Устройство многопозиционного регулирования температуры

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 940140(5)М. Кл. Ц 05023/19 Рвудврстюный комнтат СССР до двлам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО МНОГОПОЗИЦИОННОГО РЕ ГУЛ И РОВА Н ИЯ ТЕ МПЕ РА ТУРЫ к объе необхо тери пече Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, где введены корректирующие элементы, при помощи которых настраивают оптимальную частоту генератора, с опержащее генератор импульс ов, термодатчики, запатчики почислуканаловтермообработки, обегающий и исполнительный ме ханизмы, блок управления и усилители, Кроме того, в устройстве для получения оптимальной частоты воздействия входной величины в зависимости от динамических свойств объектов регулирования к задатчику через усилители подключен корректирующий Йлок, соединенный с генератором импульсов через блок пересчета импуль- совЯ.Недостатком известного устройства является то, что в нем воздействие на объект регулирования и частота опроса о состоянии объекта совмещены, т,е. Изобретение относится к регулированиютемпературы с использованием электрических средств и может быть использованодля многопозиционного импульсного регулирования температуры в электрических5нагревательных установках, а также всистемах кон цици онирования с электрокалориферами.Известна система многопозиционногорегулирования температуры, которая сос,тоит из управляемого объекта, датчика,задающего блока, блока сравнения, генератора импульсов, исполнительного блокаи нагревателя 1,Недостатком указанного устройстваявляется низкие точность и качество регулирования из-за постоянной длительности периода следования импульсов отгенератора импульсов, При настройкедлительности периода на определенную 20величину для объектов с изменяющейсядинамикой в процессе работы требуется ручная коррекция в зависимости отскорости изменения динамических харака, иначе не будет обесимое качество регулирова3 9401ьастста КОНТРОЛЯ О СОСТОЯНИИ"ЬЕКтас;:к.чется с изменением динамическиххар:,лзркстик, В случае иженения параметров обьекта снижается точность управления им, Такой режим контроля неудовлетворяет необходимой точности реь 1 у и И р ) 3 Ч и( ь д1 ьель изобретения - расширение области применения устройства,Постаьвленная цель достигается тем, 10что В устройство мноГОпозиционнОГО регулирования теипературы, содержащеебЛОК Срсп ьэния, К ВХодаМ КОТОроГО ВКЛЮчен датчи.-.; к задатчик температуры, аи первому и ВТОрому выходам соответственно - первый и второй входы блокафиксации гараметра и исполнительногобьПОКа, :ЫХОдОМ СОЕДИНЕННОГО С НаГрЕВатЕпе.м, а такжеенератор импульсов, вы:;:,одом соединенный с третьим входом 20блока фиксации параметра, выход которого подщючен к третьему входу исполнительного блока, содержит подклюиенныйк управляющему входу генератора импульсов реверсжкый счетчик, первый, второй 25и третий элементы И, первый и второй;пах;ентв ИЛИ и подключенные первымивходаья; -.эрез элемент задержки к выхоу первого.,лепта ИЛИ .ервый и второй триггер:,:,. зыходв:, которых соединены З 0с в.одами Ярвого элемента И, выходомсвязанного .: первым входом первогоэлемс" - а Ы: и с входом вычитанияревес киного с чет тпцг: суурдыиру ющи йвход которого соешнен с вторым входомпервого элемента ИЛИ и с выходом второго элемента ИЛИ, входами подключенного к Выходам второго и третьего элементов И, причем первый вход второго элемента И связан с вторвж выходом первого трнггера, второй вход - с первымвыходом блока сравнения, и вторым входом эрве:;:триггера, первый вход третье: о элемента И связан с вторым выходом второГО триггера, а Второйс ВтОрым выходом блока сравнения и с вторым входом Второго триггера.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 + временная дкаграмма работы устройства.50Устройство отон из Обвекта 1 регулирования, датчика 2 температуры,задатчика 3 температуры, блока 4 сравнеки, на выходе которого возникаклсигналы Больше нормы" 5, "Норма" 6,"Меньше нормы" 7, генератора 8 импужаов, блока 9 фиксации параметра,исполните;ьного блока 10 с нагревателями 1."., реверсивного счетчика 12, вто 40 фрого и первого триггеров 13 и 14, первого, третьего и второго элементов И15 - 17, первого и второго элементовИЛИ 18 и 19, элемента 20 задержки.На вход реверсивного счетчика 12 импульсов поступают сигналы 21 вычитания (снизить частоту генератора) и ситьналы 22 сложения (повысить частотугенератора).На фиг, 2 обозначены различные режимы работы системы регулирования.Устройство работает следующимобразом,При включении устройства в задатчике 3 устанавливается необходимая программа управления обьектом по заданномупараметру,На входы блока 4 сравнения поступают сигналыотзааатчика 3 и датчика 2.При этом на выходе блока 4 сравнениямогут возникнуть сигналы "Норма 6,"Больше нормы5 и "Меньше нормы 7.При этом на блок 9 поступают команды для счета импульсов генератора 8,которые приводят к изменению необходимой мощности источника нагрева (неуказан) . Одновременно ситналы Большенормы 5 и Меньше нормы 7 с блока4 сравнения воздействуют на объект 1через исполнительный блок 10 и нагреватели 11, Все эти режимы приведенына фиг, 2. Возможны слепующие состояния системы в процессе регулирования по заданному параметру, Частота на выходе генератора 8 может быть выше или ниже нормы (оптимальной) для данного объекта. Если частота выше оптимальной, то происходят непрерывные колебания в системе, т,е. возникают на выходе блока 4 сравнения сигналы "Больше нормы", "Норма", "Меньше нормы", Норма" и т.