Программный регулятор температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«»809106 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М Кл з (22) Заявлено 13.12.78 (21) 2695361/18-24

) с присоединением заявки №вЂ”

G 05 D 23!19

Государственный комитет (23) Приоритет— (53 ) УД К 621 555..6 (088лЗ) Опубликовано 28.02.81. Бюллетень ¹ 8 ао делам нвобретеинй н открытнй

Дата опубликования описания 10.03.81 (72} Авторы изобретения

Н. М. Цирельсон и 1О, F.. Козлов

/ 1

) Уральский завод тяжелого машиностроения им. Серго Орджоникидзе

Ц (? 1 ) Заявитель (54) ПРОГРАММНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к устройствам для программного регулирования температуры различных обьектов, например программного регулирования температуры в термических нагревательных печах.

Известно устройство для программного регулирования температуры, содержагцее блок управления, подключенный по входам блока задания скорости изменения температуры, блока выдержки времени и блока устгвок температуры, другой вход которого связан с выходом блока задания скорости изменения температуры, а выход подсоединен к другому входу блока выдержки времени, выход которого подключен ко входу блока задания скорости изменения температуры (1) .

1Ü

Известен также программный регулятор, содержащий датчики температуры, подключенные к измерительному многоточечному прибору, к которому через обегающее устройство подключены управляющие реле, соединенные с исполнительными органами и с 20 блоком термической обработки связи (2).

При этом реохорд-датчик измерительного многоточечного прибора включен встречно с реохордом-задатчиком, расположенным в блоке, командных реле и кинематически связаннымн с электродвигателем блока задания скорости, который также кинематически связан с реохордом управления, расположенным в блоке управления, в котором также расположено нуль-реле. соединенное с блоком переключений, к которому также подклю— чено реле времени.

Недостатком этого программного регулятора является невысокая точность регулирования и невозможность получения длительных многократноповторяемых выдержек времени.

Цель изобретения — повышение точности регулирования и расширение области применения.

Для достижения поставленной цели, программный регулятор температуры, содержаший многоточечный измерительный блок, к информационным выходам которого подключены датчики температуры, к первым выходам через управляющие реле-исполнительные органы, а ко вторым выходам — первый и второй входы блока команды реле, связанного выходом с управляюшим входом многоточечного измерительного блока и

809106 блока управления связаны с выходом блока задания скорости, изменения температуры, а выход блока управления через коммутатор связан со входом реле времени выходом оединенного с переключающим входом блока управления, содержит блок пропорционального регулирования, входы которого связаны с первым и вторым входами, а выход — с третьим входом блока командных реле.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого программного регулятора; на фиг. 2 — график изменения температуры.

Программный регулятор температуры содержит датчики 1 температуры, соединенные с многоточечным измерительным прибором 2, содержащим обегающее устройство 3 и реохорд-датчик 4, который включен встречно реохорду-задатчику 5. Блок командных реле 6 содержит электронное реле 7, к выходу которого подключены реле 8 открытия и реле 9 закрытия регулирующего органа. Блок 10 пропорционального управления, состоит из последовательно соединенных усилителя напряжения 11, усилителя 12 мощности и выпрямителя 13, выход которого через кснтакт 14 исполнительного переключателя измерительного многоточечного прибора 2 соединен с триггером Шмитта 15, его вы ход соединен с управляющим электродом тиристора 16. выход которого через контакт 17 или контакт 18, реле 8 открытия и реле 9 закрытия регулирующего органа, в зависимости от того который замкнут в данный момент, соединен с обегающим устройством 3, которое через управляющие реле 19 соединено с исполнительными органами 20.

Движок реохорда-задатчика 5 кинематически связан с валом электродвигателя

21, расположенного в блоке 22 задания скорости изменения температуры. Схема изменения скорости электродвигателя 21 состоит из выпрямителя 23 и переменного сопротивления 24. С валом электродвигателя

2l кинематически связан также движок реохорда 25 управления, который расположен в блоке 26 управления и включен встречно реохорду 27 и реохсрду 28 установки предельнрго значения температуры, которые через нечетные положения четвертого нуля

29 шагового искателя 30 соединены со входом нуль-реле 31.

