Многоточечный регулятор температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 21.04.76(21) 2352589/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04,78,)бюллетень ¹14

Дата опубликования описания 19,04 79

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii 657417 (51) М. Кл

G 05 И 23/19

Гасударстеенна1й комитет

СССР аа делам нэабретеннй и аткрытмй (53) УДК 621.555.

° 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Андрейченко и О. П. Дьяков (71) Заявитель (54) МНОГОТОЧЕЧНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в многоточечных регуляторах температуры.

Известен регулятор температуры, содержащий чувствительный элемент, распределитель, источник форсирующего питания (11 .

Релейный усилитель; используемый в указанном регуляторе температуры, при стабилизации рабочей температуры не позволяет получить высокую точность регулирования. Указанный недостаток устранен в регуляторах температуры, в которых усилитель работает в двух режимах - в релейном режиме, при ускорен ном разогреве, и в режиме широтно-импульсной модуляции, при стабилизации рабочей температуры.

Известен регулятор температуры, содержащий размещенные в объекте регулирования нагреватель и чувствительный

t элемент, подключенный к последовательно соединенным предварительному усилителю, схеме сравнеиия, бесконтактному реле и релейному усилителю мощности, распределитель, через который к нагревателю подключены выходной тран» зистор релейного усилителя мощности н источник форсирующего питания, програм» мный блок, подключенный к схеме сравнения через ключи (2).

Однако этот регулятор не обеспечивает одновременного регулирования температуры на многих объектах.

Наиболее близким техническим решением, в котором устранен указанный недостаток, является многоточечный регулятор температуры, содержащий нагрева

15 тели, датчики температуры, подключенные Ко входам соответствующих усилителей через первые ключи, управляющие входы которых связаны с выходами распределителя импульсов, подключенного

20 к генератору импульсов, триггеры, дополнительные ключи, триггеры Шмитта, интеграторы, инвертрры, селектор, элементы задержки, источник питания, ис657417 точник форсирующего разогрева, программный задатчик (3).

Белью настоящего изобретения является повышение точности регулятора.

Укаэанная цель достигается тем, что в многоточечном регуляторе температуры источник форсирующего разогрева под ключен к нагревателям ч рез соответствующие последовательно соединенные первые дополнительные ключи, управляющие входы которых связаны с последовательно соединенными вторыми управляющими клю чами, триггерами Шмитта, интеграторами, подключенными к выходу распределителя импульсов, третьими дополнительными ключами, подключенными к выходу усилителя, K селекторы, вторые входы которых через четвертые дополнительные ключи связаны с источником питания и выходами триггера Шмитта, и через первые дополнительные ключи источник форсирующего разогрева поди ючен к соответствующим последовательно соединенным инверторам, элементам задерж« ки, триггерам, выходы которых подключены ко вторым входам вторых дополнительных ключей, вторым входам интеграторов и первым входам пятых дополнительньцг ключей, подключенных к выходам программного задатчика и к первым входам, связанных со вторым входом усилителя, шестых дополнительных ключей, вторые входы которых подключены к выходам распределителя импульсов.

На чертеже представлена блок-схема регулятора, который содержит нагреватели,2, датчики 3 темепературы, расположенные на объектах 1 регулирования, селекторы 4, триггеры Шмитта 5, на входе которых установлены интеграторь, 6, усилитель 7, программный задатчик

8, инверторы 9, установленные между одним из входов элемента И и элементами 10 задержки, источник ll форсирующего разогрева, распределитель 12 импульсов, генератор 13 импульсов, триггеры 14, первые ключи 15 и дополнительные ключи 16, 17, 18, 19, 20, 21, источник 22 питания.

Работает регулятор следующим образом.

Импульс от генератора 13 импульсов через распределитель 12 импульсов поступает на управлякицив входы ключей соответствующих каналов и открывает кх, При открытых ключах 15, 17, 18 (первый канал) на вход усилителя 7, который работает в релейном режиме, поступает сигнал с датчика 3 температуры объекта 1. Усилитель срабатывает и через интегратор 6 открывает триггер Шмитта о у 5, который открывает дополнительные ключи 16, и 20, через открьггый ключ

21 подключая к селектору 4 источник

11 форсирующего разогрева и шину источника 22 питания. Через селектор

16 4 к нагревателю подключается источник с более высоким потенциалом, а именно, источник 8 форсирующего разогрева. Объект 1 начинает ускоренно ра оогреваться. Через открытые дополниt$ тельные ключи 18 и 19 на вход усилителя 7 иэ программного задатчика 8 подается сигнал, устанавливающий температуру Qq объекта 1, при которой должно отключиться форсирующее питание и

20 обеспечивается работа усилителя 7 в релейном режиме. Температура.. Я1 ус» танавливавтся для каждого канала.из условия обеспечения минимального времени разогрева объекта. Постояйная

