Устройство для регулирования температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n)841128

Ф" Ъ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (зим. к.з (22) Заявлено 091178 (21) 2681737/24-18

Н 05 К 10/OÎ

G 05 0 23/19 с присоединением заявки ¹

Государственным комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2306.81. бюллетень 89 23

Дата опус)ликования описания 2506.81

И) УДК 621=555. . 6 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.В. Забульский и Я.В. Мозиль

Львовское специальное конструкторско-техно огичесКс)е б (71) 3 а яв и тель юро Производственного объединения"ЮвелирТ) )т>м-"--- ., (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ TENIIEPATY} I)I

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в тех областях техники, где требуется высокая точность стабилизации температурного режима при длительных технологических процессах.

Известно устройство для регулиро-. вания температуры, содержащее измерительные схемы и нагреватели, расположенные в термостатируемых объектах, основной и резервный каналы ре" гулирования (1).

Однако такое устройство не обес" печивает непрерывного контроля за исправностью резервного канала и сигнализацию выхода из .строя основного, либо резервного канала, что снижает его надежность, кроме того; оно ИO обеспечивает высокой точности регуЛИ- 20 рования температуры, так как регуЛИрующий канал периодически подклад)чй" ется к термостатируемому объекТУ.

Наиболее близким по технической сущности )с предлагаемому явл етбя устройство регулирования температуры, содержащее в каждом канале регулйрования термодатчик, измерительный блок и последовательно соединенные регулирующий блок, блок формирования ЗО импульсов, тиристорный силовой блок и нагреватель (2 1.

Недостатком известного устройства является отсутствие контроля эа его состоянием, так как неисправность или отказ любого блока приводит к. значительному отклонению температуры от установленных значений, что особенно важно для регулирующих .устройств работающих в течение длительного времени. Кроме того, при отказе изме-. рительных блоков требуется сравнительно большое время для восстановления регулирующего устройства, так как необходимо определенное время для прогрева измерительных блоков при их замене и надежность измерительных блоков, как правило, ниже остальных блоков устройства для регулирования температуры.

Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет обеспе ййя непрерывного контроля за его с стоянием и скользящего резервирования измерительных блоков.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования те).: пературы содержит эадатчик напряжени: нагрузочный элемент, два реле времени, три элемента ИЛИ, блок включения

84 11 28 резерва, блок сигнализации и в каждом канале регулирования переключатель, элемент памяти, элемент. И, инвертор, блок контроля, подключенный к выходу измерительного блока, выход инвертора соединен с первым входом элемента И, выход которого через элемент памяти подсоединен к одному из входов первого элемента HJIH и к управляющему входу переключателя, к первому входу которого подсоединен термодатчик, к второму входу и перво-. му выходу — .соответственно выход и вход измерительного блока, к третьему входу и второму выходу — соответственно вход и выход резервного блока, к третьему выходу вход регулирую- 15 щего блока, выход блока контроля каждого канала регулирования подсоединен к второму входу соответствующего элемента И, соответствующему входу блока сигнализации и к одному из 20 входов второго элемента ИЛИ, выход которого через первое реле времени подсоединен к третьим входам элеменТоВ И, выход блока включения резерва подсоединен к нагрузочному элемен- 75 ту, первый вход — к задатчику напряжения, жгорой и третий вход — соответственно к выходу и входу резервного блока, управляющий вход — к выходу первого элемента ИЛИ и через второе реле времени — к одному из входов третьего элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к входам инверторов, а другой вход — к соответствующему входу блока сигнализации и выходу блока контроля резервного блока, вход которого соединен с выходом резервного блока.

На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования тем пературы. 40

Устройство содержит в каждом канале регулирования термодатчик 1 и нагреватель 2, расположенные в термостатируемом объекте 3, переключа-. тель 4, подсоединяющий термодатчик 1 и регулирующий блок 5 соответственно к входу и выходу основного измерительного блока б, либо резервного блока 7, блок 8 формирования импульсов тиристорный силовой блок 9, под- go соединенный к нагревателю 2, блок 10 контроля, соединенный с выходом измерительного блока б, инвертор 11, элемент И 12, элемент 13 памяти. Кроме того, устройство содержит блок 14 сигнализации, блок 15 Управления, элементы ИЛИ 1б-18, реле 19 и 20 времени, блок 21 включения резерва, задатчйк 22 напряжения и нагрузочный элемент 23. Каждый из блоков 10 контроля-содержит усилитель 24, выход 69 которого подсоединен к инверсному вхо ду порогового элемента 25 и прямому входу порогового элемента 26, к другим входам которых подсоединены источники .27 и 28 единицы порога, а выходы пороговых элементов подсоединены к элементу ИЛИ 29.

Устройство раббтает следующим образом.

Сигнал с термодатчика 1 через переключатель 4 поступает на вход измерительного блока 6. В измерительном блоке происходит компенсация сигнала термодатчика 1 сигналом от встроенного в измерительный блок задатчика напряжения и разница этих сигналов усиливается предварительным усилителем измерительного блока, с выхода которого сигнал разбаланса поступает через переключатель 4 на вход регулирующего блока 5. Устройством для регулирования температуры предусмотрено скользящее резервирование измерительных блоков б. Для этого дополнительно введен резервный измерительный блок 7, который при работе устройства находится во включенном (разогретом) состоянии, что позволяет в любой момент времени при отказе одного из основных измерительных блоков резервировать его резервным блоком без подготовки (включение питания, прогрев),.что в свою очередь уменьшает погрешность регулирования.

