Устройство для регулирования температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 05 0 23/19 ПИСА ЕНИ ВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВ ится к автоматичеможет быть испольлок-схема пред- . ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ РИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕ 21) 4772191/24(46) 30.05,92. Бюл. М 2071) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации(72) М,Б.Шмуэльзон и А,В.Червяков (53) 621.555.6 (088.8)56) Авторское свидетельство СССР М 1372278, кл, 0 05 В 19/8, 1988.Черепанов А.И. Динамика систем многоканального позиционного регулирования. М.: Энергия, 1970, с.20 - 21. 24.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ57) Изобретение относскому регулированию и Изобретение относится к автомции технологических процессов ибыть использовано, например, для ррования температуры электрическихсопротивления, когда в качестве истельного органа используется релэлемент.Цель изобретения - повышение точности устройства,На чертеже показана благаемого устройства.Устройство для регулирования температуры содержит датчик 1 температуры,объект 2 регулирования (электропечь), аналого-цифровой преобразователь 3, вход которого соединен с датчиком 1, блок 4 сравнения,первый вход которого подключен к выходуаналого-цифрового преобразователя 3. тактовый генератор 5, соединенный с тактирующим входом блока 4 сравнения, задатчик 6 1737423 А 1 зовано при автоматическом регулировании температуры электрических печей. Цель изобретения - повышение точности устрой- . ства за счет применения коррекции воздействия по амплитуде колебания в релейной системе с принудительным включением и отключением, в которой длительность принудительных включений и отключений пропорциональна амплитуде отрицательного и положительного отклонений температуры от заданной. Устройство содержит датчик и задатчик температуры, АЦП, блок сравнения, цифровой компаратор, задатчики коэффициентов пропорциональности, блоки умножения, таймеры,элементы И, компаратор, задатчик прекращения отклонения, сумматор, исполнительный элемент, 1 ил,температуры, подключенный к второму входу блока 4, цифровой компаратор 7, первый вход которого соединен с задатчиком 6, а второй - с выходом аналого-цифрового преобразователя 3, первый элемент И 8, первым входом подключенный к тактовому генератору 5, исполнительный элемент 9, первый блок 10 умножения, первый блок 10 умножения, первый вход которого соединен с выходом блока 4, задатчик.11 первого коэффициента пропорциональности, подключенный к второму входу первого блока 10, первый таймер 12, вход кОторого соединен с выходом первого блока 10, а выход подключен к первому входу исполнительного элемента 9, инвертор 13, входом соединенный с выходом цифрового компаратора 7 и вторым входом первого элемента И 8, второй элемент И 14, первый вход которого подключен к тактовому генератору 5, второй.(2) вход соединен с выходом инвертора 13, авыход подключен к выходу первого таймера12, второй таймер 15, запускающим входомсоединенный с выходом второго элемента И14, а выходом подключенный к выходу первого элемента И 8, второму входу исполнительного элемента 9 и запускающему входупервого таймера 12, задатчик 16 второгокоэффициента пропорциональности, задатчик 17 приращения отклонения температуры, сумматор 18, первым входомсоединенный с задатчиком 17, а вторым входом подключенный к выходу блока 4 сравнения, второй блок 19 умножения, первыйвход которого подключен к выходу сумматора 18, второй вход соединен с задэтчиком16, а выход подключен к входу второго таймера 15.Устройство работает следующим образом,Сигнал от датчика 1, характеризующийтемпературу объекта 2 регулирования (элек-,тропечь), преобразуется с помощью анало, го-цифрового преобразователя 3 вцифровой код и поступает на вход блока 4сравнения,С заданной дискретностью по сигналуот тактового генератора 5 в блоке 4 сравнения определяется модуль отклонения текущего значения температуры Т от заданногозначения Тз:.Заданное значение температуры Тз устанавливается задатчиком Б температуры,В цифровом компараторе 7 осуществляется сравнение цифровых кодов текущей и заданной температур. Если температура Т . объекта регулирования меньше Тз, то на выходе цифрового компэратора 7 появляется сигнал, После достижения Т значения, равного значению Тз, или превышения его сигнал на выходе цифрового компаратора снимается.Сигнал на. выходе цифрового компарэтооа и импульс от тактового генератора обуславливают формирование сигнала на выходе первого элемента И 8, который через исполнительный элемент 9 включает нагреватель электропечи 2.