И времени Ь интегратора 6 выбирается Е ) f где Т - время цикла переключения распределителя импульсов 12. За один цикл интегратор 6 не успевает разря> диться и триггер Шмитта 5 остается в открьггом состоянии. При следующем пвреходе распределителя импульсов 12 на первый канал интегратор 6 подзаряжается сигналом с усилителя 7 и про>> должает удерживать триггер Шмитта 5 в открытом состоянии. Когда температу,ра объекта 1 достигает значения Я, усилитель 7 отпускает и на интегратор

6 не поступает сигнал. После разряда интегратора 6, когда напряжение на его выходе станет меньше порога срабатывания триггера Шмитта 5, триггер Шмитта закрывается, дополнительные ключи 15 и 20 также закрыва 6 ются. На входе инвертора 9 сигнал про падает, а с его выхода сигнал, через элемент 10 задержки, поступает на триггер 14 и переключает его. При этом ключи 19 и 21 закрываются и от® ключают ключ 20 от выхода триггера

Шмитта 5 и, программный задатчик канала от входа усилителя 7, который перестраивается на регулирование рабочей температуры и работу в линейном ре жиме.

Одновременно .изменяется постоянная времени интегратора 6 ат< < зт

1 657417

Ключи 19 и 20 остаются в закрытом состоянии до выключения устройства.

После поступления следующего управляющего импульса на ключи 15, 17, 18 с выхода усилителя 7 на вход интегратора 6 поступает сигнал, пропорциональный отклонению температуры объекта 1 от номинальной и заряжает интегратор до амплитудного значения сигнала.

При этом триггер Шмитта 5 открывается, открывается ключ 16 и к нагревателю 2 подключается шина источника питания.

Когда напряжение на интеграторе 6 ста» нет меньше порога срабатывания триггера Шмитта 5, он закрывается и закрывает>.ся ключ 16> при этом ток в нагревателе

2 прекращается. Время разряда интегратора 6 и, следовательно, время протекания тока через нагреватель 2 пропорционально отклонению температуры объекта

1 от номинальнего значения.

Как видно иэ описания, усилитель 7 работает в двух режимах — релейном и линейном. В релейном режиме осуществляется форсированный разогрев объектов более высоким потенциалом. Время отключения форсирующего питания, обеспечивающее максимальную скорость разогрева для каждого объекта при заданных условиях, формируется- при помощи программного устройства по температуре объекта.

После отключения источника форсирующего питания производится переключение усилителя на работу в линейном режиме с целью регулирования рабочей температуры с заданной точностью пу. тем изменения коэффициента обратной связи и смещения рабочей точки усилителя.

Введение форсирующего питания в многоточечный регулятор температуры позволяет сократить время разогрева объекта с 15-20 мин до 3-5 мин, а также существенно сократить объем аппаратуры за счет использования общих элементов. Поскольку управление форсирующим разогревом ведется по температуре в объекте (отключение источника форсирующего разогрева), разброс повремени выхода на рабочий режим не превышает 40% при изменении окружающей температуры от 0 до +40 С, 0

Формула изобретения

Многоточечный регулятор температу- ры> содержащий нагреватели, датчики температуры, подключенные ко входам соответствующих усилителей, через первые ключи, управляющие входы которых связаны с вьмодами. распределителя импульсов, подключенного к генератору импульсов, триггеры, дополнительныв ключи, триггеры Шмитта, интеграторы, инвврторы, селекторы, элементы задержки, источник питания, источникфорсируюшего разогрева, программный эадатчик, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, в нем ис точник форсирующет.о разогрева подключен к нагревателям через соответствующие последовательно соединенные первые дополнительные ключи, управляющие входы которых связаны с последовательно соединенными вторыми управляющими ключами, триггерами Шмитта, интеграторами, подключенными к выходу рас25 пределителя импульсов, третьими дополнительными ключами, подключенными к вьмоду усилителя, и селекторы, вторыв входы которых через четвертые дополнительные ключи связаны с источником питания и выходами триггеров Шмитта, и через первые дополнительные ключи источник форсирующего разогрева подклю>=. чен к соответствующим последовательно соединенным инверторам, элементам задержка, триггерам, вьмоды которых под.35 ключены ко вторым входам вторых дополнительных ключей, вторым входам интеграторов и первым входам пятых дополнительных ключей, подключенньм

4а к выходам программного задатчика и к первым входам> связанньм со вторым входом усилителя, шестых дополнительных ключей, вторые входы которых подключены к выходам распределителя им45 пульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

hh 273548, кл. С 05 0 23/24, 1&68c.

2. Авторское свидетельство СССР

% -374582> кл. 5 05 П 23/24> 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

М 426223, кл. G 05 @ 23/19, 1971.

657417

Составитель 8. Крюков

Редактор В. Чирков Техред 3. фанта Корректор М. Пожо

Заказ 1795/47 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета ОССР о делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проехтнан, 4