Устройство для регулирования температуры

 

О П И С А Н И Е,934458

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистическими

Республик (6l } Дополнительное к авт. санд-ну (22) Заявлено 10. 10.80 (2! ) 2990853/18-24 . (5l ) Ì. КЛ.

G 05D 23/19 с присоединением заявки J% юеуднретненный кемнтет

СССР аю делам нзоеретеннй н открытнй (23) Приоритет

0 "Убликовано 07.06.82 Бюллетень № 21 (53). Уд (621.555.

6 (088 8) Дата опубликования описания 09.06.82 (72) Авторы изобретения

Г. А, Губерлуллии и Г. д. Алферов

Челябинский государственный проектный и на учно-* (Ф исследовательский институт промышленного:строиМ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к устройствам для программного регулирования температуры технологических процессов и может быть использовано при термообработке строительных изделий и конструкций.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее пусковой элемент, блок задания скорости изменения температур и блок уставок температур . (1).

Недостатком этого устройства являет ся невозможность его применения при сложной программе изменения температуPbI

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее пусковой элемент, генератор, аналоговый вычитатель, соединенный с термодатчиком, с. реверсивным счетчиком через дешифратор и через исполнительный элемент с нагревателем, и по числу каналов задания генераторы и элементы И, составляющие блок задания скорости измерения температуры, а также элементы сравнения и ключи, составляющие блок задания интервалов температур (2).

Недостатками данного устройства являются ограниченная область применения и малая надежность работы.

Поскольку в данном устройстве переключение участков программы осушествляется при достижении температурой объекта заданных условий (и предполагает обязательное различие этих уровней), невозможно задание (длительностей) пологих участков (уровней стабилизации), а также участков охлаждения, так как в этом случае возникают неопределенные ситуации, при которых к реверсивному, счетчику подключается одновременно два или несколько генератора (тактовых частот), что приводит к нарушению работы устройства.

Таким образом, данное устройство работоспособно только при подъеме (или только при снижении ) температуры. Кро- ме того, устройству характерна малая гибкость и диапазон управления, обусловленные жестко заданной логикой.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные термодатчик, аналоговый to вычислитель, исполнительный элемент и нагреватель, а также пусковой элемент, генератор и подключенный через дешифратор ко второму входу аналогового вычитателя реверсивный счетчик, допол-. нительно содержит блок памяти, подключенные к одному из его входов последовательно соединенные ждущий мульти вибратор, переключатель и регистр памяти, первый, второй и третий элементы

И, таймер, инвертар, соединенные после- довательно делитель частоты и коммутатор режимов, выходом связанный с входом реверсивного счетчика, двоичный счетчик, первый и второй цифровые вычитатели, подключенные к первому и второму выходам блока памяти, третий выход которого соединен со вторым входом коммутатора режимов, а другой вход., через соединенные последовательно второй элемент И, пусковой элемент и двоичный счетчик — с выходом второго цифрового вычитателя, второй вход которого через соединенные последовательно инвертор, выходом подключенный ко второму входу первого элемента И, третий элемент И, второй вход которого подключен к выходу второго цифрового вычитателя, таймер связан с выходом второго элемента И, второй вход второго элемента И и первый вход первого элемента И

40 связаны с выходом первого цифрового вычитателя, вторым входом подключеиного к выходу, реверсивного счетчика, причем выход инвертора связан с выходом второго элемента И, а выход первого эле-45 мента И через генератор подключен к входу делителя частоты.

На чертеже цредставлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит нагреватель 1, объект 2, термодатчик 3, исполнительный элемент 4, аналоговый вычитатель 5, дешифратор 6, реверсивный счетчик 7, коммутатор 8 режимов, делитель 9 частоты, генератор 10, первый цифровой вычитатель 11, первый элемент И 1;», инвертор 13, второй элемент И 14, пусковой элемент 15, двоичный счетчик 16.

Вй 4 блок 17 памяти, второй цифровой вычитатель 18, таймер 19, ждуший мультивибратор 20, переключатель 21, регистр

22 памяти и третий элемент И 23.

Аналоговый вычитатель 5 соединен с термодатчиком 3, дешифратором 6 и исполнительным элементом 4, подключенным к нагревателю 1. Генератор 10, делитель

9, коммутатор 8, реверсивный счетчик 7 и дешифратор 6 соединены последовательно.

Первый цифровой вычитатель 11 подключен первым входом к выходу реверсивного счетчика 7, вторым входом к первому выходу блока 17 памяти и выходом к первому входу элемента 12 и второму входу элемента 14. Второй цифровой вычитатель 18 первым входом подключен ко . второму выходу блока 17 памяти, вторым входом к выходу таймера 19, а выходом к первому и второму входам второго и третьего элементов И 14 и 23 соответ ственно. Второй элемент И 14, пусковой элемент 15, счетчик 16 и блок 17 памяти соединены последовательно, Выход второго элемента И 14 через инвертор 13 подключен ко второму и первому входам соответственно первого и третьего элементов И 12 и 23, выходы которых соединены соответственно со входами генератора 10 и таймера 19. Ждущий мультивибратор 20, переключатель 21, регистр

22 памяти соединены последовательно и, подключены к первому входу блока 17 памяти, третий выход которого подключен ко входу коммутатора 8.

Устройство работает следующим образом..

От генератора 10 импульсы калибрс ванной длительности поступают на делитель 9, который формирует ряд требуемых частот. Управляемый,по третьему выходу блока 17 памяти коммутатор 8 выборочно подключает, одну из этих частот к суммирующему или вычитающему входу реверсивного счетчика 7, выходной сигнал которого поступает на вход первого цифрового вычитателя 11 и через дешифратор 6 на один из входов аналогового вычитателя 5. Последний по результату сравнения уровней сигналов термодатчика 3 (сигнал обратной связи) и дешифратора 6 (сигнал задания) воздействует на исполнительный элемент 4, который через нагреватель 1 регулирует температуру в объекте 2.