В первом блоке 10 умножения осуществляется расчет времени действия управляющего воздействия т 4 в соответствии с выражением где Кп 1 - первый коэффициент пропорциональности. Значение Кп устанавливается эадатчиком 11 первого коэффициента пропорциональности в зависимости от динамических характеристик электропечи и заданной температуры. Настройка Кт осуществляется так, чтобы амплитуда положительных отклонений температуры была минимальной,Рассчитанное время т 4 является уставкой первого таймера 12. Запуск первого таймера 12 производится одновременно. с включением нагревателя электропечи сигналом от первого элемента И 8.Формирование сигнала на выходе первого элемента И 8 осуществляется.так, чтобы к моменту появления сигнала операция умножения в первом блоке 10 закончилась, Первый таймер 12 по истечении заданного времени М через исполнительный элемент 9 отключает электропечь 2. Следовательно если в данном такте управления текущая температура Т меньше заданной температуры Тз, то электропечь 2 включается на время, пропорциональное величине положительного отклонения температуры. . При текущей температуре, равной или большей заданной, в начале соответствующего такта управления происходит отключение электропечи 2 (если она включена) на30 расчетное время отключения тоткл., по истечении которого электропечь 2 включается доследующего такта управления. Это. происходит следующим образом.Если ТТз, то на выходе цифрового компэратора 7 сигнал отсутствует. Отсутствие этого сигнала обуславливает появление сигнала на выходе инвертора 13, а затем при поступлении импульса от тактового генератора - формирование сигнала на выходе второго элемента И 14,Таким образом, сигнал на выходе второго элемента И 14 при ТТ 3 выключает электропечь 2 (если она включена ) и запускает второй таймер 15,Время, в течение которого электропечь2 находится в выключенном состоянии приТТз, определяется по формуле где Кп 2 - второй коэффициент пропорциональности, а величина суммарного отклонения температуры ,находится из выражения=я+Бе, (4) где Ье- приращение отклонения температуры.Значение КП 2 устанавливается с по. мощью задатчика 16 второго коэффициента пропорциональности, а Ле - с помощью задатчика 17 приращения отклонения температуры в зависимости от динамических характеристик электропечи и заданной температуры. Настройка Кпг и Ле осуществляется так, чтобы амплитуда отрицательных отклонений температуры была минимальной. Величинаопределяется в сумматоре 18. Увеличение отклонения температуры на величину Ье осуществляется с целью исключения воэможности равенства нулю значения тотклон; при Т=Тз( 0), что привело бы к ухудшению точности регулирования температуры из-за включения электропечи на целый такт управления или даже несколько тактов (пока Т = Тз), Время отключения электропечи тоткл рассчитывается вторым блоком 19 умножения. Рассчитанное время 1 откл является уставкой второго таймера 15.Формирование сигнала запуска второго таймера 15 и выключение электропечи на выходе второго элемента И 14 осуществляется так, чтобы к моменту появления сигнала выполнялась операция сложения в сумматоре 18 и операция умножения во втором блоке 19 умножения,Формула изобоетенияУстройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные Датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь и блок сравнения, тактирующим входом соединенный с тактовым генератором, задатчик температуры, соединенный с вторым информационным входом блока сравнения, а также с первым входом цифрового компаратора, 5 вторым входом соединенного с выходоманалого-цифрового преобразователя, задатчик первого коэффициента пропорциональности, соединенный с первым входом блока умножения, второй вход которого со-, 10 единен с выходом блока сравнения, а выходчерез первый таймер - с отключающим входом исполнительного элемента, сумматор, первый и второй элементы И, соединенные вторыми входами, отл ича ю ще ес я тем, 15 что, с целью повышения точности устройства, в него дополнительно введены последо- .вательно соединенные вторые задатчик коэффициента пропорциональности, блок умножения и таймер, а также инвертор, за датчик приращения отклонения температуры, причем сумматор входами соединен с выходом блока сравнения и с эадатчиком приращения отклонения температуры, а выходом. - с вторым входом второго блока ум ножения, выход второго таймера а такжевыход первого элемента И соединены с запускающим входом первого таймера и с включающим входом исполнительного элемента, выход цифрового компаратора сое динен с первым входом первого элемента И,и через инвертор - с первым входом второго элемента И, вторые входы которых соединены с тактовым генератором, выход второго элемента И соединен с запускающим вхо дом второго таймера и с отключающим вхо. дом исполнительного элемента."е 1-к 1,Петро к оизводствецно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 0 / Заказ 1891 ВНИИПО Го Тиражрственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Подписноетениям и открытиям при ГКНТ ССС кая наб., 4/5