д. (фиг, 2).Если часиота на выходе генератора 8 ниже оптимальной, то на выходе блока 4 сравнения могут быть сигналы "Больше нормы", Норма", Больше нормы" и т,д. при отклонении параметра от заданного значения в большую сторону.При отклонении параметра от заданного значения в меньшую сторону на выходе блока 4 сравнения будут сигналы Меньше нормы", "Норма", "Меньше нормы" и т.д., пока не будет установлено заданное значение параметра, т.е. и в этом случае, если частота нике оптимальной, возникают автоколебания.15 20 25 Зо 35 40 ходом соединенного с нагревателем, а также генератор импульсов, выходом сне дикенный с третьим вко дом блока фиксации параметра, выход которого подключен к тре тьемувкодуисполкительногоблока, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит подключенный к управляющему входу генератора импульсов реверсивный счетчик, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и подключенные первыми входами через элемент задержки к выходу первого элемента ИЛИ первый и второй триггеры, выходы которых соединены с входами 55первого элемента И, выходом связанного с первым входом первого элемента ИЛИ и с входом вычитания реверсивного счетчика, суммирующий вход которого сое 5 94В устройстве осуществ.,1 иется учетдинамики изменения выходных с 1 п"наивблока 4 сравнения и в соответствии гэтим формируются команды, воздействующие на генератор 8, и уменьшаетсяили увеличивается частота импульсовна его выходе. Это происходит следующим образом,Для последовательности сигналов,соответствующей первому варианту(фиг, 2), формируется сигналБольшенормы", при этом на исполнительныйблок 10 поступает воздействие на управление, соответствующее максимальноймощности нагревателей. Пока объект регулирования выходит на заданный режимработы генератор импульсов 8 выдаетнесколько импульсов воздействия на блок9 фиксации параметра, Выходной сигналпоследнего принимает промежуточноезначение заданного параметра. За времявоздействия на объект 1 максимальноймощности выход блокд 9 фиксации блокируетсякак только объект 1 приходит взаданный режим, блок 4 сравнения выдает сигнал "Норма", Исполнительныйблок 10 начинает пропускать на объект1 только то значение параметра, которое зафиксировано в блоке 9.Кроме того, сигнал "Больше нормы"зафиксирован через элемент задержки втриггере 14 до прихода следующего сигнала "Больше нормы". При вторичномпрохождении сигнала Больше нормьг онпоступает на вход элемента И 17, надругом входе которого присутствует разрешаккций сигнвл триггера 14. С выходаэлемента И 17 сигнал проходит на элемент И 19 и далее на вход 22 суммирования реверсивного счетчика 12, который повышает частоту импульсов на выходе генератора 8. Это обеспечиваетпри следующем отклонении от нормы прохождение в блок 9 большего количестваимпульсов эа время устранения этогоотклонения.Если на выходе блока 4 сравнениянесколько раз повторяется сигнал "Меньше нормы" 7 (второй вариант фиг. 2),то это будет зафиксировано в триггере13. И тогда на выходе элемента И 16появится сигнал, который пройдет черезэлемент ИЛИ 19 на вход суммированияреверсивного счетчика 12. При этом также будет увеличиваться частота на выходе генератора 8.В третьем варианте (фиг. 2) на выходе блока 4 сравнения будут поочередно сигналы "Больше нормы", "Норма","Меньше нормы и т,д. При этом каждое отклонение будет фиксироваться в тригге рак 13 и 14, Если в обоих триггерах зафиксированы сигналы, то на выходе элемента И 15 формируется импульс, который проходит на вычитаиаяй вход 21 реверсивного счетчика 12, Это приводит к снижению частоты на выходе управляемого генератора 8,После каждого прохождения сигнала нв вход реверсивного счетчика 12 (сложение22 или вычитание 21) осуществляетсясброс триггеров 13 и 14 через элементИЛИ 18 и элемент 20 задержки.Таким образом, в устройстве осушествляется автоматическая подстройка частоты генератора 8 к оптимальной для данного объекта регулирования в процессе изменения его динамических характеристик, а также автоматически осушествляется учет среднего числа отклонений параметра от заданного значения и вводится коррекция через реверсивный счетчик 12 на генераторе 8. Учет статистии работы и введения соответствующей оррекции повышает функциональные возожности устройства, так как обеспечивает его работу с объектами с изменяющимися динамическими характеристиками. формула изобретения Устройство многопозиционного регулирования температуры, содержащее блок сравнения, к входам которого подключены датчик и задатчик температуры, а к первому и второму выходам - соответственно первый и второй входы блока фиксации параметра и исполнительного блока, выЯ4 ма аз 466 Тираж 914 Подписное гент, г. илиал ПП од, ул. Проектная, 4 940140 8динен с вторым входом первого элемен- гера, а второй - с вторым выходом блата ИЛИ и с выходом второго элемента ка сравнения и с вторым входом второгоИЛИ, входами подключенного к выходам триггера.второго и третьего элементов И, причем Источники информации,первый вход второго элемента И,связанпринятые во внимание при экспертиэес вторым выходом первого триггера, вто 1. Авторское свидетельство СССРрой вход - с первнй выходом блока срав М 377747, кл, 6 05 0 23/19, 1972.нения и с вторым входом первого тригге, Авторское свидетельство СССР,ра, первый вход третьео элемента И М 334588, кл, О 05 В 23/19, 1969свяэан с вторым выходом второго трир- .(прототип).