Регулятор температуры

 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, может быть использовано преимущественно для прецизионного регулирования температуры в электротермических установках и является усовершенствованием основного изобретения по а. с. № 1136122. Целью изобретения является расширение области применения регулятора . Регулятор температуры содержит блоки сравнения 1-3, блоки 4-6 формирования управляющего воздействия, исполнительные органы 7-9, датчик температуры 10, дифференциальные датчики 11-12, задатчик 13, задатчик 24 градиента температуры, задатчик продления температуры. Расширение области применения регулятора обусловлено возможностью регулирования ,с его по-, мощью градиента температуры в электротермических установках, что увеличивает выход годных изделий. 2 ил. а SS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

Об а,Д (Я

ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1136122 (21) 3837856/24-24 (22) 04.01.85 (46) 30.01.87,Бюл. Ф 4 (72) А.Д.Кормалев и А.В.Михеев (53) 621.555.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1136122, кл. С 05 0 23/19, 1983. (54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к технике автоматического регулирования, может быть использовано преимущественно, для прецизионного регулирования температуры в электротермических установках и является усовершенствованием

„„SU„„1287128 А 2 g 4 С 05 D 23/19 основного изобретения по а. с.

Ф 1136122. Целью изобретения является расширение области применения регулятора. Регулятор температуры содержит блоки сравнения 1-3, блоки 4-6 формирования управляющего воздействия, исполнительные органы 7-9, датчик температуры 10, дифференциальные датчики

11-12, задатчик 13, задатчик 24 градиента температуры, задатчик продления температуры. Расширение области применения регулятора обусловлено возможностью регулирования с его по-, мощью градиента температуры в электротермических установках, что увеличивает выход годных изделий. 2 ил.

1287128

Изобретение относится к автоматическому регулированию, может быть использовано преимущественно для прецизионного регулирования температуры в электротермических установках и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Ф 1136122.

Целью изобретения является расширение области применения регулятора.

На фиг.1 представлена блок-схема регулятора (например, для двух ведомых зон регулирования); на фиг.2— диаграммы, поясняющие принцип работы регулятора.

Регулятор температуры содержит первый 1 вторые 2 и 3 блоки сравнения, первый 4 и вторые 5 и 6 блоки формирования управляющего воздействия, первый 7 и вторые 8 и 9 исполнительные органы, датчик 10 температуры, дифференциальные датчики 11 и 12, задатчик 13, имеющий в своем составе первый генератор 14 цифрового кода задания, первый цифроаналоговый пре25 образователь 15, первый источник 16 опорного напряжения, постоянное запоминающее устройство 17, второй цифроаналоговый преобразователь 18 и третий цифроаналоговый преобразователь

19, второй источник 20 опорного напря-30 жения, первый и второй сумматоры 21 и 22, второй генератор 23 цифрового кода, характеризующего тип используе" мого датчика температуры, задатчик 24 градиента температуры, состоящий иэ 35 генератора 25 цифрового кода градиен та, последовательно соединенных переключателя 26 градиента, управляемого инвертора 27 и цифроаналогового пре" образователя 28, задатчик 29 градиен- 40 та температуры, состоящий из генератора 30 цифрового кода градиента, последовательно соединенных переключателя полярности 31 градиента, управляемого инвертора 32 и цифроаналогового преобразователя ЗЗ. Выход сумматора 21 подключен к вторым входам управляемых инверторов 27 и 32, а выходы цифроаналоговых преобразователей 28 и 33 подключены соответственно к блокам 2, и 3 сравнения.

Регулятор работает следующим образом.

Блок 1 определяет: рассогласование 55 между заданным значением Uq температуры, которое поступает с выхода saдатчика 13, и текущим - U, „, информация о котором поступает с датчика 10температуры. Полученный сигнал рассогласования преобразуется в управляющее воздействие по одному из законов регулирования (например, пропорциональному, пропорционально-интегральному и т.п.) блоком 4 и полученный сигнал поступает на исполнительный орган 7, который изменяет состояние объекта. управления на такое, при котором в системе автоматического регулирования поддерживается равновесие. Заданное значение температуры формируется следующим образом.