Для непрерывного контроля за исправ-, ностью резервного блока, осуществляемого с помощью блока 10 контроля, к входу резервного блока подсоединен через блок 21 включения резерва, за датчик 22 напряжения, а к его выходу — нагрузочный элемент 23.

После набора термостатируемыми объектами 3 рабочей температуры, подачей команды с блока 15 управления на блок 14 сигнализации и управляющие входы элементов 13 памяти, включается в работу схема сигнализации и резервирования. При этом сигнал на выходе измерительных блоков б не должен превышать значения

U BblX —+ b U где hU — разбаланс (в мкВ) между сигналом термодатчика 1 и встроенным задатчиком изме- рительного блока, который в пересчете на О C для определенной градуировки термодатчика 1 равен абсолютной погрешности регулирования температуры в термостатируемых объектах;

К вЂ” коэффициент усиления измерительного блока б.

При исправном резервном блоке сигнал от задатчика 22 напряжения компенсируется сигналом встроенного задатчика резервного блока и его выходной сигнал не должен превышать по абсолютной величине какого-то оп- . ределенного значения.

Появление неисправности в какомлибо из измерительных блоков (например, дрейф нуля встроенного задат8 41128 чика выше нормы и т.п.) в установившемся тепловом режиме приводит к увелдчению его выходного сигнала.

Выходной сигнал с измерительного блока поступает на блок 10 контроля, где усиливается усилителем 24 и при превышении сигналом по абсолютной величине уровня сигнала заданного источниками 26 и 27 единицы порога срабатывает одна из пороговых схем, в зависимости от полярности входного сигнала. При этом сигнал с порогового элемента через элемент ИЛИ 29 поступает в блок сигнализации, на один из выходов соответствующего элемента И 12 и на вход элемента ИЛИ 16.

Однако на выходе элемента И 12 сигнал отсутствует до момента подачи сигнала на вторые входы элементов.

И 12 через времейную задержку, обесгФчиваемую реле 19 времени при этом сигнал с выхода элемента И 12 через 20 элемент 13 памяти включает переключатель 4 и через элемент ИЛИ 18 включает блок 21 включения резерва. Блок включения резерва отключает от резервного блока 7 задатчик 22 и нагрузочный элемент 23. Переключатель

4 отключает от термодатчика 1 и регулирующего блока 6 отказавший изме-. рительный блок и подключает в работу резервный измерительный блок 7.

Для исключения аварийного подключения резервного блока к двум каналам регулирования при возможном отказе следующего измерительного блока, сигнал с выход элемента ИЛИ 18 через реле 20 времени, элемент ИЛИ 17, инверторы 11 закрывает элементы И 12.

Устройством также предусмотрена бло.кировка на включение резервирования при неисправном резервном блоке 7.

При отказе резервного измерительного 40 .блока 7, сигнал с выхода блока контроля резервного блока .через элемент.

ИЛИ 17 и инверторы 11 закрывает элемент И 12. После устранения неисправности (замены отказавшего блока, его 45 ремонте и т.п.) кратковременным снятием сигнала с управляющих входов . элементов памяти с помощью блока 15 управления отключается переключатель

4 и блок 21 включения резерва. Переключатель отключает резервный блок и подключает в работу основной измерительный блок. Блок включения резерва подключает к резервному блоку задатчик 22 и нагрузочный элемент 23.

Реле 1 9 времени обеспечивает временную задержку на включение резервирования, исключая тем самым включение резерва при случайных кратковременных помехах.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее в каждом канале регулирования термодатчик, измерительный блок и последовательно соединенные регулирующий блок, блок формирования импульсов, тиристорный силовой блок и нагреватель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства оно содержит задатчик напряжения, нагрузочный элемент, два реле времени, три элемента ИЛИ, блок включения резерва, блок сигнализации и в каждом канале рег улирования перекдючатель, элемент памяти, элемент И, инвертор, блок контроля, подключенный к выходу измерительного блока„ выход инвертора соединен с первым входом элемента И, выход которого через элемент памяти подсоединен к одному из входов первого элемента ИЛИ и к упра ляющему входу переключателя, к пер- вому входу которого подсоединен термодатчик, к второму входу и первому выходу — соответственно выход и вход измерительного блока, к третьему входу и второму выходу — соответственно вход и выход резервного блока, к третьему выходу вход регулирующего блока, выход блока контроля каждого канала регулирования подсоединен к второму входу соответствующего элемента И, соответствующему входу блока сигнализации и к одному из входов второго элемента ИЛИ, выход которого через первое реле времени подсоединен к третьим входам элементов И, выход блока включения резерва подсоединен к нагрузочному элементу, первый входк задатчику напряжения, второй и третий вход — соответственно к выходу и .входу резервного блока, управляющий вход — к. выходу первого элемента ИЛИ и через второе реле времени — к одному из входов третьего элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к входам инверторов, а другой вход — к соответствующему входу блока сигнализации и выходу блока контроля резервного блока, вход которого соединен с выходом резервного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 419858, кл. G 05 0 23/19, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 441553, кл. G 05 0 23/19, 1972 (прототип);

8413 28

Заказ 4869/84

Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В. Забульский

Редактор В. Лазаренко Техред Н.Ковалева КорректорО. Билак