Блок 17 памяти хранит заложенную в него информацию и о координатах последовательных номеров участков программы в осях температура — время, при

Устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные термодатчик, аналоговый вычитатель, исполнительный элемент и нагреватель, а также пусковой элемент, генератор и подключенный через дешиф5 0344 этом на его первом выходе выдается информация о конечной температуре участка, на третьем — о знаке прирашения и номере частоты, подключаемой коммутатором 8 от делителя 9 к реверсивному счетчику 7, и на втором - о времени окончания очередного участка программы.

Записывается укаэанная информация следующим образом. 10

Посредством пускового элемента 15 вручную на двоичный счетчик 16 по дают число импульсов, соответствующее номеру участка программы. Переключателем 21 устанавливают вид записывающего параметра и ждущим мультивибратором 20 в соответствующие триг гера регистра 22 памяти, собранные в счетную структуру, записывают число импульсов, соответствуюшее величине 20 этого параметра. После записи в регистр

22 памяти всех параметров, характеризуюших данный участок программы, блок

17 памяти кратковременно переводится в режим "Запись". Аналогично записы- д ваются параметры остальных участков программы. Счетчик 16 определяет номер участка программы для блока 17 памяти.

Первый цифровой вычитатель 11 срав- >0 нивает текущее значение задания с записанным и блоке 17 памяти конечным значением температуры для каждого участка программы. Второй цифровой .вычитатель 18 сравнивает текущую

З5 координату времени, определяемую таймером 19, со временем окончания задан- ного участка программы, записанным в блоке 17 памяти.

Пусковой элемент 15 переводит счетчик 16 на очередной номер участка программы только при совпадении с заданным значением двух конечных координат (температуры и времени) предыдущего участка т. е. при наличии сигналов переI

45 полнения на выходе обоих цифровых вычитателей 11 и 18. Если первоначаль но отрабатывается координата температуры, то сигнал переполнения на выхо,.де первого цифрового вычитателя 11 че50 рез первый элемент И 12 блокирует генератор 10, при этом тактовая частота не поступает на реверсивный счетчик 7 и его выходной сигнал (сигнал эДания) не изменяется до тех пор, пока не разблокируется генератор 10, В слу55 чае первоначальной отработки координа, ты времени сигнал переполнения на выходе второго цифрового вычитателя 18 че58 6 рез третий элемент И 23 блокирует таймер 19 до тех пор, пока не отрабо- тается координата температуры данного участка программы. Так, при. наличии внешних возмущений, нарушающих ход процесса термообработки, осушествляется, выравнивание координат составных участ!ков программы.

Подготовка устройства к работе заключается в записи программы термообработки в блок 17 памяти, после чего (при готовности объекта 2) пусковым элемен-. том 15 устройство включают в работу.

При этом в счетчик 16 записывается 1", коммутатор 8 по программе, заложенной в блоке 17 памяти, подключает к реверсивному счетчику 7 импульсы с частотой, обеспечивающей требуемый темп подъема (сниження) температуры. Цифровой код выходного сигнала реверсивного счетчика T дешифратором 6 преобразуется в аналоговую форму и поступает в качестве сигнала задания на аналоговый вычитатель 5, который определяет уровень управляющего сигнала (разность сигнала задания и сигнала термодатчика 3) на входе исполнительного элемента 4, во действующего на нагреватель 1. Прн этом осуществляется обычный процесс регулирования с обратной связью по тем- . пературе.

После отработки конечных координат первого участва второй элемент И 14 через пусковой элемент 15 записывает и счетчик 16 еше одну единицу, переключая блок 17 памяти на считывание, координат второго участка, отработка кото рого происходит аналогично. Подобным путем отрабатывается вся программа термообработки и устройство автоматически отключается.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить термообработку иэделий практически по любой программе, обеспечивая широкий диапазон изменения режимных параметров, высокую точность и надежность работы, что дает воэможность сушественно расширить область его применения.

Формула изобретения

934458

ВНИИПИ Заказ 3935/44 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратор ко второму входу аналогового вы .числителя реверсивный счетчик, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью.повышения надежности и расширения области применения устройства, оно содержит,: блок памяти, подключенные к одному из его входов последовательно соединенные ждущий мультивибратор, переключатель и регистр памяти, первый, второй и третий элементы И, таймер, инвертор, сое- 10 диненные последовательно делитель частоты и коммутатор режимов, выходом связанный с входом реверсивного счетчи ка, двоичный счетчик, первый и второй цифровые вычитатели, подключенные к первому и второму выходам блока памя1 ти, третий выход которого соединен со вторым входом коммутатора режимов, а другой вход через соединенные последовательно второй элемент И, пусковой щ элемент и двоичный счетчик — с выходом второго цифрового вычитателя, второй вход которого через соединенные последовательно инвертор, выходом подключен

1 ный ко второму входу первого элемента И, третий элемент И, второй вход которого подключен к выходу второго цифрового вычитателя, и таймер связан с выходом второго элемента H,âòîðîé вход второго элемента И и первый вход первого элемента И связаны с выходом первого цифрового вычитателя, вторым входом подключенного к выходу реверсивного счетчика, причем вход инвертора связан с выходом второго элемента

И, а выход первого элемента И через генератор подключен к входу делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР, М 498608, кл. G 05 g 23/19, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 628473, кл. G 05 3 23/19-, 1979 (прототип).