Устройство для регулирования температуры

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (1!1

А1 (Я1 4 G C5 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3791189/24-24 (22) 14.09.84 (46) 23.05.88. Бюл. У 19 (72) Ф.Н.Окунев (53) 621.555.6(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

150) Авторское свидетельство СССР

В 881700, кл, 0 05 D 23/19, 1979.

Авторское свидетельство СССР

9 894667, кл, G 05 В ll/26, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1151932, кл. G 05 D 23/19, 1983. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее датчик и задатчик температуры, последовательно соединенные формирователь управляющих импульсов, регулятор и исполнительный элемент, два блока реверсивного счета, вычитатель, первый делитель частоты, блок синхронизации, вход которого связан с цепью переменного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены кодоимпульсный преобразователь, широтно-импульсный модулятор, формирователь зоны нечувствительности и второй делитель частоты, причем выходы датчика и задатчика температуры подключены к входам широтно-импульсного модулятора и кодоимпульсного преобразователя соответственно, тактовые входы которых связаны с первым выходом блока синхронизации и тактовыми входами блоков реверсивного счета и формирователя импульсов, второй выход блока синхронизации подключен к синхровходам кодоимпульсного преобразователя, первого блока реверсивного счета, формирователя зоны нечувствительности и первого и второго делителей частоты, выход кодоимпульсного преобразователя подключен к первым входам вычитателя и первого блока реверсивного счета, вторые входы которых соединены с третьим выходом блока синхронизации и выходом широтно-импульсного модулятора соответственно, первый выход первого блока реверсивного счета через последовательно соединенные формирователь зоны нечувствительности и первый делитель частоты соединен с первым входом второго блока реверсивного счета, второй вход которого через второй делитель частоты связан а с первым выходом вычитателя, второй выход которого подключен к третьему входу второго блока реверсивного счета, четвертый вход которого связан с вторым выходом первого блока реверсивного счета, первый и второй выходы второго блока реверсивного счета соединены с входами формирователя импульсов, а вход синхронизации — с четвертым выходом блока синхронизации °

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок реверсивного счета содержит коммутатор, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, дискриминатор, элемент

ИСКЛОЧА1ОЩЕЕ КПИ, первый, второй, третий и четвертый входы коммутатора, а таыке его тактовый и синхровходы подключены к соответствующим входам Й блока, первый выход коммутатора соединен с сиихровходом реверсивного счетчика, а второй — с счетным входом реверсивного счетчика, установочный вход которого через формирователь им1397BS8

"(— — при С p —— пью где и

11„и Ь„пульсов связан с тактовым входом блока, который подключен к первому входу дискриминатора, второй вход которого

0 соединен с выходом реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, может быть использовано в системах регулирования температуры термических уст5 ройс тв (печи, термостаты, климатические камеры).

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема уст 10 ройства; на фиг. 2 — блок-схема блока реверсивного счета; на фиг. 3— временные диаграммы работы устройства.

Устройство для регулирования тем- 15 пературы содержит задатчик 1 и датчик 2 температуры, широтно-импульсный модулятор 3, кодоимпульсный модулятор 4, вычитатель S первый блок

6 реверсивного счета, формирователь 20

7 эоны нечувствительности, первый В и второй 9 делители частоты, второй блок 10 реверсивного счета, блок 11 синхронизации, формирователь 12 управляющих импульсов, регулятор 13 исполнительный элемент 14 °

Блок реверсивного счета содержит коммутатор 15, реверсивный счетчик

16, дискриминатор 17, формирователь

18 импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ З0

ИЛИ 19.

На фиг. 1-3 и в тексте приняты следующие обозначения: Z — задание в параллельном коде, произвольно меняющееся во времени; Х вЂ” регулируемая 35 величина в аналоговом виде; длительность импульсов с частотой следования Г„, пропорциональная заданию Z; Г„ — частота следования импульсов такта, С - длительность так- 40 тоных импульсов неизменного значения; — длительность импульсов, пропорционально (функционально) связанная с регулируемой величиной Х; t длительность импульсов неизменного 45

ИЛИ, входы которого подключены соответственно к первому выходу дискриминатора и третьему выходу коммутатора, первый и второй выходы дискриминатора подключены к соответствующим выходам блока. значения, синфазных с импульсами (t,/ — длительность импульсов, равная абсолютному значению разности длительностей te и tz т.е. /tie/

= /С,-С,/.

"Знак С " — импульсный сигнал, соответствующий знаку разности (С -С,); длительность импульсов равна /t,„ I при tz t ; вырождается в уровень

Ло Г Ф 1 при tz 1 t zä — сигнал компенсации; / С / — длительность импульсов, равная абсолютному значению разности длительностей t u t т.е. / С / = /С„-tz /.

"Знак t " " — - импульсный сигнал,,соответствующий знаку разности (С„-С ), длительность импульсов равна / С / при t t вырождается в уровень

"Лог. 1" при t,

h э

1С - — при 1С / --bll lib n

5 э 3 постоянное целое число; параметры настройки половины зон нечувствительности и пропорциональности соответственно в параллельном коде; длительность управляющих импульсов регулятора; частота следования коротких синхроимпульсов высокочастотного генератора. частота следования коротких синхроимпульсов, сформирован13978 ных иэ сетевого напряжения (например, 50 Гц);

К и К вЂ” параметры настройки, коэффициенты деления делителей ч а сто ты;

ЕГ 11„„(- циклические пачки импульсов, число импульсов и

II If пачке пропорционально /t (10

zc и (С «(соответственно;

N u Nz — текущие значения чисел— состояния счетчика 16 импульсов и блоков 6 и 10 реверсивного счета соответст- 15 ненно; — последовательность коротких импульсов, временной сдвиг которых по отношению к заднему фронту импульсов цикла пропорционален сумме /И,( и/N „/.

Устройство работает следующим образом.

После включения сетевого напряже- 25 ния блок 11 синхронизации вырабатывает на втором выходе высокочастотные синхроимпульсы f а также на первом выходе импульсы такта tö фиксированной длительности, воздействующие íà 3р широтно-импульсный модулятор (П1ИИ) 3.

По окончании очередного импульса

Сц в ШИК 3 формируется импульс С с длительностью, пропорционально (функционально) связанной с регулируемой величиной X (фиг. 3).

Во время действия импульса С„ на втором входе импульсов f и на синхо ровходе первого блока реверсивного счета 6 в последнем накапливается число N, соответствующее величине Х, Во время действия импульса t на тактовом входе кодоимпульсного модулятора 4 и на синхровходе (импульсов

1 ) на его выходе вь1рабатываетСя им- 45 пульс tz с длительностью, пропорциональной заданию Z. Одновременно в те чение действия импульса С в блоке

6 происходит сбрасывание накопленного числа с образованием результата

t =С -t в виде двух сигналов — noz тенциального (" Знак С ") "и импульсного (/t () (фиг. 2).

Импульсный сигнал t поступающий также на вход вычитателя 5, сравнинается по длительности с импульсным сигналом С с блока ll синхронизации.

На выходе нычитателя 5 образуются два выходных импульсных сигнала "Знак

88

tt и (t 1, соответстнуюшнх разности Ze С

Выходные сигналы "Знак t" блока

Il tt

6 и Знак С вычитателя 5 поступают на соответствующие входы второго блока 10 реверсивного счета.

Сигнал /t (с выхода блока 6 поступают на вход формирователя 7 эоны нечувствительности регулировочной характеристики регулятора. В формирователе 7 длительность импульсов сигнала / (уменьшается слева (фронт импульса смещается вправо) на эначеЬ ние -„, заданное цифровым кодом, и

О ограничивается справа (спад смещаетПЬл ся влево) до значения ---, также эаЪ данного цифровым кодом (фиг, 3) . Вьгходные импульсные сигналы /С,,«/ и (t< / поступают на логические входы делителей 8 и 9 частоты соответственно, на, выходах последних образуются перио11 11 дические пачки импульсов с частотой заполнения, зависящей от частоты

f. и коэффициентов деления, устанавливаемых цифровыми кодами.

Таким образом, количество импульи II сов в пачках на выходах делителей

8 и 9 частоты соответствует ограниченной ошибке регулирования /И „(и сигналу компенсации /N /, в то время как сигналы "Знак С," и "Знак tzc определяют их знаки для последующего алгебраического сложения в блоке 10.

На временной диаграмме (фиг. 3) представлены два случая работы регулятора: С )С и С аС„ — первый случай (левая часть диаграммы); tz tc и tz

>С« второй случай (правая часть диаграммы). Два других случая, когда

С,сС, на фиг. 3 не показаны, Одновременно с формиронанием "пачек" импульсов /Б,,«(и / Н,/ происходит образование их алгебраической суммы t в блоке IO. В промежутках между импульсами tT в блоке 10 производится считывание числа t до нуля.

Окончание (спад) каждого импульса

t< и переход реверсивного счетчика импульсов блока 10 через нулевое состояние при считывании его импульсами частотой F определяют формирование выходных сигналов t< формирователем

12, причем, сигнал "Знак С ", образу— емый в блоке 10, используется для переключения (реверса) выходных сиг1397888

Ка налов t . Таким образом, на выходе формирователя 12 управляющих и пульсов имеются периодические импульсные сигналы, длительность которых зависит от алгебраической суммы сигналов ошибки н компенсации с соответствующими коэффициентами передачи, определяемыми коэффициентами деления К и К, причем, сигнал ошибки имеет зону нечувствительности 2 6„ и пропорциональности 2h„.

Количество разрядов счета в реверсивных счетчиках 16 импульсов может быть различным в зависимости от требуемого динамического диапаэона входных и выходных сигналов регулятора.

Работа всех блоков синхрониэирована от общего импульсного генератора частотой (f ), а также сетевым источником.

Выбор значений частот f, К, длительностей t + и 1, коэффициентов Кэ, К, зон нечувствительности 25< и 2h„ зависит от динамических характеристик объекта регулирования, требуемых динамических характеристик системы регулирования, усилителя мощности и элементной базы.

Использование изобретения обеспечит повышение точности регулирования, а также надежности и помехоэащищенности.

1 397888 блом/Выход ilr

1с

Ех (dr c /

У

6/у

Составитель Г.Крейман

Техред М.Ходанич

Корректор М.111ароши

Редактор Е.Папп

Заказ 2269/46 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ухгор д, у . р о л. П оектная 4 е