Устройство многопозиционного регулирования температуры

 

Союз Советских

Социапистичвсиих

Республии

ОП ИСАНИЕ(щ940140

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 23.12.80 (21) 3224726/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет .Опубликовано 30.06.82" Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (56)М. Кл.

Ц 05023/19

9вударстккнныИ кемнтет

СССР

40 делам нзобретеннй н вткрытнй (53) УДК 621.555..6(088.8) (72) Автор изобретения

С. С. Бруфман

f а (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО МНОГОПОЗИЦИОННОГО

PE ГУЛ И РОВА Н ИЯ TE МПЕ РА ТУРЫ

Изобретение относится к регулированию температуры с использованием электрических средств и может быть использовано для многопозиционного импульсного регулирования температуры в электрических

5 нагревательных установках, а также в системах кон лици онирования с электрокалориферами.

Известна система многопозиционного регулирования температуры, которая сос- 1, тоит из управляемого объекта, датчика, задающего блока, блока сравнения, генератора импульсов, исполнительного блока и нагревателя (1) .

Недостатком указанного устройства является низкие точность и качество регулирования из-за постоянной длительности периода следования импульсов от генератора импульсов. При настройке длительности периода на определенную 2о величину для объектов с изменяющейся динамикой в процессе работы требуется ручная коррекция в зависимости от скорости изменения динамических харак- .

2 теристик объекта, иначе не будет обеспечено необходимое качество регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, где введены корректирующие элементы, при помощи которых настраивают оптимальную частоту генератора, с о держащее генератор импульс ов, термоцатчики, запатчики почнслуканаловтермообработки, обегающий и исполнительный ме ханизмы, блок управления и усилители, Кроме того, в устройстве для получения оптимальной частоты воздействия входной величины в зависимости от динамических свойств объектов регулирования к задатчику через усилители подключен корректирующий Йлок, соединенный с генератором импульсов через блок пересчета импульcoa(Q.

Недостатком известного устройства является то, что в нем воздействие на объект регулирования и частота опроса о состоянии объекта совмещены, т.е.

3 9401 roTÂ контроля О сОстОяний "« ьекта

С;:И :ьаЕТСЯ O ИЗМЕНЕННЕМ ДниаМИЧЕСКИХ хар:. :1 :,рнстик. В случае ижменения параметроВ объекта снижается точность управления им, Такой режим контроля не у,.".Овлетворяет необходимой точности реr /лк юванРЯ .1ьель изобретения — расширение области применения устройства.

Постаьвленная цель достигается тем, 30 ьтто В УСТРойстВО МНОГОПОЗНЦИОННОГО РЕгулирования т«зипературы, содержащее блок срач-*ения, к входам которого включен датчик и задатчик температуры, а н «. .-рвому и Второму выходам соответственно - первый и второй входы блока фиксации параметра и исполнительного бьпока, .- ыходом соединенного с нагревате .М, а также енератор импульсов, вы.,Одом соединенный с третьим входом 20 блока фиксации параметра, выход которого по щлючен к третьему входу исполнительного блока, содержит подклюненный к управляющему входу генератора импульсов peaepcmmN счетчик, первый, второй zl и третий элементы И, первый и второй элементъ«ИЛ -«и подключенные первыми входаьп; =-pe=- злемент задержки к выхо первя о =;.:- лепта ИЛИ ".. pâûé и вторОй тpEpr p. «выходе:; которых соединены 30 с в..;.Оданя .ервого элемента И, выходом связи.«ного .. первым входом первого элемс"..—::..а . ЫЫ: н с входом вычитания реве «.-нв-„,рого «четника суммирующий вход которого соерпнен с вторым входом перво."о элемента ИЛИ и с выходом второго элемента ИЛИ, входами подключенного z выходам второго и третьего элементов И, причем первый вход второго элемента И связан с вторым выходом первого тржтера, второй вход,, - с первым выходом блока сравчення, и вторым вхэдом нервс:. †; Триггера, первый вход третье:: о элемента И связан с вторым выходом ВторОГО триггера1 а ВтОрой с ВТо рым выходом блока сравнения и с вторым Входом Второго rpmmpe.

На фнг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 + временная диаграмма работы устройства.

50 стройствО состоит из Объекта 1 регулирования, датчика 2 температуры, задатчика 3 температуры, блоке 4 сравнения, на Выходе которого возникакл сигналы Больше нормы 5, "Норма" 6, "Меньше нормы" 7, генератора 8 импужаов, блока 9 фиксации параметра, исполнительного блока 10 с нагревателямн "."., реверсивного счетчика 12, вто40 ф рого и первого триггеров 13 и 14, первого, третьего и второго элементов И

15 — 17, первого и второго элементов

ИЛИ 18 и 19, элемента 20 задержки.

На вход реверсивного счетчика 12 импульсов поступают сигналы 21 вычитания (снизить частоту генератора) и сит» наны 22 сложения (повысить частоту генератора).

На фиг. 2 обозначены различные режимы работы системы регулирования.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в задатчике 3 устанавливается необходимая программа управления обьектом по заданному параметру.

На входы блока 4 сравнения поступают сигналы от запатчика 3 и датчика 2.

При этом на выходе блока 4 сравнения могут возникнуть сигналы Норма 6, "Больше нормы 5 и "Меньше нормы 7.

При этом на блок 9 поступают команды для счета импульсов генератора 8, которые приводят к изменению необходимой мощности источника нагрева (не указан) . Одновременно ситналы Больше нормы 5 и Меньше нормы 7 с блока

4 сравнения воздействуют на объект 1 через исполнительный блок 10 и нагреватели 11, Все эти режимы приведены на фиг. 2.

