Устройство для программного регулирования температуры

)5 С 05 В 19 С 05 1) 23 19 И ЕЛЬСТ исоюзныи цетельскийоматизации сев(57 роцессов,ние надежи технологических тиз Цел я - повыш устройст зобретен отрабатк огрева и лектриче вом програмции темперапосредством стабилиз кой печи ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СИИ(56) АвторскоеР 1372278, кл. РОЛСТВО ДЛЯ ПРОГРАКШОГОНИЧ ТЕ 11 ПЕРАТУР 11 бретение относится к автома восстановления задания при отключнии и последующем включении электрческой энергии. В устройство по а.с.Р 1372278 введены буАерный регистр,второй сумматор и блок ключей. Спомощью задатчика 11 скорости разогрева устанавливается требуемая скоростьразогрева. В каждом такте управления осуществляется сравнение текуей температуры с заданной и производится включение электропечи на время, пропорциональное величине рассогласования. При отключении скорости разогрева от заданной автоматически увеличивается коэААициент пропорциональности. При достижении заданного уровня стабилизации температуры коэФАициент пропорциональностине изменяется. При первоначальномвключении устройства или отключениии последующем включении электрической энергии во время программного1566320510 разогрева происходит обнуление счетчика 8, в буАерном регистре 4 Аиксируется цийровой код, соответствующийтекущей температуре электропечи.Содержимое буФерного регистра поступает в сумматор 7, где Формируетсязаданное значение температуры. Таким образом в качестве уставки автоматически устанавливается текущеезначение температуры, а в дальнейшем приращение уставки производитсяс заданной скоростью путем прибавления величины, соответствующей содерИзобретение относится к автоматизации технологических процессов и 2 О может быть использовано, например, для программного регулирования температуры электрических печей сопротивления, когда в качестве исполнительного органа используется релей ный элемент, и является усовершенствованием изобретения по авт. св, Р 1372278.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства 3 О путем восстановления задания при отключении и последующем включении электроэнергии.На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для программного регулирования температуры содержит датчик 1 температуры, объект 2 регулирования (электропечь), аналого-циАровой пре- /образователь 3, буФерный регистр 4, тактовый генератор 5, блок 6 сравнения, второй сумматор. 7, счетчик 8, второй элемент И 9, генератор 10 - импульсов, задатчик 11 скорости разогрева, блок 12 ключей, задат чик 13 предельного параметра, первый циАровой компаратор 14, триггер 15, элемент 16 сравнения, исполнительный орган 17, блок 18 умножения, таймер 19, блок 20 вычитания, элемент 21 задержки, второй циАровой компяратор 22, первый элемент И 23, блок 24 задания приращения коэАФициента пропорциональности, первый сумматор 25, задатчик 26 коэФФициента пропорциональности.Устройство работает следующим образом. жимому счетчика, Код уставки черезблок 12 ключей поступает в блок 6сравнения. При достижении температурой объекта заданного уровня стабилизации или отключении и последующем включении электрической энергииво время стабилизации температурыпроисходит переключение блока ключейсигналом от триггера 15, и в блок 6сравнения поступает в качестве уставки код заданной температуры стабилизации от задатчика 13 предельногопараметра. 1 ил. Сигнал от датчика 1, характеризующий температуру объекта 2 регулирования (электропечи), преобразуется с помощью аналого-циАровогопреобразователя 3 в циАровой код.При включении устройства циАровойкод с выхода аналого-циФрового преобразователя 3 по сигналу "Пуск"переписывается в буАерный регистр 4и используется для Аормирования заданного значения температуры. С заданной дискретностью по сигналу оттактового генератора 5 в блоке 6сравнения определяется отклонение Етекущего значения температуры Тот заданного значения ТЕ= ТКодовое значение Т Аормируетсядвумя способами в зависимости от режима работы устройства.По первому способу (при разогреве электропечи) циФровой код, соответствующий Т, Формируется вторымсумматором 7 путем сложения содержимого буАерного регистра 4 и счетчика 6. На счетный вход счетчика 8через второй элемент И 9 проходятсчетные импульсы от генератора 10импульсов. Частота следования импульсов, характеризующая.