Импульсное регулирующее устройство

О П И С А Н И Е750433ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(54) ИМПУЛЬСНОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области автоматики, а именно к устройствам автоматического регулирования технологическихпараметров и может быть использовано,например, для управления объектами, дина"мические характеристики которых изменяются в течение технологического процесса,Известны импульсные регулируюшиеустройства1 и ,2, содержащие .реверсивный счетчик импульсов, исполнительное устройство, генератор импульсов.Эти устройства предназначены дляавтоматического регулирования технологических параметров объектов с неизменны-.,ми в течение технологического процессадинамическими характеристиками. Недостатком известных устройств является то, что применительно к объектам с переменными динамическими характеристи ками они не могут обеспечить заданные качественные показатели регулирования в течение технологического процесса. Из известных устройств наиболее близким по технической сушности являетсч импульсное регулируюшее устройство Э, содержащее последовательно соединенные форсируюший блок, генератор импульсов, реверсивный счетчик, исполнительный элемент, нагревательный элемент, выход которого соединен со входом объекта регулирования, выход которого связан через датчик температуры со входом блока сравнения, соответствующий вход которого соединен с выходом задатчика, а выходыс управляющими входами реверсивного счетчика.В данном устройстве частота генератот. ра импульсов определяется требованиями, предъявляемыми к качественным показателям регулирования, и устанавливается при его наладке. Кроме того, частота генератора импульсов зависит от величины отклонения регулируемого параметра от заданного значения.Опенка качественных показателей регулирования ттаиболее часто производится3 7504 33 4по обобщенному интегральному кри- - . щем виде запишется следующим обтерию, выражение которого в об 2 01 2 , Я хс) 2ЙК 2, " 1 д с о няются в течение технологического процесса,10 сх, с 3 х,где Х, а - переходная(3 д 1погрешностьрегули ров ания и ее производныеу, у- коэффициенты,: 15значения которых зависят от динамических характеристик обьекта регулирования и настройки генера тора импульсов при наладке.Подбирая параметры начальной настройки генератора импульсов, можно минимиэировать значение интеграла З,я и тем самым добиться заданных качественных показателей регулирования.Недостатком этого устройства является то, что в случае использования данного устройства применительно к объектам с переменными динамическими характеристиками коэффициенты 1,2,. уп в выражении обобщенного интегрального критерия будут изменяться в течение технологического процесса, З 5 что приведет кухудшению качественных показателей регулирования, Следовательно, в приведенном выше случае известное устройство не обеспечит заданных качественных показателей регулирования в течение 40 технологического процесса. Белью изобретения является повышение точност устройства.Это достигается тем, что оно содер -45 жит датчик состоянии нагревательного элемента и регулятор частоты, выход которого подключен к соответствующему входу генератора импульсов, вход - ко входу форсирующего блока и к выходу датчика состояния нагревательного зле 50 мента, вход которого соединен с соотве - ствующим выходсм нагревательного элемента.На чертеже представлена структурная55 схема импульсного регулирующего устройства для автоматического регулирования температуры поверхности подложки, динамические характеристики которой измеОна содержит датчик температуры 1 и задатчик 2, подключенные к входу блока сравнения 3. Блок сравнения 3 состоит из последовательно соединенных сумматора 4 и нуль-органа 5, Выходы нуль- органа 5 и генератора импульсов 6 под, ключены соответственно к управляющим и синхронизирующему входам реверсивного счетчика . иипулвсов 7, Выход реверсивного счетчика 7 подключен к последовательно соединенным исполнительному элементу 8 и нагревательному элементу 9, Нагревательный элемент 9 подключен к объекту регулирования 10 и блоку коррекции частоты 11, состоящему из последовательно соединенных датчика состояния нагревательного элемента 12 и регулятора частоты 13. Выход датчика состояния нагревательного элемента 2 подключен к форсирующему блоку 14. Выходы регулятора частоты 13 и форсирующего блока 14 подключены к генератору импульсов 6. На входе сумматора 4 происходит алгебраическое суммирование сигналов от датчика температуры 1 и задатчика 2. В зависимости от знака суммы сигналов нуль-орган 8 выдает сигнал "Прибавить или "Убавить на управляющие входы реверсивного счетчика импульсов 7. Реверсивный счетчик импульсов 7 управляет работой исполнительного элемента 8. Исполнительный элемент 8 воздействует на. нагревательный элемент 9, а нагревательный элемент 9 - на регулируемый парадр метр объекта регулирования 10 - темп ратуру подложки.С.выхода генератора импульсов 6 на синхронизирующий вход реверсивного счет чика импульсов 7 поступают однополярные импульсы. Форсирующий блок 14 предназначен для повышения быстродействия импульсного устройства регулирования в целом. В зависимости от величины тока нагревательного элемента 9 являющегося однозначной функцией динамических характеристик объекта регулировании 10, производится коррекция частоты генератора им 75045пульсов 6. Подбирая параметры блока коррекции частоты 11 и форсирующего блока 14 при наладке можно обеспечить заданные качественные показатели регулирования температуры поверхности подложки в течение всего технологического процесса.Описанное импульсное регулирующее устройство для автоматического регулирования температуры . поверхности подложки 10 испытывается на аппаратах водородного восстановления поликристаллического кремния. Предварительные стендовые испытания показали, что использование данного устройства на аппаратах водородного восстановления позволит повысить точность регулирования температуры поверхности подложки до ф 5 С. В течение всего техонологического процесса,Ожидаемый технико-зкономический эффект от внедрения устройства в сущесз- вующем обьеме производства составит 18000 руб.25формула изобретенияИмпульсное регулирующее устройство, содержащее последовательно соединенные форсирующий блок, генератор импульсов, реверсивный счетчик, исполнительный эле 33 6мент, нагревательный элемент, выход которого соединен со входом обьекта регулирования, выход которого связан черездатчик температуры со входом блокасравнения, соответствующий вход которогосоединен с выходом задатчика, а выходыс управляющими входами реверсивногосчетчика,о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности устройства, оно содержит датчик состояния.нагревательного элемента и регуляторчастоты, выход которого подключен ксоответствующему входу генератора импульсов вход - к выходу форсирующегоблока и к выходу датчика состояния нагревательного элемента, вход которого соединен с соответствующим выходом нагрвательного элемента. Источники информациипринятые во внимание прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 224933, кл, С В 11/14 эот 01.06.67.2. Авторское свидетельство СССРМо 505996, кл. (х 05 11/14от 14,01,74.3. Авторское свидетельство СССР780433 Составитель Г. Нефедовадактор В, Голышкина Техред И. Асталош Коррек акаренко 686/37 Тираж 986 БНИИПИ Государственного ком но делам изобретений и отк 113038, Москва, Ж, Рауш