Возможны следующие состояния системы в процессе регулирования по заданному параметру. Частота на выходе генератора 8 может быть выше или ниже нормы (оптимальной) для данного объекта. Если частота выше оптимальной, то происходят непрерывные колебания в системе, т.е. возникают на выходе блока 4 сравнения сигналы "Больше нормы", "Норма", "Меньше нормы", «Норма" и т.д. (фиг. 2).

Если частота на выходе генератора 8 ниже оптимальной, то на выходе блока

4 сравнения могут быть сигналы "Больше нормы, Норма", Больше нормы и т.д. при отклонении параметра оТ заданного значения в большую сторону.

При отклонении параметра от заданного значения в меньшую сторону на выходе блока 4 сравнения будут сигналы «Меньше нормы, "Норма", "Меньше нормы" и т.д., пока не будет установлено заданное значение параметра, т.е. и в этом случае, если частота ниже оптимальной, возникают автоколебания.

01 10

15

40 ходом соединенного с нагревателем, а также генератор импульсов, выходом сие дикенный с третьим вко дом блока фиксации параметра, выкод которого подключен к тре45 тьемувкодуисполкительногоблока, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит подключенный к управляющему входу генератора импульсов реверсивный счетчик, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и подключенные первыми входами через элемент задержки к выходу первого элемента ИЛИ первый и вто ой триггеры, выходы которых соединены с входами

55 первого элемента И, выходом связанного с первым входом первого элемента ИЛИ и с входом вычитания реверсивного счетчика, суммирующий вход которого сое5 94

В устройстве осуществ.,1иется учет динамики изменения выходных с1п"наив блока 4 сравнения и в <."оответствии г этим формируюгся команды, воздействующие на генератор 8, и уменьшается или увеличивается частота импульсов на его выходе. Это проискодит следующим образом.

Для последовательности сигналов, соответствующей первому варианту (фиг. 2), формируется снгнал "Больше нормы", при этом на исполнительный блок 10 поступает воздействие на управление, соответству куцее максимальной мощности нагревателей. Пока объект регулирования выходит на заданный режим работы генератор импульсов 8 выдает несколько импульсов воздействия на блок

9 фиксации параметра. Выходной сигнал последнего принимает промежуточное значение заданного параметра. За время воздействия на объект 1 максимальной мощности выход блок д 9 фиксации блокируется„как только объект 1 приходит в заданный режим, блок 4 сравнения выдает сигнал "Норма". Исполнительный блок 10 начинает пропускать на объект

1 только то значение параметра, которое зафиксировано в блоке 9.

Кроме того, си1 нал "Больше нормы" зафиксирован через элемент задержки в триггере 14 до прихода следуккцего сигнала "Больше нормы". При вторичном прохождении сигнала Больше нормьг он поступает на вход элемента И 17, на другом входе которого присутствует разрешаккций сигнал триггера 14. С выхода элемента И 17 сигнал проходит на элемент И 19 и далее на вход 22 суммирования реверсивного счетчика 12, который повышает частоту импульсов на выходе генератора 8. Это обеспечивает при следующем отклонении от нормы прохождение в блок 9 большего количества импульсов за время устранения этого отклонения.

Если на выходе блока 4 сравнения несколько раз повторяется сигнал "Меньше нормы" 7 (второй вариант фиг. 2), то это будет зафиксировано в триггере

13. И тогда на выходе элемента И 16 появится сигнал, который пройдет через элемент ИЛИ 19 на вход суммирования реверсивного счетчика 12. При этом также будет увеличиваться частота на выхо-. де генератора 8.

В третьем варианте (фиг. 2) на выходе блока 4 сравнения будут поочередно сигналы Больше нормы", "Норма", "Меньше нормы и r.ä. При этом каждое отклонение будет фиксироваться в тригге рак 13 и 14. Если в обоих триггерах зафиксированы сигналы, то на выходе элемента И 15 формируется импульс, который проходит на вычитакяций вход 21 реверсивного счетчика 12. Это приводит к снижению частоты на выходе управляемого генератора 8.

После каждого прохождения сигнала на вход реверсивного счетчика 12 (сложение

22 или вычитание 21) осуществляется сброс триггеров 13 и 14 через элемент

ИЛИ 18 и элемент 20 задержки.

Таким образом, в устройстве осуществляется автоматическая подстройка частоты генератора 8 к оптимальной для данного объекта регулирования в процессе изменения его динамических характеристик, а также автоматически осуществляется учет среднего числа отклонений параметра от заданного значения и вводится коррекция через реверсивный счетчик 12 на генераторе 8. Учет статистии работы и введения соответствующей оррекции повышает функциональные возожности устройства, так как обеспечивает его работу с объектами с изменяющимися динамическими характеристиками.

Формула изобретения

Устройство многопозиционного регулирования температуры, содержащее блок сравнения, к входам которого подключены датчик и задатчик температуры, а к первому и второму выходам — соответственно первый и второй входы блока фиксации параметра и исполнительного блока, вы940140 8 динен с вторым входом первого элемен- гера, а второй - с вторым выходом оло та ИЛИ и с выходом второго элемента ка сравнения и с вторым входом второго

ИЛИ, входами подключенного к выходам триггера. вторм о и третьего элементов И, причем Источники информапии, первый вход второго элемента И,связан принятые во внимание при экспертизе с вторым выходом первого триггера, вто 1. Авторское свидетельство СССР рой вход - с первый выходом блока срав № 377747, кл. Сл 05 9 23/19, 1972. ненни и с вторым входом первого тригге- 2. Авторское свидетельство СССР ,ра, первый вход третье о элемента И ¹ 334558, кл. 9 05 В 23/19, 1969 свяэан с вторым выходом второго трщ- .(прототип).

Я фиг, 2

ВНИИПИ Заказ 4667/70 Тираж 914 Подписное

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