Устройство для регулирования температуры
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическик
Республик
Опубликовано 30.09.82. Бюллетень № 36 Дата опубликования описания 30.09.82 (5! )М. Кл. С 05 0 23/19 Вкудеротееллыб коюктет СССР до делаю изобретений к открытей (») УДК 621.555. .6(088.8) Г. Г. Воробьев, Н. Г. Сидоров и В. В. Чи Куйбышевское специальное конструкторское производственного объединения "Нефтехима (72) Авторы изобретения " Ke(. vаЗИЮ ЙАТЕИТИФl3 „„„,.„„.,„, ц бюро Ещц у=., (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и может быть использовано в частности для регулирования температуры прессформ, в которых происходит вулканизация резины по автоматически изменяемой программе нагрева. Известно устройство для регулирования температуры, содержащее измерительный блок и последовательно со./ единенные широтно-импульсный модулятор, тиристорный исполнительный элемент, объект регулирования, дифференциальный преобразователь перемещений, управляемые делители, нуль-индикатор, 5 ключи, формирующие цепи $1). Недостатком данного устройства являются сложность конструктивного исполнения и низкая надежность устройства ввиду наличия сложной механи"ео ческой связи между измерительным блоком и дифференциальным преобразователем перемещений подвижной части магнитного усилителя. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно включенные двухпозиционные т рморегуляторы, включающие термочувствительный ключ (датчик, преобразователь, программный эадатчик, компаратор), ограничивающий резистор, транзисторный ключ (усилитель), основной нагреватель, исполнительный тиристор, формирующий нагреватель, разрядный конденсатор, элемент задержки, вспомогательный управляющий каскад с тиристором и источник питания (23. Недостатком известного устройства, является сложность конструктивного исполнения нагревательного блока, выполненного в виде двух раздельных нагревателей. Для обеспечения равномерного нагрева объекта по всей поверхности {что является основным тре,бованием при вулканизации резины) необходимо разместить витки спирали одt„). Это напряжение поступает на вход дифференциатора 2 и компаратора 3. Дифференциатор 2 работает в инвертирующем режиме, поэтому при воздействии на его вход увеличивающегося напряжения на его выходе будет присут ствовать нулевой потенциал, который закрывает элемент И-НЕ 4. На выходе элемента И-НЕ на это время будет потенциал "1" (диаграмма Ь). Этот потенциал держит элемент 5 И открытым (диаграмма с ). Увеличивающееся напряжение задания заставляет работать компаратор 3. Скачок напряжения на и усилитель 6 мощности воздействует на нагреватель 7, повышая температуру объекта 8 (вулканизационной камеры). C помощью датчика 9 и преобразователя 1О осуществляется измерение температуры объекта 8. Напряжение с выхода преобразователя 10 поступает на второй вход компаратора 3, замыкая тем самым обратную отрицательную связь контура регулирования температуры. До тех пор пока задание на наУ грев увеличивается, на нагреватель поступает максимально возможная мощность, что позволяет получить максимальное быстродействие устройства в переходный период (период разогрева) В точке перегиба .кривой задания (диаграмма а, врЕмя t>) напряжение на входе дифференциатора становится постоянным, что вызывает его обратное срабатывание. На выходе дифференциатора 2 возникает "1"-й скачок напряжения, открывается элемент И-НЕ 4. Импульсы с генератора 11 начинают поступать на элемент И 5. Частота импульсов генератора 11 значительно выше частоты импульсов компаратора, поэтому на усилитель 6 мощности поступают пачки импульсов (диаграмма Е, время t<- t). Модуляция широких импульсов компаратора частотой импульсов генератора 11 автоматически снижает мощность нагревателя. Регулируя скважность импульсов генератора 11 можно для каждого конкретного задания заранее установить оптимальное значение скважности импульсов генератора 11, при которой кривая изменения температуры объекта практически повторяет кривую задания с наименьшей погрешностью. На диаграммах d, е показана работа устройства (нагревателя 7) без применения узлов 2, 4 и 11. В этом 3 962884 4 ного нагревателя между витками спи рали другого нагревателя, что значительно усложняет конструкцию. Дру.гим недостатком следует считать ограниченные функциональные возможности устройства за счет невозможности многоступенчатой перестройки нагревательной мощности. Возможно только два режима, когда форсированный нагреватель включен совместно с основным нагревателем или когда работает только основной нагреватель. Укаэанное устройство удовлетворительно работает практически только в узком диапазоне температур. Смена диапазона его выходе через открытый элемент 5 регулируемцх температур приведет либо к появлению больших колебаний регулируемой температуры (когда задание снижается), либо к неработоспособности устройства (когда задание повышается). Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования тем- -пературы содержит последовательно соединенные датчик температуры, преобразователь, компаратор, а также программный задатчик, подключенный к второму входу компаратора, и усилитель мощности, связанный с нагревателем, содержит последовательно соединенные дифференциатор, элемент И-НЕ, элемент И, а также генератор, выход которого связан с вторым входом элемента И-НЕ, вход дифференциатора свя«35 зан с выходом программного задатчика, второй вход элемента И подключен к выходу компаратора, а выход элемента И - к входу усилителя мощности. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства для регулирования температуры; на фиг. 2 - диаграммы напряжений в точках a,,Ь, с,d, е, поясняющие его работу. Устройство для регулирования температуры состоит из программного задатчика 1, дифференциатора 2, компаратора 3, элемента И-НЕ 4, элемента И g, усилителя 6 мощности, нагревателя 7, объекта (вулканизационной камеры ) 8, датчика 9 температуры, преобразователя 10, генератора 11. Устройство работает следующим образом. С программного задатчика 1 поступает задание в виде увеличивающегося напряжения (Диаграмма а, время 05 96288 случае благодаря значительному превывению мощности нагревателя по сравнению с требуемым значением мощности для поддержания установившегося режима (время й„- t) и наличию инерци- 5 онности объекта возникают значитель— ные колебания температуры, которые нарушают технологический режим вулканизации. Устройство обеспечивает поддержа- >О ние заданной температуры с общим размахом колебаний не более 1-1,5оС для уровня 200оС, т. е. качество регулирования улучшено на порядок. Таким образом, устройство при одном нагревателе (упрощение конструкции) имеет более широкие функциональные возможности, так как позволяет осуществить высококачественное регулирование температуры при любом уровне задания .(в 2в известных устройствах хорошее качество регулирования можно получить только на одном уровне задания). формула изобретения Устройство для регулирования темпе-25 ратуры, содержащее последовательно 4 d соединенные датчик температуры, преобразователь, компаратор, а также программный задатчик, подключенный к второму входу компаратора, и усили.:ель мощности, связанный с нагревателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтс, с целью расширения функциональных возможностей, оно содержит последовательно соединенные дифференциатор, элемент И-НЕ, элемент И, а также генератор, выход которого связан с вторым входом элемента И-НЕ, вход дифференциатора связан с выходом программного задатчика, второй вход элемента И подключен к выходу компаратора, а выход элемента И - к входу усилителя мощности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 739495, кл. 6 05 0 23/19, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР Ю 708324, кл. G 05 D 23/19, 1977 (прототип). (Риг. 1 962884 Закаэ 7510/66 Тираж 914 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель С. Стрелецкий Редактор В. Пилипенко Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар
