Устройство для регулирования температуры

(56) Василфотогальваизодромнотуры, - П1976, В 6АвторскУ 805274,54) УСТРОЙСТВО ДЗЩ РЕГУЛИРЕИПЕРАТУРЫ57) Изобретение относитсявтоматического регулирова ратуры технологических процессовУстройство. обеспечивает повышениеточности регулирования .за счет учета статистических характеристик старения датчика температурывключенного на одном из входов цифрового регулятора, путем сравнения их с характеристиками эталонного датчика темпе" ратуры. Статистические характеристи" ки старения датчика хранятся в блоке памяти, включенном на другом входе цифрового регулятора, поправка сэталонного датчика вносится черезфункциональный преобразователь и блок .памяти по его адресному входу к упЭравляющему входу которого подключен щ счетчик циклов, управляемый таймером,ц задающим период работы регулятора. Ц) 2 ил.12 ьТ; = Е(и); аТ = Г(и),40 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для автоматического регулирования температуры технологических процессов,Цель изобретения - повышение точности регулирования в процессе эксплуатации устройства.На фиг,1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - набор характеристик старения применяемого датчика температуры, полученный в результате испытаний серии датчиков. температуры данного типа.Устройство содержит последовательно соединенные цифровой задатчик 1 температуры, компаратор 2, исполнительный элемент 3, последовательно соединенные датчик 4 температуры, аналого-цифровой преобразователь 5, сумматор 6, последовательно соединенные таймер 7, счетчик 8, блок 9 па-. мяти, выход которого подключен к второму входу сумматора 6, а второй . вход соединен с выходом функционального преобразователя 10, и эталонный датчик 11 температуры. Функциональный преобразователь 10 содержит реверсивный счетчик 12, сумматор 13, первым входом подключенный к выходу блока 9 памяти, а вторым - к выходу аналогоцифрового преобразователя 5, и компаратор 14, соединенный по первому входу с выходом сумматора 13, а по второму входу - с выходом эталонного датчика 11 температуры, причем первый и второй выходы компаратора 14 соединены с первыми двумя входамй реверсивного счетчика 12,а третий выход - с третьим входом реверсивного счетчика 12 через тактовый генератор 15, а выход реверсивного счетчика 12 соединен с вторым входом блока 9 памяти.Связь функционального преобразователя 10 с эталонным датчиком 11 температуры может быть непосредственной или опосредованной (с помощью оператора) в зависимости от типа эталонного датчика. Сравнение эталонного и текущего значений температуры всегда осуществляется функциональным преобразователем 10 по сигналу оператора. Устройство работает следующим образом.Текущее значение температуры объекта измеряется датчиком 4 температуры, преобразуется в цифровой код преобразователем 5 и подается на пер" 28091 2вый вход сумматора 6. На второй входсумматора 6 подается поправка,учитывающая старение (износ) датчика впроцессе эксплуатации. С выхода сум матора 6 цифровой код вместе с поправкой подается на компаратор 2, ана второй вход. компаратора подаетсязначение заданной температуры объекта от задатчика 1. Компаратор срав кивает эти значения и вырабатываетуправляющее воздействие Е на входэлемента 3, который в зависимости отвеличины и знака Е увеличивает илиуменьшает температуру объЕкта.15 Поправка, необходимая для коррекции старения (износа) датчика, зави"сит от температуры, при которой работает датчик и времени его работыот начала установки.20 Для стационарного технологического процесса, имеющего. строгую последовательность и состоящую из рядатехнологических операций, циклов,определяемых по длительности таймером 25 7 и количеству - счетчиком 5. Эквивалентная средняя температура, прикоторой работает датчик и время егоработы за один технологическийцикл - величины постоянные и могут 30 быть определены с любой точностью.Следовательно может быть полученастатическая характеристика величиныотклонений градуировочной характеристики ьТ, от начальной и семействовозможных характеристик а Т для данного тина датчика, как. где и - количество технологических циклов. Исходя из этого, погрешность поправки в предлагаемом устройстве определяется на начальном участке отклонением реальной характеристикистарения установленного датчика отстатической, а, после определенияреальной характеристики установлен ного датчика - отклонением. ее отвыбранной из семейства возможных..В блоке 9 памяти хранятся все характеристики (показанные на фиг.2),игде -- статическая характеристи 2ка для данного типа датчика, задаиваемая кодом - из функционального2228091 3 1 преобразователя 10 при установке датчика;0 - градуировочная характеристика датчика1 2 Ф 2 12 + 1 э и - семейство характеристик старения (износа) датчика;аЬ, ай - вероятная поправка температуры,ас - поправка температуры по ста.тической характеристике- моменты времени периодического контроля устройства эталонным датчиком температуры,причем каждая под своим номером (кодом).Сигналы с таймера 7, определяющего длительность технологического цикла, поступают на счетчик 5, По коду счетчика из блока 9 памяти на начальном участке работы о, выбирается поправка температуры с учетом ни статическои характеристики - приме 2 няемого типа датчика и подается на сумматор 6. Через время , определяемое априорно, из семейства реальных характеристик применяемого датчика, в течение которого разность поправки температуры ьТ; взятой по статической характеристике, и вероятной поправки температуры реальной характеристики старения ьТ;, имеющей максимальное отклонение от статической, может достигнуть величины погрешности, допустимой по техпроцессу, оператором производится определение реайьной характеристики старения датчика с помощью эталонного датчика температуры.На первый вход компаратора 14 функционального преобразователя 10 поступают значения температуры Тист от эталонного датчика 11 температуры, а на второй вход поступают значения суммы 5 Т, + Т., с сумматора 13, осуществляющего суммирование значений поправки 6 Т из блока 9 памяти и текущего значения температуры Тот датчика 4 температуры через преобразователь 5. Компаратор 14 определяет величину разности ь как и в зависимости от знака ь происходит увеличение или уменьшение предварительно записанного содержимого реверсивного счетчика 12, равного и- с помощью тактового. генератора15, импульсы с которого поступаютна счетный вход реверсивного счетчика.По новому коду реверсивного счетчика 12, поступающего на адресныевходы блока 9 памяти, в последнембудет выбрана из семейства другая характеристика. Величина поправки дТвзятая по этой характеристике и поступающая с выхода блока памяти,обеспечивает более меньшее значение абсолютной величины ь, Процесс поискахарактеристик заключается при б = 0или перемене знака ь.,Таким образом, в течение времениопределяющего реальные характеристики старения установленного датчика,будет осуществляться сканированиесемейства возможных характеристикстарения и выбор наиболее близкой креальной, по которой будет выбираться величина поправки ЬТ," до момента25 времени -2Как показано на фиг.2, на участке оС из блока 9 памяти выбирается поправка ьТ, по среднестатистини,ческои характеристике в . По этой ха 2рактеристике производится корректировка истинного значения температуры до момента времени 1, при котором величина вероятной поправки аЬ,ад = ьТ, должна удовлетворять требованиям к точности устройства, Среднестатистическая характеристика - вы 2бирается из блока 9 памяти по коду4 О РевеРсивного счетчика 12.В момент времени Ц - контроляустройства эталонным датчиком. температуры, в результате определения величины 6, код реверсивного счетчика.45 стал равным, например - + 1иф 2 иПо характеристике - + 1 будет2 производиться корректировка истин ного значения температуры до момента времени С и т.д.Таким образом, периодический контроль устройства эталонным датчиком температуры для уточнения реаль ной характеристики старения установленного датчика и выбор наиболееблизкой из семейства возможных,позволяет практически исключить погреш 1228091ность устройства, вызываемого старением датчика.При временном отключении устройства значение со счетчика 5 и реверсивного счетчика 11 сохраняется,что йриводит при следующих включениях к восстановлению величин поправки ЬТ; выбранной характеристики старения.формула из обретенияУстройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные датчик температуры и аналого-цифровой преобразователь, цифровые задатчик температуры и компаратор, таймер, сумматор, блок памяти, функциональный преобразователь, исполнительный элемент, причем выходы блока памяти и аналого-циф- рового преобразователя подключены к входам сумматора, выход которого соединен с одним иэ входов цифрового компаратора, другой вход которого связан с выходом задатчика, а выход компаратора соединен с входомисполнительного элемента, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности устройства, в него введены счетчик и цифровой эталонный датчик температуры, а функциональный преобразователь содержитсумматор, компаратор, реверсивный 1 О счетчик и тактовый генератор, и внем.входы сумматора подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя и блока памяти соответственно, а выход - к одному из входов 15 компаратора, другой вход которогосвязан с выходом цифрового эталонного датчика температуры, два вцхода компаратора подключены соответственно к управляющим входам ре версивного счетчика, а третий выход - к управляющему входу тактового генератора, выход которого связансо счетным входом реверсивного счетчика, подключенного выходом к адрес ному входу блока памяти, управляющийвход которого соединен с выходомтаймера через счетчик.1228091 аказ 2303/4 Тираж 83 бИ Государственного к делам изобретений и Москва, Ж, Раушс Подписноемитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5 Н 130 ул. Проектная,оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород Составитель Г. КрейманРедактор Ю. Середа Техред Г,Гербер Корректор В, Синицка