Выходной сигнал генератора 14 представляет собой цифровой двоичный код, численно равный заданному значению регулируемой величины в физических единицах измерения температуры (например, о С, .К и т.п.), который поступает на информационные входы первого цифроаналогового преобразователя 15, преобразуется в аналоговый эквивалент ,и через второй сумматор 22 поступает на вход блока 1. В качестве опорного для первого цифроаналогового преобразователя 15 сигнала используется выходной сигнал 0 первого сумматора

21 (фиг.2а), представляющий собой сумму двух сигналов: выходного сигнала первого источника 16 опорного напряжения U, и сигнала AU1 с выхода второго цифроаналогового преобразова,теля 18. Причем сигнал Ю, является корректирующим для сигнала источника

16, служит только для компенсации нелинейности передаточной характеристики используемого датчика температуры (см. фиг.2б, где — передаточная характеристика датчика,. а †. — . — — перецаточнач характеристика задатчика) и определяется содержимым ячеек памяти постоянного запоминающего устройства 17. При помощи этого корректирующего сигнала осуществляется кусочно-линейная аппроксимация градуировочной кривой датчика 10 по формуле Е„=Кi Г, где Е„ - выходной сигнал цифроаналогового преобразователя 15; Т вЂ” выходной сигнал генератора 14; К; — коэффициент, пропорциональный выходному сигналу первого сумматора 21. Количество участков аппроксимации зависит от количества старших разрядов выходного кода генератора 14, которые используются цля задания адреса постоянного запоминающего устройства 17, а точность аппроксимации на конкретном участке on3 128/1 ределяется разрешающей способностью второго цифроаналогового преобразователя 18. Выходное напряжение U, источника 16 выбирается таким, чтобы при нулевом сигнале на выходе цифроаналогового преобразователя 19 обеспечивалась линейная аппроксимация передаточной характеристики на участке с минимальным коэффициентом передачи

К. На фиг.2б это находится между чис- 10 лами 001 и 010 (старшие разряды выходного кода генератора 14). На других участках, требующих большего коэффициента передачи, напряжение источника 16 складывается с выходным 15 напряжением второго цифроаналогового преобразователя 18 и эта сумма является опорным напряжением для первого цифроаналогового преобразователя 15.

Выходной сигнал второго цифроаналого-20 вого преобразователя 18 является ана.логовым эквивалентом информации, по. ступающей из постоянного запоминающе: го устройства, в котором по адресам, определяемым выходным кодом генерато-25 ра 14 и, следовательно, заданным значением температуры, предварительно записаны двоичные эквиваленты напря жения U„, которые нужно добавить к напряжению второго источника 20 опор- 30 ного напряжения для осуществления кусочно-линейной аппроксимации на соответствующем заданной температуре участке аппроксимации.

Некоторые датчики температуры обладают такой передаточной характеристикой, которая не может быть аппроксимирована с достаточной точностью

I уровнением типа Е, =К; Т. К таким дат-40 чикам может бьггь отнесена, например, термопара градуировки ПР . Для таких датчиков требуется кусочная аппроксимация при помощи уравнения типа Е =

=К„ T À„, где А; — постоянное для

4 --ого участка аппроксимации смещение (фиг.2б). Величина А, представляет .собой выходной сигнал третьего цифроI аналогового преобразователя 19, кото- 50 рый при помощи второго сумматора 22 складывается с выходным сигналом цифроаналогового преобразователя 15. Информация о величине А; для конкретного участка аппроксимации записана в постоянном запоминающем устройстве

17, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя 19.

