Устройство для регулирования температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЁМПЕРАТУИЛ, содержащее последовательно соединенные задатчик, узел сравиеиия, пре Доварите ль ный усилитель, пропорционально-интегральный блок, выполненный на операционном усилите - ., / ле с резистивно-емкостными цепями, .широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, второй вход узла сравнения соединен с выходом измерительного преобразователя, отличают ее с я тем, что, с целью повышения динамической точности устройства , в него введены управляемый ключ и ограничитель интегральной составляющей, причем первый вход управляемого ключа соединен с выходом широтно импульсного мо цулятора, второй вход - с резистором установки времени интегрирования, a выход с общей шиной устройства, выходы ограничителя интегральной составляющей соединены с обкладками конденсатора пропорционально-интегрального блока, выход которого соединен с входом ограничителя интегральной составляющей. ЭР si

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„А

3($g С 05 Р 23 19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OllNGAHNE NSO6PETEHN), Н АВТОРСКОМУ СВИД-."ТЕЛЬСТВУ

Я (21} 3268845/24-24 .(22} 03,04.81 (46) 15 ° 10 ° 84. Вюл. 9 38 (72} В.,И.Коржов, A.È.Телис, Е.Б.Василенко.и П.П.Каплун (71} Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (53} 62-50 {088 ° 8) (56) 1.Ротач B.ß. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулйрования. М., Энергия, 1973,. с, 165-.173.

2,Певзнер В,B. Èðåöèýèîííûå регуляторы температуры. М., Энергия, 1973. с. 184-185 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА»

НИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последовательно соединенные эадатчик, узел сравнения, предварительный усилитель, пропорционально-интегральный блок, выполненный на операционном усилителе с резистивно-емкостными цепями, широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, второй вход узла сравнения соединен с выходом измерительного преобразователя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения динамической точности устройства, в него введены управляемый ключ и ограничитель интегральной составляющей, причем первый вход управляемого ключа соединен с выходом широтно импульсного модулятора, второй вход — с резистором установки времени интегрирования, а выходс общей шиной устройства, выходы ограничителя интегральной составляющей соединены с обкладками конденса- ф тора пропорционально-интегрального блока, выход которого соединен с входом ограничителя интегральной составляющей.

)118970

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для регулирования температуры электрических печей сопротивления.

Известны устройства для регулирования температуры, содержащие измерительный и формирующий блоки, исполнительный блок, регулирующее воздействие которого функционально связано с величиной и интегралом ошибки 10 регулирования $1) .

Недостатком таких регуляторов является низкое качество переходных процессов.

Известно устройство для регулиро- 15 вания температуры, содержащее последовательно соединенные задатчик, узел сравнения, к второму входу которого подключен измерительный преобразователь, предварительный усилитель, пропорционально-интегральный блок на операционном усилителе с резистивно-емкостными цепями, широтно-импульсный модулятор, усилитель мощности, электрический нагреватель(2) 25

Недостатком данного устройства является то,.что.интегрирование входного сигнала прнводит.к.накоплению избыточнаго .потенциала на.выходе пропорционально-интегрального, блока, значительно превышающего. необходимый для компенсации статической ошибки регулирования. Это вызывает перегрев объекта, замедляет регулирующее воздействие и увеличивает время установления заданного значения температурй.

Цель изобретения — повышение динамической точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования 40 температуры, содержащее последовательно соединенные: эадатчики, узел сравнения, предварительный усилитель, пропорционально-интегральный блок, выполненный на операционном усилителе с резистивно-емкостными цепями, широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, второй вход узла сравнения соединен с выходом измерительного преобразовате» ля, введены управляемый ключ и ограничитель интегральной составляющей, причем первый вход управляемого ключа соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, второй вход— с резистором установки времени интегрирования, а выход — с общей шиной устройства, выходы ограничителя интегральной составляющей соединены с обкладками конденсатора пропорционально-интегрального блока, выход бО которого соединен с входом ограничителя интегральной составляющей.

На чертеже приведена структурная схема устройства для регулирования температуры. 65

Устройство содержит задатчик 1, узел сравнения 2, измерительный пре обраэователь 3, предварительный усилитель 4, пропорционально-интегральный блок 5, широтно-импульсный модулятор б, усилитель 7, операционный усилитель 8, резистор 9, конденсатор

10, ограничитель интегральной составляющей 11, резистор 12 и управ ляемый ключ 13.

Устройство для регулирования температуры работает следующим образом.

Сигнал отклонения действительного значения температуры от заданного с выхода узла сравнения 2 усиливается в усилителе 4 и через пропорционально-интегральный блок 5 поступает на вход широтно-импульсного модулятора б.

На выходе широтно-импульсного модулятора б формируется управляющее воздействие, пропорциональное величине и интегралу сигнала отклонения, поступающее на вход усилителя мощности 7. Ошибка при разогреве объек.та достаточно велика и превышает установленное значение зоны пропорциональности,.а длительность импуль; са.широтно-импульсного модулятора б имеет максимальную .и .постоянную.величину и усилитель мощности 7.осуществляет непрерывный. нагрев объекта. При. этом .управляемый ключ .13 разомкнут и резистор 9 оказывается отключенным от общей точки устройства. Обрыв цепи заряда соответствует максимально возможному увеличению времени интегрирования, т.е. превращению пропорционально-интегрального блока 5 в усилитель сигнала отклонения, а устройства — s пропорциональный регулятор. При вхождении сигнала отклонения в эону пропорциональности длительность импульса широтно-импульсного модулятора б начинает уменьшаться, а величина регулирующего воздействия становится меньше максимальной. Изменение длительности импульса приводит к тому, что управляемый ключ 13 отключает резистор 9 от общей точки только на время их длительности. В оставшуюся часть времени производится интегрирование сигнала отклонения.

Чем меньше длительность импульса и величина регулирующего воздействия, тем большую часть времени резистор

9 подключен к общей тоЧке. Таким образом, скорость накопления заряда интегратором оказывается зависимой от величины сигналов отклонения и регулирующего воздействия. Это способствует уменьшению избыточного заряда интегратора, достижение заданной температуры происходит с регулирующим воздействием меньшим максимального, что снижает амплитуду перэого колебания регулируемой величины.

Составитель Г.Нефедова

Редактор А.Ревин Техред И.Гергель Корректор М.Максимишинец

Заказ 7451/34 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП . Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

При действительной температуре, превышающей заданную, происходит смена знака сигнала на выходе блока 5, ограничитель 11 переходит в другое устойчивое состояние и исполнительными контактами не допускает накопления на конденсаторе 10 потенциала, соответствующего перегреву объекта.

При повторной смене ошибки регулирования нагрев объекта происходит беэ замедления, так как не затрачивается время для переэаряда конденсатора 10. Это уменьшает амплитуду колебания в состоянии недогрев и длительность переходного процесса.

Предлагаемое устройство позволя5 ет получить лучшие динамические показатели регулирования по сравнению с базовым объектом, применяемым в, блоке регулирования БРТ-У4.

Экономический эффект.от испольэо-!

О вания блока регулирования составит

300 руб. Условная доля.предлагаемого решения составляет 10%.