Нуль-реле 31 состоит из усилителя 32 и реле 33 и также расположено в блоке управления 26. Реле 33 соединено с коммутатором 34, состоящим из пусковой кнопки

35, соединенной с шаговым искателем 30, который соединен с промежуточным реле

36. Коммутатор 34 соединен с блоком управления 26 и с реле времени 37, включающего в себя реверсивный электродвигатель

38, в схему управления которого введены контакты 39 реле 33 и контакты 40 промежуточного реле 36.

1О !

25 зо

«Q

Реверсивный электродвигатель 38 соединен с редуктором 4 1, на выходном валу которого установлен соединенный с земляной шиной ползуном реохорда 42 обратной свя-. зи по времени, который включен встречно с реохордами 43 и 44 установки предельных значений выдержки времени. Движки реохордов 43 и 44 установки предельных значений выдержки времени через четные положения четвертого нуля 29 шагового искателя 30 соединены со входом нуль-реле 31.

Программный регулятор температуры раоотает следующим образом.

В исходном состоянии схема обесточена.

При нажатии пусковой кнопки 35 срабатывает шаговый искатель 30 и переходит из нулевого положения в первое. Первому положению шагового искателя соответствует первый участок программы. На этом участке (фиг. 2) подъем температуры должен производиться с определенной скоростью и до определенного предельного значения т=мпературы Т. Скорость подъема температуры определяется скоростью перемещения ползунка реохорда-задатчика 5, который перемещается двигателем блока 22 задания скорости изменения температуры, Скорость ротора двигателя определяется постоянной составляющей тока, протекающей по обмотке двигателя. Схема изменения постоянной составляющей тока выполнена на выпрямителе 23 и ряде переменных сопротивлений 24, величина которых устанавливается оператором. Предельное значение температуры подъема на первом участке устанавливается с помощью переменного резистора 27.

Когда шаговый искатель находится в первом положении и задана скорость подъема температуры и предельное значение температуры нг данном участке, ко входу нульреле 31 через четвертый нуль 29 шагового искателя 30 подключается выход моста, образованного реохордом 25 управления и реохордом 27 предельного значения температуры на первом участке. Одновременно с этим поступает напряжение на обмотку возбуждения двигателя 21 блока задания скорости изменения температуры 22, который включается и перемещает кинематически связанные с валом двигателя движок реохорда-задатчика 5, приводит к разбалансу моста, образованного реохордом-датчиком 4, и реохордом-задатчиком 5.

Положение движка реохорда-датчика 4, кинематически связанного с кареткой печатающего механизма, определяется истинным значением температуры в данной зоне объекта, которая измеряется измерительным многотточечным прибором 2 путем поочередного подключения через обегающее устройство 3 соответствующих датчиков температуры 1.

Сигнал разбаланса моста, образованного реохордом-датчиком 4 и реохордом-задат809106 чиком 5 поступает на вход электронного реле 7 блока командных реле 6. В зависимости от знака сигнала разбаланса, поступающего на вход электронного реле 7 срабатывает либо реле 8 и замыкает свои контакты 17, либо реле 9 и замыкает свои контакты 18.

Одновременно с этим сигнал разбаланса моста, образованного реохордом-датчиком 4 и реохордом-задатчиком 5 поступает на вход блока пропорц,:онального регулирования 10 и проходит через це кочку последовательно соединенных усилителя напря10 жения 11, усилителя 12 мощности и выпрямителя 13. При печатании номера зоны, в которой измеряется температура в данный момент времени опускается каретка печатаюшего механизма многотточечного прибора 2, нажимает исполнительный переключатель и замыкает его контакт 14, через который напряжение поступает на вход триггера Шмитта 15, время срабатывания которого пропорционально величине сигнала разбаланса. Сработав, триггер Шмитта 15 подает напряжение на управляющий электрод тиристора 16 и открывает его. Через открытый тиристор 16, через один из замкнутых контактов 17 или 18, через обегающее устройство 3 поступает напряжение на катушку управляющего реле 19 соответствующей зоны. Промежуточное реле 19 срабатывает и замыкает свои контакты в цепи исполнительного органа 20 данной зоны. Исполнительный орган 20 начинает работать и, перемешая регулирующий орган, изме- 30 няет подачу энергии в данную зону объекта. та. После того как будет напечатан номер зоны, в которой в данный момент измеряется температура, каретка печатающего устройства поднимается вверх и разомкнет 35 контакт 14 исполнительного переключателя многоточечного измерительного прибора 2 и исполнительный механизм остановится.