28

Для использования регулятора с различными датчиками, имеющими разные градуировочные кривые (например, термопары различных градуировок ХА, ХК, ПП, ПР, BP) служит второй генератор

23 цифрового кода, выходы которого подключены к старшим. адресным разря=дам постоянного запоминающего устройства 17. Информация же, необходимая для аппроксимации той или иной градуировки, записана в соответствующей области памяти постоянного запоминающего устройства 17, которая определяется двоичным кодом, поступающим от генератора 23. После того как сформировано заданное значение температуры, блок 2 определяет рассогласования между заданным значением U> градиента температуры, поступающего с выхода эадатчика 24 градиента температуры, и текущим значением U, Ä информация о котором поступает с дифференциального датчика 11 температуры, состоящего из двух одинаковых термопар, включенных встречно и расположенных в соседних зонах. Полученный сигнал рассогласования преобразуется в управляющее воздействие по одному из законов регулирования (например, пропорциональному, пропорциональноинтегральному, и т.п.) блоком 5, и полученный сигнал поступает на исполнительный орган 8, который изменяет состояние объекта управления таким образом, что в системе автоматического регулирования поддерживается равновесие, т.е. разница температур верхней и средней зон поддерживается равной заданному значению.

Заданное значение градиента формируется следующим образом.

Выходной сигнал генератора 25 представляет собой цифровой двоичный код, численно равный заданному значению регулируемой величины в физических единицах измерения температуры .(например, С, К и т.п.), который поступает на информационные входы цифроаналогового преобразователя 28 и преобразуется в аналоговый эквивалент.

В качестве опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 28 используется выходной сигнал управляемого инвертора 27. На управляющий вход .управляемого инвертора 27 подается логический сигнал "Ноль" или "Единица" от переключателя 26 полярности градиента температуры. В зависимости от

1287128 — -1 . —

Фунтеаи а аРирмсиi KOllly0

Мт д Ф0 1У

1 ! I

Составитель Л.Птенцова

Техред Л.Сердюкова, Корректор М.Пожо Редактор Л.Повхан

Заказ 7716/51 Тираж 8б2

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, сигнала управления выходной сигнал управляемого инвертора 27 изменяет свою полярность, но по абсолютной величине остается равным входному сигналу. Изменение полярности выходного сигнала управляемого инвертора 27 ведет к изменению полярности выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 28 и, следовательно, к изменению полярности сигнала задания от задатчи-10 ка 24 градиента температуры. Для обеспечения соответствующей зависимости выходного сигнала задатчика 24 на вход управляемого инвертора 27 сигнал подается с выхода первого сумматора 15

21. Таким образом, выходной сигнал задатчика 24 при постоянном цифровом коде на входе ЦАП 28 зависит от изменения опорного напряжения 0„„, подаваемого на ЦАП 28 с выхода сумматора 20

21 через управляемый инвертор 27. Регулирование градиента температуры в

III-й нижней зоне осуществляется аналогично 1-й зоне.

Технико-экономический эффект предлагаемого регулятора заключается в расширении области применения, ооусловленно возможностью регулирования градиента температуры в электротерми- 30 ческих установках, что увеличивает выход годных изделий. формулаизобретения

Регулятор температуры по авт.св.

1136122, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он содержит по крайней мере по числу ведомых зон регулирования дифференциальные датчики температуры и задатчики градиента температуры, а каждый из "=.àäàò÷èêîâ градиента температуры состоит из генератора цифрового кода градиента температуры, последовательно соединенных переключателя полярности градиента температуры, управляемого инвертора и цифроаналогового преобразователя, к информационному входу которого подключен выход генератора цифрового кода градиента температуры, а также последовательно соединеннЫе вторые блоки сравнения, блоки формирования управляющего воздействия и исполнительные органы по числу дифференциальных датчиков температурь1, при этом выходы цифроаналоговых преобразователей соединены с первыми входами соответствующих вторых блоков сравнения, к вторым входам которых подключены выходы соответствующих дифференциальных датчиков температуры, а к вторым входам управляемых инверторов подключен выход первого сумматора задатчика температуры.