скоростьизменения Т , устанавливается с помощью задатчика 11 скорости разогрева. Подключение второго суьщатора 7,Формирующего циАровой код Т, к блоку 6 сравнения реализуется блоком 12ключей. По второму способу (при стабилизации температуры) циАровой код,соответствующий Т, принимает значенйе температуры стабилизации Тс,установленное задатчиком 13 предельного параметра, 5 1Подключение задатчика 13 к блоку 6 сравнения осуществляется через блок 12 ключей, В случае отключения и последующего включения электропитания в режиме разогрева электропечи происходит обнуление счетчика 8, а в буферном регистре 4 фиксируется цифровой код, соответствующий текущей температуре электропечи Т который при сложении с содержимым счетчика 8 образует на выходе второго сумматора 7 кодовое значение заданной температуры Т. Таким образом, сразу же после включения устройства Т принимает значение текущей температуры нагревателя Т,.1 и процесс разогрева начинается от значения Т= Т., а не от нуля. Изфменение содержимого счетчика 8 продолжается до тех пор, пока текущая температура нагревателя не достигнет уровня стабилизации. Скорость изменения содержимого счетчика 8, а следовательно, и второго сумматора 7,формирующего цифровой код заданной температуры, определяется частотоц следования импульсов генератора 10. Содержимое буферного регистра 4 остается без изменения и равно значению текущец температуры электропечи на момент включения электропитания, Изменение содержимого буферного регистра 4 происходит каждый раз после отключения и последующего включения устройства и сохраняется неизменным при бесперебойной его работе. Т увеличивается до тех пор, пока температура печи не достигнет уровня стабилизации температуры Тс. Задание Т устанавливается с помощью задатчика 13предельного параметра.В первом цифровом компараторе 14 осуществляется сравнение цифровых кодов от аналого-цифрового преобразователя 3 и задатчика 13. Если температура объекта регулирования меньше Т , то на выходе первого цифрового компаратора 14 сигнал отсутствует. Отсутствие этого сигнала обуславливает наличие сигнала на выходе триггера 15. Установка триггера 15 в исходное состояние производится при включении устройства по шине 11 Установка 011, Сигнал на выходе триггера 15 открывает второй элемент И 9 для передачи через него импульсов генератора 10 на счетный. вход счетчика 8. При этом содержимое второго сумматора 7 через блок 12 поступает в блок 6 сравнения. Таким образом, в блок 6 сравнения подается цифровой код, соответствующиц заданной температуре и сформированныц вторым сумматором 7 путем сложения содержимого буферного регистра 4 и счетчика 8, Установка счетчика 8 в исходное состояние осуществляется по шине "Установка О" при включении устройства.При достижении температурой объекта заданного уровня стабилизации на выходе первого цифрового компаратора 14 появляется сигнал. Триггер 15 меняет состояние на противополож 4ное. Изменение выходного сигнала 5 10 15триггера 15 вызывает закрытие второ 20 го элемента И 9 для прохода черезнего счетных импульсов и переключение блока 12. При этом в блок 6сравнения поступает цифровой кодзаданной температуры, соответствующий установленному задатчиком 13предельного параметра значению температуры стабилизации Т. В случаеотключения и последующего включения электропитания в режиме стаби 25 30 лизациц происходит обнуление счетцика 8, установка триггера 15 в исходное состояние и перезапись вбуферный регистр 4 кодового значения текущей температуры нагреватеЕсли после включения электропитания окажется, что текущая температура электропечи Т вьппе или рав 1на заданной температуре стабилизации,то повторятся такие же действия,как при достижении заданного уровнястабилизации, и в качестве заданиябудет сформировано значение заданной температуры стабилизации. Еслиже после включения электропитанияТ ( Т, то установившийся сигнал навыходе триггера 15 откроет второйэлемент И 9 дпя прохода на счетчик 8счетных импульсов генератора 1 О иподключит к блоку 6 сравнения черезблок 12 ключей выход второго сумматора 7. Следовательно, в блок 6поступит цифровой код, соответствующий заданноц температуре и сформированный вторым сумматором 7 путемсложения содержимого буферного регистра 4 и счетчика 8. Скорость из"менения содержимого счетчика,. а сле 15 бб 320довательно, и второго сумматораАормирующего цифровой код заданнойтемпературы, определяется частотойследования импульсов генератора 10,5Таким образом, устройство из режима стабилизации температуры переходит в режим разогрева с заданнойскоростью, который продолжается отТ = Т; до тех пор, пока температура нагревателя не достигнет заданного уровня стабилизации,Если бы не возможность Формирования Т по измеренной (текущей) температуре нагревателя, то при каждомотключении и последующем включенииэлектропитания устройство начиналобы отрабатывать программу разогреваи стабилизации температуры с нуля(заново). В элементе 1 б сравненияпроверяется условие Я 10, при выполнении которого выдается сигналвключения через исполнительный орган 17 электропечи 2.