Подключение пропорционального блока

10 параллельно электронному реле 7 поз- 40 воляет автоматически изменять время включения исполнительного механизма 20 данной зоны в зависимости от величины сигнала разбаланса моста, образованного реохордом-датчиком 4 и реохордом-задатчиком 5, так как время срабатывания триггера Шмит- 4> та пропорционально величине сигнала разбаланса и может быть различным в пределах времени подключения данной зоны объекта к измерительному многоточечному прибору.

Таким образом, регулирующее воздей- 0 ствие, вносимое в объект, будет пропорционально величине рассогласования между истинным и заданным значениями температурьь

Как только придет в равновесие мост, образованный реохордом 25 управления и реохордом 27 установки предельного значения температуры на первом участке, сработает нуль-реле 31 и переведет шаговый искатель 30 из первого положения во второе, которому соответствует второй участок программы изменения темп атуры.

Во втором положении к входу нуль-реле

31 подключается выход моста, образованного реохордом задачи времени выдержки

43 и реохордом 42 обратной связи по времени. Если мост находится в состоянии разбаланса, то срабатывает нуль-реле 31 и замыкает свой контакт 39 в цепи питания электродвигателя 38 реле 37 времени, он начнет работать и через редуктор 41 будет перемещать движок реохорда 42 обратной связи во времени до тех пор, пока мост, образованный реохордом 43 задачи времени выдержки и реохордом 42 обратной связи по времени не придет в равновесие. Когда мост придет в равновесие, сработает нульреле 31 и переведет шаговый искатель 30 в третье положение. Если в этом положении задана новая скорость изменения температуры и новое конечное значение температуры, то процесс программного изменения температуры будет происходить аналогично вышеописанному.

Одновременно с этим сработает промежуточное реле 36, расположенное в коммутаторе 34 и замкнет свой нормально открытый контакт 40, через который подается напряжение на электродвигатель 38 реле 37 времени, он начинает вращаться в обратную сторону и с помощью обгонной муфты редуктора 41 возвращает движок реохорда 42 обратной связи по времени в нулевое положение. Если же задатчик скорости подьема температуры в третьем положении стоит в нулевом положении, а в четвертом положении задано продолжение выдержки времени, то шаговый искатель 30 перейдет в четвертое положение только после возврата движка реохорда 42 обратной связи по времени в нулевое положение. Режим выдержки времени продлится до задания на данном участке.

Если задатчики на всех остальных участках программы стоят в нулевом положении, то после отработки выдержки времени на четвертом участке шаговый искатель 30 автоматически возвращается в нулевое положение и процесс программного изменения температуры будет закончен.

Введение пропорционального блока позволяет получить пропорциональное регулирование температуры, что положительно сказывается на качестве термообработки изделий в термических нагревательных печах.

Предлагаемый программный регулятор позволяет получить длительные многократно повторяемыЕ выдержки времени в зависимости от условий ведения технологического процесса благодаря тому, что реле времени снабжено электромеханическим приводом и рядом реохордов, один из которых кинематически связан с электромеханичес809106

Формула изобретения

t(mac) Составитель А. Зарубин

Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Кинив

Заказ 3/55 ким приводом и включен встречно с другим реохордами.

По приблизительным расчетам экономический эффект от внедрения предлагаемого программного регулятора составит одну тыс. р. на одну печь. 5

Программный регулятор температуры, содержащий многоточечный измерительный блок, к информационным входам которого подключены датчики температуры, к первым выходам через управляющие реле-исполнительные органы, а ко вторым выходам — первый и второй входы блока коман- 15 ды реле, связанного выходом с управляющим входом многоточечного измерительного блока, причем задающие входы многоточечного измерительного блока и блока управления связаны с выходом блока задания скорости изменения температуры, а выход блока управления через коммутатор связан со входом реле времени, выходом соединенного с переключающим входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, он содержит блок пропорционального регулирования, входы которого связаны с первым и вторым входами, а выход — с третьим входом блока командных реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 498608, кл. G 05 D 23/19, 1974.

2. Страшин А. 3. и др. Программные регуляторы технологических процессов. Л., «Энергия», 1973, с. 98 — 101 (прототип).