Система управления температурным режимом экструдера

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз .СоветскихСоциалистическихРеспублик рц 939170. (22) Заявлено 10.05.79 (21) 2764241/23-05с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 3006,82, Бюллетень Мо 24ГДата опубликования описания 30.06.82 1 И)М Ки з В 29 Г 3/006 05 Р 27/00 Государственный комитет СССР. по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕКИМОЭКСТРУДЕРА точЦе ности плава. повыше мперату гра ени Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в производстве изделий из пластмасс. 5Известна система управления температурным режимом экструдера, содержащая датчик температуры, соединенный через регулятор с зоной нечувствительности с регуляторами температуры зон экструдера 1.Однако система обладает ограниченными возможностями в отношении повышения точности стабилизации температуры .расплава из-за сравнительнонЕбольшого ее быстродействия,Наиболее близкой из известныхсистем по технической сущности и базовым объектам является система управления температурным режимом экструдера, содержащая исполнительные2механизмы элементов обогрева и охлаждения, последовательно соединенные термопару, установленную в экструдере, первый элемент вычитания ирегулятор 2.2Из ве стн ая си стема обладает ониченными возможностями в отнош иточности стабилизации, температурырасплава из-за ее низкого быстродействия,3 Указанная цель достигается тем, что система управления температурным режимом экструдера, содержащая исполнительные механизмы элементов обогрева и охлаждения, последовательно соединенные термопару, установленную в экструдере, первый элемент вычитания и регулятор, снабжена вторым элементом вычитания, первым и вторым ключами, первым и вторым релей ными элементами, выпрямителем, бло- ком определения обратной величины, сумматором, дифференциатором, вентилем, триггером, блоком умножения, блоком определения полярности, счетчиком, таймером, элементом НЕ, причем выход регулятора соединен последовательно через выпрямитель, блок определения обратной величины, первый ключ, сумматор, второй элемент вычитания, первый релейный элемент, дифференциатор, вентиль, триггер, блок умножения, блок определения полярности с входами исполнительных механизмов обогрева и охлаждения, выход регулятора соединен через второй релейный элемент с входом блокаумножения, выход выпрямителя соединен через второй ключ с входом сумматора, выход триггера соединен с входом второго ключа и через элемент НЕ - с входом первого ключа, выход дифференциатора соединен через счет чик с входом второго элемента вычитания, а выход таймера соединен с входом счетчика.На чертеже изображена система управления температурным режимом, 1(1 экструдера.Система содержит. первый блок 1 вычитания, регулятор 2, выпрямитель 3, блок 4 определения обратных величин, первый 5 и второй 6 ключи сумматор 7, второй блок 8 вычитания, счетчик 9, таймер 10, первый релейный элемент 11, дифференциатор 12, триггер 13, элемент НЕ 14, второй релейный элемент 15, вентиль 16, блок 17 умножения, блок 18 определения полярности, термопара 19, пусковое реле 20 и управляющий клапан 21, элемент 22 обогрева, магистраль 23 охлаждения, задатчик 24, расплав 25 и стенка зкструдера 26.25В системе последовательно соединены термопара 19 расплава, первый блок 1 вычитания, регулятор 2, выпрямитель 3, блок 4 определения обратных величин, первый ключ 5, сумматор 7, второй блок 8 вычитания, первый релейный элемент 11, дифференциатор 12, вентиль 16, триггер 13, блок 17 произведения и блок 18 определения полярности, один выход35 блока 18 соединен с управляющим клапаном 21 магистрали 23 охлаждения, а другой - с пусковым реле 20, управляющим элементом 22 обогрева, Выход регулятора 2 через второй релейный 40 элемент 15 соединен с входом блока 17 умножения. Выпрямитель 3 своим выходом последовательно соединен с блоком 4 определения обратных величин, вторым ключом б и сумматором 7. 45 Таймер 10 через счетчик 9 соединен с входом второго блока 8 вычитания. Дифференциатор 12 соединен с входом сбрасывания счетчика 9. Задатчик 24 соединен с входом первого блока 1 вычитания. Технологический процесс ведется при движущемся расплаве 25 в экструдере, в корпусе 26 которого расположены магистраль 23 охлаждения и нагревательный элемент 22.Система работает следующим образом.На вход первого блока 1 вычитания с вадатчика 24 поступает уставка х. На второй вход первого блока 1 вычитания поступает сигнал хг с термо пары 19. Разность х = х- хг этих сигналов подается на регулятор 2, где преобразовывается в соответствии с выбранным законом регулирования в сигнал х, С выхода регулятора 2 сиг гнал хр поступает на выпрямитель 3 ивторой релейный элемент 15, на выходекоторых появляются соответствующиесигналы:Хр"р, я= 81 п хр.Блок определения обратных величинвыполняет следующую Функцию: хр, =где Ко- постоянный, заранее выбираемый коэффициент.