В блоке 18 умножения осуществляется расчет времени действия управляющего воздействия с в соответиствии с выражением"и Кигде К- коэффициент пропорциональности,Рассчитанное время с являетсяуставкой таймера 19. Таймер 19 поистечении заданного времени черезисполнительный орган 17 отключает35электропечь 2. Таким образом, еслив данном такте управления текущаятемпература меньше температуры, заданной на этот момент, то электропечь включается на вРемя, пропорциональное величине отклонения, В случае равенства этих температур илиесли текущая температура выше заданной, электропечь не включается.Для повышения точности регулирования температуры в соответствиис заданной программой (скоростьюразогрева) в устройстве предусмотреноавтоматическое изменение коэАФициента пропорциональности Ки.Для этого в блоке 20 вычитания производится определение реальной скорости разогрева Ч электропечи в соответстРвии с формулойЧ =Т -ТР 1 1-с фгде Т - значение температурыэлектропечи предыдущегопо отношению к текущемутакту управления,Значение кода, соответствующего Т поступает в блок 20 вычитания от аналого-цифрового преобразователя 3, а значение кода, соответствующего Т , Аормируется в элементе 21 путем задержки поступления кода из аналого-циАрового преобразователя 3 в блок 20 на один такт управления. Цийровой код, соответствующий Чр, поступает на второй циАровой компаратор 22,где производится сравнение заданной скорости разогрева Ч,код кото).й рой поступает от задатчика 11, и реальной скорости Ч , При выполнеР нии условия "Чр из второго цифрового компаратора 22 в первый элемент И 23 выдается сигнал,На выходе первого элемента И 23 Формируется сигнал при наличии сигнала от второго цифрового компаратора 22 и триггера 15, т,е. если ЧЧ и Тс (Блок 24 задания приращения коэффициента пропорциональности выбирает одно иэ двух значений приращения коэффициента пропорциональности дКи Ки, при поступлении сигнала от первого элемента дК, = И 23; О, при отсутствии сигнала от первого элемента И 23. В первом сумматоре 25 осуществляется суммирование цифрового кода К, начальное значение которого устанавливается с помощью задатчика 26 коэААициента пропорциональности при настройке устройства с одним из двух значений: йКили О, Из первого сумматора 25 результат суммирования поступает в блок 18 умножения, где производится вычисление времени управляющего воздействия, Изменение К во время программноп го разогрева электропечи может быть описано следующим выражениемК . , при Ч з Ч или ТТ ККи,.,+ Ьки, при Чр ( Ч 1 и где К . - коэААициент пропорциональИ 1 ности, в соответствии с которым вычисляется с, в текущем такте управления; К ;, - коэффициент пропорциональности предыдущего но отношению к текущему такта управления,1566320 Составитель Е,ВолковТехред Л.Олийнык Корректор М.Самборская Редактор В.Данко Заказ 1220 Тираж 677 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская. наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Таким образом, по мере разогрева электропечи К автоматически увелиичивается, а приращение его происходит в тех тактах управления, в которых скорость разогрева меньше заданной. При достижении уровня стабилизации К становится таким, значение которого достаточно для поддержания этой температуры, при этом сраба О тывает триггер 15, в блок 24 задания приращения коэффициента пропорциональности сигнал не поступает и в дальнейшем Кд остается неизменным. Начальное значение К, а также значвние АК, заданное в блоке 24, выбираются при настройке устройства и зависят от динамических характеристик печи,Формула изобретенияУстройство для программного регулирования температуры по авт, св. Р 1372278, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит буферный регистр, второй сумматор иблок ключей, причем информационныйвход буферного регистра соединен свыходом аналого-циФрового преобразователя, выход буферного регистраподключен к первому входу второгосумматора, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а выход -с первым информационным входом блока ключей, второй информационныйвход которого подключен к выходузадатчика предельного параметра, ауправляющий вход соединен с выходомтриггера, выходы блока ключей подключены к второму входу блока сравнения, вход записи буферного регистра соединен с входом Пуск" устройства.