Устройство для программного регулирования температуры

 

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов . Цель изобретения - повышение динамической точности устройства. В устройство для программного регулирования температуры введены первый 11 и второй 19 цифровые компараторы , задатчик 9 скорости разогрева, счетчик 8, задатчик 23 коэффициента пропорциональности, первый 20 и второй 7 элементы И, триггер 12, блок 17 вычитания, блок 15 умножения, элемент 13 сравнения, таймер 16, элемент 18 задержки, блок 21 задания приращения коэффициента пропорциональности , тактовый генератор 4, В каждом такте управления по сигналу от тактового генератора 4 осуществляется сравнение текущей температуры с заданной на этот момент времени и производится включение электропечи 2 на время, пропорциональное величине рассогласования. При отклонении скорости разогрева от заданной автоматически увеличивается коэффициент пропорциональности устройства. После достижения температурой электропечи 2 уровня стабилизации, устанавливаемого с помощью задатчика 10 предельного параметра, дальнейшего повьшения температуры не прс5изводится, и коэффициент пропорциональности остается неизменным. 1 ил. с S (Л со to N9 vj 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 05 В 19/18 Щ;Р1 -;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

Ю

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4117313/24-24 (227 27.06.86 (46) 07.02.88. Бюл. У 5 (71) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) М.Б.Ымуэльзон и M.Þ.Гусев (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 881700, кл. G 05 D 23/19, 1981.

Авторское свидетельство СССР

11 954969, кл. G 05 D 23/19, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов. Цель изобретения — повышение динамической точности устройства.

В устройство для программного регулирования температуры введены первый 11 и второй 19 цифровые компараторы, задатчик 9 скорости разогрева, счетчик 8, задатчик 23 коэффициента

„„SU„„1372278 А 1 пропорциональности, первый 20 и второй 7 элементы И, триггер 12, блок

17 вычитания, блок 15 умножения, элемент 13 сравнения, таймер 16, элемент 18 задержки, блок 21 задания приращения коэффициента пропорциональности, тактовый генератор 4. В каждом такте управления по сигналу от тактового генератора 4 осуществляется сравнение текущей температуры с заданной на этот момент времени и производится включение электропечи

2 на время, пропорциональное величине рассогласования ° При отклонении скорости разогрева от заданной автоматически увеличивается коэффициент пропорциональности устройства. После достижения температурой электропечи

2 уровня стабилизации, устанавливаемого с помощью задатчика 10 предельного параметра, дальнейшего повышения температуры не производится, и коэффициент пропорциональности остается неизменным. t ил.

1372278

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов и может быть использовано, например, для программного регулирования

5 температуры электрических печей сопротивления, когда в качестве исполнительного органа используется релейный элемент.

Цель изобретения — повышение динамической точности устройства, На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для программного регу- 15 пирования температуры содержит датчик

1 температуры, объект 2 регулирования (электропечь), аналого-цифровой преобразователь 3, тактовый генератор 4, блок 5 сравнения, генератор 6 20 импульсов, второй элемент И 7, счетчик 8, задатчик 9 скорости разогрева, задатчик 10 предельного параметра, первый цифровой компаратор 11, триггер 12, элемент 13 сравнения, испол- 25 нительный орган 14, блок 15 умножения, таймер 16, блок 17 вычитания, элемент 18 задержки, второй цифровой компаратор 19, первый элемент И 20, блок 21 задания приращения коэ"фици- 30 ента пропорциональности, суммагор 22 и задатчик 23 коэффициента пропорциональности.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчика 1, характеризующий температуру объекта 2 регулирования (электропечи), преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя 3 в цифровой код. С заданной 40 дискретностью по сигналу от тактового генератора 4 в блоке 5 определяется отклонение F. текущего значения температуры Т, от заданного значения Т

Заданное значение температуры формируется с помощью генератора 6, второго элемента И 7 и счетчика 8. Скорость изменения цифрового кода, соответствующего Т, определяется частотой следования импульсов генератора

6. Частота следования импульсов устанавливается с помощью цифрового задатчика 9 скорости разогрева ° Т уве3 личивается до тех пор> пока темпера55 тура электропечи не достигнет уровня стабилизации температуры Т,. Задание

Т, устанавливается с помощью задатчика 10.

В первом цифровом компараторе 11 осуществляется сравнение цифровых кодов от аналого-цифрового преобразователя 3 и задатчика 10. Если температура объекта регулирования меньше Т,, на выходе первого цифрового компаратора 11 сигнал отсутствует. Отсутствие этого сигнала обусловливает наличие сигнала на выходе триггера 12.

Установка триггера в исходное состояние производится при включении устройства по входу Установка 0 1, Сигнал от триггера 12 подается на второй элемент И 7 и позволяет поступать импульсам от генератора 6 на счетчик 8. Сброс счетчика 8 в исходное состояние осуществляется по входу 1 Установка Он при включении устройства. При достижении температурой объекта заданного уровня стабилизации на выходе первого цифрового компаратора 11 появляется сигнал, триггер 12 меняет состояние и в дальнейшем в счетчике 8 изменение цифрового кода не происходит, а сохраняется значение, соответствующее установленному уровню стабилизации.

В элементе 13 сравнения проверяется условие Е > О, при выполнении которого выдается сигнал включения через исполнительный орган 14 электропечи 2. В блоке 15 осуществляется расчет времени действия управляющего воздействия tö в соответствии с выражением

tè=Kп E э где К, — коэффициент пропорциональности, Рассчитанное время 1„ является уставкой таймера 16, который по истечении заданного времени через исполнительный орган 14 отключает электропечь 2. Таким образом, если в данном такте управления текущая температура меньше температуры, заданной на этот момент, то электропечь включается на время, пропорциональное величине отклонения. В случае равенства этих температур или если текущая температура выше заданной электропечь не включается.

Для обеспечения высокой точности регулирования температуры в соответствии с заданной программой (скоростью разогрева) в устройстве предусмотрено автоматическое изменение К „.

Для этого в блоке 17 вычитания произ 3

1372278 в одится определение реальной скорости разогрева Vð электропечи как разности температур за один такт управления в соответствии с формулой

Ч =T --T

Р 3 3-3 > где Т, - значение температуры электропечи предыдущего по отношению к текущему такта управления.

Значение кода, соответствующего I0

Т,, поступает в блок 17 от аналогоцифрового преобразователя 3, а значение кода, соответствующего Т,, формируется в элементе 18 путем задержки поступления кода из аналого-цифрового15 преобразователя 3 в блок 17 на один такт управления ° Цифровой код, соответствующий V поступает во второй цифровой компаратор 19, где производится сравнение заданной скорости раэогева V,, код которой поступает от задатчика 9, и реальной скорости

ЧЕ. При выполнении условия 773 > Чг из второго цифрового кампаратора н первый элемент И 20 выдается сигнал.

На выходе первого элемента И 20 формируется сигнал при наличии сигнала от второго цифрового компаратора

19 и триггера 12, т ° е. если V -. V и Т, 7 Т; Блок 21 выбирает Одно 3 30 двух значений приращения коэффициента пропорциональности 3К„.

3 К„> при поступлении сигнала ьК = от первого элемента И 20., О, при отсутствии сигнала От

35 первого элемента И 20.

В блоке 22 осуществляется суммирование цифрового кода К, начальное значение которого устанавливается с помощью задатчика 23 при настройке устройства, с одним из двух значений с3Кя или О. Из блока 22 результат суммирования поступает в блок 15> где производится вычисление времени управляющего воздействия ° Изменение К во время программного разогрева электропечи может быть описано выражением

К „., при V II 1 V или Т; Тс >

К„, + К„, при Vð 3V и Т; Т

1- 1

Г 3 С> где К вЂ” коэффициент пропорциональ(50 ности, в соответствии с которым вычисляется в текущем такте управления t »

К вЂ” коэффициент пропорциональноill 1 сти предыдущего по отношению к текущему такта управления.

Таким образом, по мере разогрева электропечи К „ автоматически увеличивается, а приращение его происходит в тех тактах управлен ся> в к Зторых скорость разогрева меньше заданной.

При достижении уровня стабилизации

К, становится таким, значение которого достаточно для поддержания этой температуры, при этом срабатывает триггер 12, н блок 21 сигнал не поступает и в дальнейшем К„ остается неизмс нным. Начальное значение К„, а так:Зсе значение .3К„> заданное в блоке 21, ныб33раются при настройке устройства и зависят ат динамических характеристик электропечи.

Преиму3цестна пред:3агаемого устройства па сравнению с известным заключается в повышен:ш динамической точности регулирования, а также в более расхс де электроэнергии на разогрев элекгропечи. Указанные преимущестна достигаются тем, что новое конструктинное выполнение устройСтва ПО 3ВШЫЕ.«. Е . Шс СтвптЬ ОТКЛЮЧЕНИЕ электропечи, †. i, етнжеш3я заданной температуры, учитыь;.я, что из-за инер3(ионнасти и 3>осле Отключения пература продс3лжает расти. При этом время нкяючения печи устанавливается м3п3ньс:3.3ьпым, нс достаточным для обесПЕЧ. Ння .3,3 rWIIIoii Снс рОСтИ раЗОГрЕВа, поэтому избит, сногс, как н известном устройстве, Ilp.,тока энергии к электропечи не набл.одается. Это позволяет . Остигнут ° IIOJJ»II!-.нпя динамической точност33 регулiljloJ3 3нпя н сократить расход электранерги33. формул а и з о б р е т е н и я

YcTpGIIcTI3o лпя программного регулирования тс. мпер iтуры, содержащее nocIlåäoJ3ательн е enIIIIeIIII»ie датчик температуры и аналога-цифроной преобразователь, а также блок сравнения> первый вход которог соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, задатчик предельного параметра, генератор импульсов, сумматор и исполнительный орган, О т л и ч а ю— щ е е с я тем, чта, с целью повышения динамической точности устройства, оно содержит первый и второй цифровые компараторы, задатчик скорости разогрена, счетчик, задатчик коэффициента пропорциональности, первый и второй элементы И, триггер, блок вычитания, блок умножения, элемент сравнения, таймер, элемент задержки> блок задания приращения коэффициента пропор1372278

Составитель А.Исправникова

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор А.Ильин

Редактор П. Гереши

Заказ 482/39 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 циональности и тактовый генератор, выход которого соединен с управляющим входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу

5 счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, входы которого подключены к выходу генератора импульсов и к выходу триггера, выход задатчика скорости разогрева соединен с входом генератора импульсов и с первым входом второго цифрового компаратора, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, вход уменьшаемого которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя и к первому входу первого цифрового компаратора, вход вычитаемого блока вычитания соединен с выходом элемента задержки, вход ко- 2р торого подключен к выходу аналогоцифрового преобразователя, второй вход первого цифрового комларатора соединен с выходом задатчика предельного параметра, а выход — с установочным входом триггера, сбросовый вход которого и сбросовый вход счетчика подключены к входу "Установка 0" устройства, выход триггера и выход второго цифрового компаратора соединены с входами первого элемента И, выход которого через блок задания приращения коэффициента пропорциональности подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента пропорциопальности, выход сумматора подключен к одному из входов блока умножения, другой вход которого соединен с выходом блока сравнения и с входом элемента сравнения, а выход через таймер подключен к первому входу исполнительного органа, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения.