Устройство для цифрового регулирования температуры

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1./ .. „3, (- .. л

ЬР !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2! ) 4463541/24 (22) 19.07.88 (46) 15.01.91. Бюл. № 2 (7! ) Государственный всесоюзный центральныйй научно-исследовател ьский и нститут комплексной автоматизации (72) А. В. Червяков и М. Б. П1муэльзон (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 954969, кл. G 05 В 23/19, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1372278, кл. G 05 В 19/18, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФ РОБО ГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов. Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры электропечи. С помощью задатчика температуры устанавливается заданная температура. В каждом "àêòå упИзобретение относится к автоматизации технологически х процессов и может быть использовано, например, для цифрового регулирования температуры электрических печей сопротивления, когда в качестве исполнительного органа используется релейный элемент.

Целью изобретения является повышение точности регулирования температуры электропечи.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для цифрового регулирования температуры содержит датчик 1 температуры. объект 2 регулирования (электропечь), первый аналого-цифровой преобразователь 3, генератор 4 импульсов, блок 5 сравнения, задатчик 6 температуры, первый элемент 7 сравнения, исполнительный ор„„Я0„„1621006 (51)5 G 05 D 23/19

2 ргвления по сигналу от тактового генератора осуществляется сравнение текущей температуры о заданной. Если на данный момент времени текущая температура меньше заданнои, производится включение нагревателя электропечи, в противном случае нагреватель не включается. После включения нагревателя измеряется его ток и рассчитывается время действия управляющего воздействия (время, через которое нагреватель выключается). Это время вычисляется как сумма произведения величины отклонения текугцей температуры от заданной на коэффициент пропорциональности и произведения коэффициента коррекции на разность эталонного и измеренного токов. Таким образом, время действия управляющего воздействия зависит от отклонения и возмущающих воздействий такиx показателей, как колебания напряжения питающей сети и старение нагревателя электропечи. ил. ган 8, датчик 9 тока, второй аналого-цифровой преобразователь 10 и второй элемент 11

/ разом.

Сигнал от датчика 1, характеризующий температуру объекта 2 регулирования (элсктропечи), преобразуется с помощью первого аналого-цифрового преобразователя 3 в цифровой код.

С заданной дискретностью по сигналу от генератора 4 импульсов в блоке 5 сравнения определяется отклонение е текущего сравнения, блок 12 вычитания, ждуи1ий мультивибратор 13, блок 4 c .toæåíèÿ, пер вый блок 15 умножения, задатчик 16 коэф фициента пропорционалшгости, задатчик коэффициента коррекции, задатчик 18 эта лонного тока, второй блок 19 умножения таймер 20.

Устройство работает след ющи м об

1621006

3 значения температуры Т; от заданного значения Т в=Т вЂ” Т; (1)

Заданное значение температуры Т устанавливается задатчиком 6 температуры.

В первом элементе 7 сравнения проверяется условие в)0, при выполнении которого выдается сигнал разрешения включения через исполнительный орган 8 объекта 2 регулирования. Если Т; и Т равны или если текущая температура выше заданной, элект- 10 ропечь не включается или отключается, если до этого момента была во включенном состоянии.

После включения нагревателя электропечи 2 датчиком 9 тока формируется сигнал, характеризующий ток нагревателя электропечи.

Второй аналого-цифровой преобразователь 10 преобразует сигнал датчика 9 в цифровой код, который поступает HB вход второго элемента 11 сравнения и на вход вычи- 2О таемого блока 12 вычитания. Во втором элементе 11 сравнения осуществляется сравнение значения тока нагревателя с нулем. При выполнении условия 1)0 (где 1 — ток нагревателя электропечи) на выходе элемента 11 появляется сигнал, который запускает ждущий мультивибратор, формирующий импульс разрешения работы блока 14 сложения, Таким образом, после включения электропечи в блоке 14 осуществляется расчет времени действия управляющего воздействия

t на объект 2 регулирования в соответствии с выражением

1и = Кп в+ К„(1у — 1), (2) где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

К вЂ” коэффициент коррекции;

I — — эталонное значение тока нагреваУ теля электропечи 2.

Составляющая расчетного времени включения электропечи 2 (1„)К„.е рассчитывается в первом блоке 15 умножения и является составляющей в выражении (2), учитывающей отклонение регулируемого параметра.

Значение К„устанавливается задатчиком 16 коэффициента пропорциональности в зависимости от динамических характеристик электропечи 2.

Значение К„ задается задатчиком 17 45 коэффициента коррекции при настройке устройства и учитывает конструкционные особенности электропечи и материала нагревателя.

Эталонный ток нагревателя 1 задается задатчиком 18 эталонного тока для конкрет- нп ного объекта регулирования 2 и вычисляется перед его пуском в эксплуатацию по формуле

Ч„

1 =— (3) где Я вЂ” сопротивление нагревателя;

U — номинальное напряжение питания 55 электропечи 2.

Составляющая расчетного времени включения электропечи К„(1 — 1) является корректирующей составляющей и учитывает возмущающие воздействия на электропечь 2, такие, как изменения напряжения питания и старение нагревателя. При уменьшении питающего напряжения ток нагревателя 1 уменьшается, составляющая К„(1 — 1) увеличивается и, следовательно, время включения нагревателя корректируется в сторону увеличения. При увеличении напряжения питания выше номинального значения время включения нагревателя уменьшается.

По мере старения нагревателя его сопротивление увеличивается из-за выгорания, ток соответственно уменьшается, а значит, за счет корректирующей составляющей время включения нагревателя возрастает.

Составляющая К, (1 — 1) выражения (2) вычисляется во втором блоке 19 умножения.

В блоке 12 вычитания определяется разность между эталонным и измеренным тока ми.

Рассчитанное время t» является уставкой таймера 20, который по истечении заданного времени через исполнительный орган 8 отключает электропечь 2.

Формула изобретения

Устройство для цифрового регулирования температуры, содержащее задатчик температуры, задатчик коэффициента пропорциональности, блок вычитания, блок сложения, последовательно соединенные датчик температуры, первый аналого-цифровой преобразователь и блок сравнения, к тактирующему входу которого подключен генератор импульсов, а выход которого соединен с первым информационным входом первого блока умножения и с входом первого элемента сравнения, выход которого подключен к входу разрешения включения исполнительного органа, вход команды выключения которого подключен к выходу таймера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, устройство содержит датчик тока, второй аналого-цифровой преобразователь, ждущий мультивибратор, задатчик коэффициента коррекции, задатчик эталонного тока, второй блок умножения и второй элемент сравнения, вход которого подключен к выходу второго аналого-цифрового преобразователя и к входу вычитаемого блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом задатчика эталонного тока, а выход подключен к первому информационному входу второго блока умножения, второй информационный вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента коррекции, а выход подключен к первому информационному входу блока сложения, второй информационный вход которого соединен с выходом первого блока умножения, выход подключен к установочному входу таймера, а вход пазпешения со1621006

5 единен с выходом ждущего мультивибратора, вход запуска которого подключен к выходу второго элемента сравнения, выход датчика тока соединен с входом второго аналогоцифрового преобразователя, выход задат6 чика температуры соединен с вторым входом блока сравнения, а выход задатчика коэффициента пропорциональности подключен к второму информационному входу первого блока умножения.

Составитель Е. Волков

Редактор A. Маковская Техред А. Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 4246 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 7К вЂ”.35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 11 1