На выходе ключа 5 сигнал х, изменяется по следующей зависимости:х о э, при хне -- О,О0 при хнр= 1,где ХН - выходной сигнал элементаНЕ 14.На выходе ключа б сигнал х к изменяется по следующей зависимости:Х 1При Х 1 р Охк 90 пих =1Р .р ю где х Р - выходной сигнал триггера 13,Счетчик 13 работает непрерывно от таймера 10. Сброс счетчика 9 осуществляется импульсным сигналом, поступающим с дифференциатора 12, Импульсы на выходе дифференциатора 12 появляются только при переключении первого релейного элемента 11, которое происходит при условиих Рз = х 3 - х бц = 0где х - выходной сигнал сумматора 7;хсц - сигнал со счетчика 9.1Содержимое счетчика 9 (хц) всегда непрерывно возрастает от нуля довеличины, равной или превышающей х,после чего оно сбрасывается . Одновременно со сбросом счетчика 9 триггер13 изменяет свое состояние на противоположное, В зависимости от начального состояния триггера 13 в начальный момент работы системы могут бытьдва случая: открыт ключ б и открыт,ключ 5,В первом случае на выходе второгоблока 8 вычитания, начиная с начального момента работы, система будетсравнивать во времени сигналы хм ихс(. Первый релейный элемент 11 находится в одном из своих состояний, например -1. При равенстве х, и хпроизойдет смена состояния первогорелейного элемента 11 на 1, дифференциатор 12 выработает положительный импульс, который сбросит счетчик и, пройдя вентиль 16, поступитна триггер 13, перебросит его в состояние 0 ф, ключ б закроется, аключ 5 откроется. С триггера 13 на блок 17 произведения поступит положительный импульс длительностью, равной содержимому счетчика 9 в момент сбрасывания его содержимого, определяемого величиной х, в этот момент.5На блоке 17 умножения происходит определение соответствия импульсов управления каналами обогрева и охлаждения. Для этого импульсам управления приписывается знак соответствующий О знаку сигнала на выходе регулятора 2, определяемому вторым релейным элементом 15. Разделение импульсов по знаку происходит в блоке 18 опреде-. ления полярности, представляющем,со бой диоды различной полярности.Пауза между импульсами организуется аналогично. Обратная величина сигнала х проходит первый ключ 5, сумматор 7, сравнивается во втором блоке 8 вычитания с содержимым счетчика 9, появление нулевого значения с которого совпадает с окончаниемимпульса управления и при равенстве сигналов хоз и харч, когда разность их меняет знак, первый релейный элемент 11 меняет свое состояние с -1 на 1 Дифференциатор 12 формирует положительный импульс, который меняет состояние триггера 13 на противоположные, т.е. с 0 на 1. Пауза заканчивается.Таким образом, длительность паузы между импульсами управления оказывается промодулированной в соответствии с обратной величиной сигнала с регулятора 2О.В 0,6х1 хрВ соответствии с положительными 40 импульсами управления произойдет . включение пускового реле 20, с отрицательными - управляемого клапана 21,Предлагаемая система за счет более глубокой модуляции управляющего 4 воздействия на объект позволяет уменьшить колебания температуры расплава на выходе экструдера до Зо и способствует улучшению качественных показателей иэделияФормула изобретенияСистема управления температурным режимом экструдера, содержащая исполнительные механизмы элементов обог рева и охлаждения, последовательно соединенные термопару, установленную в экструдере, первый элемент вычитания и регулятор, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации температуры ,расплава, она снабжена втогым элементом вычитания, первым и вторым ключами, первым и вторым релейными элементами, выпрямителем, блоком определения обратной величины, сумматором, дифференциатором, вентилем, триггером, блоком умножения, блоком определения полярности, счетчиком, таймером, элементом НЕ, причем выход регулятс ра соединен последовательно через выпрямитель, блок определения обратной величины, первый ключ, сумматор, второй элемент вычитания, первый релейный элемент, дифференциатор, вентиль, триггер, блок умножения, блок определения полярности с входами исполнительных механизмов обогрева и охлаждения, выход регулятора соединен через второй релейный элемент с входом блока умножения, выход выпрямителя соединен через второй ключ с входом сумкатора, выход триггера соединен с входом второго ключа и через элемент НЕ с входом первого ключа, выход дифференциатора соединен через счетчик с входом второго элемента вычитания, а выход таймера соединен с входом счетчика.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе2. Вгепег Н. Ац 1 оша 11 за 11 оп 1 п бег Ег 1 гизХозчегагЬе 11 щщ. -Р 1 азг.- чегагЬе 11 ег , 1973, Вд 24, 9 10, 3. 598-600.2. Вгепег Н. АцЬмааМзаИоп Зп бег Ег 1 гцз 1 опзчегагЬе 11 шщ.-ффР 1 аз 1- чегагЬеЫег, 1975, ВЙ 26, В 10, з. 581-586 (прототип).остав ехред Редак ришано аз 4549/21 1130 я Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 679ИИПИ Государственногпо делам изобретенийМосква, Ж, Раушс ксандров Корректор В. Синицкая Подписноемитета СССРкрытийаб., д. 4/5