Д происходит увеличение или уменьшение предварительно записанного содержимого реверсивного счетчика 12, равного и/2, с помощью тактового генератора 15, импульсы с которого поступают на счетный вход реверСивного счетчика.По новому коду реверсивного счетчика 12, поступающего на адресные входы блока 9 памяти, в последнем будет выбрана из семейства другая характеристика. Величина поправки ДТ, взятая по этой характеристике и поступающая с выхода блока памяти, обеспечивает меньшее значение абсолютной величины Д, Процесс поиска характеристики заключается при Д= О или перемене знака Д,Таким образом, в течение времени, определяющего реальные характеристики старения установленного датчика, будет осуществляться сканирование семейства возможных характеристик старения и выбор наиболее близкой и реальной, по которой будет выбираться величина поправки ДТ до момента времени 2,Как показано на фиг,2, на участке о 11 из блока 9 памяти выбирается поправка Д Т по среднестатистической характеристике п/2, По этой характеристике производится корректировка истинного значения температуры до момента времени т 1, при котором величина вероятной поправки аЬ, аб- ЛТ должна удовлетворять требованиям к точности устройства. Среднестатистическая характеристика и/2 выбирается из блока 9памяти по коду реверсивного счетчика 12.В момент времени т - контроля устройства эталонным датчиком температуры, в5 результате определения величины Дкодреверсивного счетчика стал равным, например, и/2+1,По характеристике и/2+1 буцет производиться корректировка истинного значе 10 ния температуры до момента времени 12 ит.д.Периодический контроль устройстваэталонным датчиком температуры для уточнения реальной характеристики старения15 установленного датчика и выбор наиболееблизкой из семейства возможных позволяетзначительно уменьшить погрешность устройства, вызываемую старением датчика.Таким образом, определение эквива 20 лентного времени работы термопары с учетом реальных темпеоатурных и временныхрежимов работы позволяет исключить погрешность регулирования, вызываемую отклонением реальной степени старения от25 старения, определяемого расчетным путем,по эквивалентной средней температуре иколичеству технологических циклов.Кроме того, определение эквивалентного времени работы в процессе работы уст 30 ройства позволяет использовать его длярегулирования нестационарных температурных характеристик,При временном отклонении устройствазначение счетчика 8 и реверсивного счетчи 35 ка 12 сохраняется, что приводит при следующих включениях к восстановлениювеличин поправки ДТ выбранной характеристики старения. 40 Формула изобретенияУстройство для регулирования температуры по авт.св. М 1228091, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок памяти по правочных коэффициентов, адресные входыкоторого связаны с выходом первого сумматора, э выход - с суммирующим входом счетчика.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1846 Тираж 478 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Жизобре , Раушс Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССР я наб., 4/5