Устройство для программного регулирования температуры инерционных объектов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 070280 (21). 2881874/18-24 с присоединением заявки Мо Государственный комнтет СССР яо хеяам нзобретеннй и открмтнй(23) ПриоритетОпубликовано 30,10,81, Бюллетень ЙЯ 40 Дата опубликования описания 30. 10, 81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ Изобретение относится к техникерегулирования параметров объектовс запаздыванием и может быть использовано во всех отраслях народногохозяйства в установках газодинамического нагрева.Известна система программного регулирования температуры типа СПУРТ для агрегатов рециркуляционного подогрева типа АРП (1,Автоматическое программное регулирование температуры изделия осуществляется здесь косвенно по температуре теплоносителя. Эта одноконтурнаясхема регулирования не учитывает запаэдывания изделия, которое по величине может достигать 20 " 30 мин иболее, что может приводить к большимотклонениям температуры изделия (перерегулированию, высокой колебательности, малому затуханию переходногопроцесса и к росту перепада темпера"тур между теплоносителем и изделием,недопустимого при техническом процессе термообработки полимерных материалов).Наиболее близким к предлагаемомУпо технической сущности являетсяустройство для программного регулирования температуры инерционный , ЗО объектов, содержащее датчик и задатчик температуры, которые через элемент сравнения, измерительный блок, предварительный усилитель, блок управления усилитель мощности и электропривод подключены к вентилятору. Это одноконтурная система регулирования температуры печи с коррекцией поинерционности нагревателя по отношению к сигналу задания. Инерционность нагревателя уменьшается путем внесения в сигнал рассогла" сования между температурами в печи и заданной поправки на величину, пропорциональную разности температур задания и нагревателя. Тем самым повышается точность регулированиятемпературы 2.Однако устройство обеспечивает косвенное программное регулирование температуры изделия по температуре теплоносителя, а также не учитывает запаздывание иэделияЗдесь также в случае возмущений возможно большое перерегулирование температуры иэделия, недопустимый рост перепада температур между теплоносителем и изделием, малое затухание переходного процесса, в результате чего точность отработкитемпературы задания падает, что в конечном итоге способствует развитию неравномерности температурного поля в изделии, особенно при тепловой обработке полимерных материалов.Цель изобретения - повышение точности регулирования.Поставленная цель достигается темчто устройство для программного регулирования температуры инерционных объектов, содержащее датчик темпера" туры, первый задатчик температуры который через первый элемент сравнения и измерительный блок подключен к одному из входов предварительного усилителя, а также соединенные последовательно блок управления, усилитель мощности, электропривод и вентилятор, введены второй задатчик температуры и дифференциальный датчик температуры, подключенные к соответствующим входам второго элемента сравнения, и сумматор, с первым входом которого связаны выходы обоих задатчиков температуры, со вторым входом - выход предварительного усилителя, с третьим входом - выход датчика температуры, а с выходом - вход блока управления, причем второй вход первого элемента сравнения подключен ко второму выходу дифференциального датчика темпе- . ратуры, а выход второго элемента сравнения связан с другим входом предварительного усилителя.На чертеже представлена схема устройства программного регулирования температуры инерционных объектов. Устройство содержит датчик 1 температуры, измеряющийтемпературу объекта, дифференциальный датчик 2, температуры, состоящий из двух датчиков 3 и 4 температуры, измеряющих температуры объекта и теплоносителя, первый элемент 5 сравнения, первый задатчик 6, второй задатчик 7, второй элемент 8 сравнения, измерительный блок 9, предварительный усилитель 10, сумматор 11, блок 12 управления (интегратор, в обрат" ной связи которого включен конденсатор С), усилитель 13 мощности, электропривод 14 и вентилятор 15.Устройство работает следующим образом.При росте напряжения, выдаваемого эадатчиком 6, на выходе первого элемента 5 сравнения появляется сигнал рассогласования, который через измерительный блок 9 и усилитель 10 в сумматоре 11 корректируется на сигнал дополнительного контура..Если сигнал дополнительного контура равен нулю, то рассогласование пре- образуется блоком 12 управления в управляющий и усиливается в усилителе 13, после чего передается к электроприводу 14, обороты которого на чинают увеличиваться и увеличивается теплопроизводительность вентилятора 15 (температура регистрируетсядатчиком 4) .Из-за запаздывания иэделия температура его повышается не сразу.С ростом температуры теплоносителясигнал дифференциального датчика 2температуры возрастает, т. е,ц = к(Т 4-тз) = к т,где Т 4 и ТЗ - температура теплоно 10 сителя изделия;К - коэффициент пропорциональности,При достижении допустимого перепада Т (определяется уставкой 25 30 35 40 0 60 65 задатчика 7) на выходе второго элемента 8 сравнения появляется сигнал рассогласования, который после усиления в усилителе 10 поступает в сумматор 11, где производится корректировка сигнала рассогласования основного контура. Обороты электролривода 14 начинают уменьшаться, теплопроизводительность вентилятора снижается и температура теплоносителя уменьшается. Перепад температур между теплоносителем и изделием устанавливается на заданном уровне.По истечении времени, равного запаздыванию изделия, начинается повышение температуры его.Какое-то время перепад температур между теплоносителем и изделием держится на заданном уровне. Перерегулирование параметра иэделия не увеличивается. Затем перепад температур между теплоносителем и иэделием начинает уменьшаться и стаиовится меньше заданной величины, Дополнительный контур отключается и основной контур продолжает работать самостоятельноПо окончании переходного процесса основной контур регулирования входит в режим малых отклонений и начинает отрабатывать возмущение с учетом запаздывания иэделия и системы,в целом. В процессе работы возможно перерегулирование и в моменты, когда сигнал превышает установку второго за"датчика, тогда включается дополнитель"ный контур и начинает. поддерживатьзаданную величину перепада.Таким образом, устройство управляется величиной перерегулирования,что повышает точность устройства,улучшает качество термообработки полимерных материалов,Сумматор 11 может быть включенпосле блока управления.Второй задатчик 7 может бытьпрограммным, временная программа которого составляется с учетом технологии обработки полимерных материалов.Предлагаемое устройство обеспечивает прямое (а не косвенное) програмное регулирование температуры какизделия, так и теплоносителя.формула изобретенияУстройство для программного регулирования температуры инерционнык объектов, содержащее датчик температуры, первый задатчик температуры, который через первый элемент сравнения и измерительный блок подключен к о одному из входов предварительного усилителя, а также соединенные после" довательно блок управления, усилитель, мощности, электропривод и вентилятор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 15 что, с целью повышения точности регулирования устройства, оно содержит второй задатчик температуры и дифференциальный датчик температуры,подключенные к соответствующим входам второго элемента сравнения, исумматор,с первым входом которого связаны выходы обоих задатчиков температуры, со вторым входом - выход предварительного усилителя, с третьимвходом - выход датчика температуры,а с выходом - вход блока управления,причем второй вход первого элементасравнения подключен ко второму выходу дифференциального датчика температуры, а выход второго элементасравнения связан с другим входомпредварительного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Производственно-техническийопыт, 1977, В 9, с, 28-30 рис. 1.2. Авторское свидетельство СССРМ б 12216, кл. 6 05 Р 23/22 1978