CS205370B1 - Connexion of proportionally shunt regulator - Google Patents

Description

Zapojení proporcionálně derivačního regulátoru, zejména pro regulaci tažení drátu za tepla. .

Výetup pulzního snímače neelektrické veličiny je zapojen přes číslicově analogový převodník a první odpor a přes spínací člen a oddělovací diodu v propustném směru na výstup derivačního členu a přes druhý odpor na invertujíeí vstup porovnávacího zesilovače· Jeho výstup je zapojen přes zpětnovazební odpor a potenciometr na kladný zdroj napětí a přesprvní oddělovací odpor na invertující vstup koncového zesilovače a přes derivační Člen a druhý oddělovací odpor na invertující vstup koncového zesilovače*

205 370 (51) Int Cl? 6 05 B 11/32 • // G 05 B 11/42

205 370

Vynález se týká zapojení proporcionálně derivačního regulátoru, zejména pro regulaci tažení drátu za tepla, sestávající z porovnávacího a koncového zesilovače derivačníhp a spínacího členu, pulzního snímače a potenciometrů.

Při výrobě drátů je nutné docílit jejich potřebnou poddanost a tažnost. Děje se to tím, že se zahřejí na vhodnou žíhací teplotu, která je většinou o několik stovek stupňů nižší než jejich tavná teplota. Zahřátí na žíhací teplotu se provádí elektrickým ohřevem tak, že žíhaný drát prochází mezi dvěma kladkami, mezi w-tm-i ž je. elektrické napětí, následkem čehož probíhá vodičem elektrický proud.

Teplotu na povrchu drátu, která se snímá bezkontaktním měřičem teploty, založeném na vyhodnocování infračerveného záření, je třeba udržovat v úzkém regulačním rozmezí. Nesmí docházet k překročení teploty nad zadanou žíhací hodnotu, protože při zvýšené teplotě hrozí přetížení drátu. Regulovaná soustava představovaná žíhaným drátem, kde přívod a odvod proudu je kontaktní prostřednictvím kladek, je obtížnou regulovatelnou soustavou. Jde o soustavu s dopravním zpožděním s charakterem astatické soustavy. Teplota na povrchu drátu při průchodu mezi kladkami postupně narůstá a dosahuje maximální hodnoty u výstupní kladky, kde je také snímána.

K regulaci výstupní teploty v úzkém rozmezí lze použít proporcionálně derivačního regulátoru. Jeho zapojení je známé. Sestává z porovnávacího zesilovače, na jehož invertující vstup sei přivádí napětí nastavené pomocí potenciometrů na hodnotu odpovídající zadané teplotě a na jeho neinvertující vstup napětí odpovídající skutečně teplotě naměřené bezkontaktním měřičem teploty. Vystup porovnávacího zesilovače je zapojen přes odpoj: určující velikost proporcionální složky na invertující vstup koncového zesilovače, na který je současně přes Odpor, určující velikost derivační složky připojen výstup derivačního členu. V důsledku astatického charakte,ru regulovaná soustavy nelze nastavit u proporcionálního členu regulátoru velké zesílení, neboí při něm dochází ke kmitání teploty v rozmezí větším než je přípustné. Malé zesílení proporcionální složky však má za následek velkou regulační odchylku, která s klesajícím zesílením narůstá. Kromě toho roste regulační odchylka s rychlostí průběhu žíhaného drátu, neboí zvětšením rychlosti průběhu se zvětšuje poruchová veličina. Naopak při zmenšování rychlosti klesá regulační odchylka a při zastavení drátu odpovídá povrchová teplota téměř teplotě zadané nastavením odpovídajícího napětí potenciometrů. U známých proporcionálně derivačních regulátorů není podchycena závislost regulační odchylky na rychlosti průběhu drátu. Je sice známé zapojení, například v německém vykládacím spisu DOS 2 105 148,. v němž je pro regulaci síly válcového materiálu použito dvou snímačů, jejichž signály jsou zpracovány v jednom regulátoru. Tyto snímače jsou umístěny na počátku a na konci linky, takže signál z druhého snímače je předáván s dlouhým dopravním zpožděním, které přispívá k nestabilitě regulátoru. Kromě toho není vyřešena derivační vazba z výstupu, která by omezila působení korekčního signálu při nárůstu signálu z druhého snímače.

O S 3 7 O

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje zapojení proporcionálně derivačního regulátoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v.tom, že výstup pulzního snímače neelektrické veličiny je zapojen, přes číslicově analogový převodník a první odpor a přes spínací člen a oddělovací diodu v propustném směru na výstup derivačního Členu a přes druhý odpor na invertujíoí vstup porovnávacího zesilovače. Výstup porovnávacího zesilovače je zapojen přes zpětnovazební odpor a potenciometr na kladný zdroj napětí a přes první oddělovací odpor na invertujíoí vstup koncového zesilovače a přes derivační člen a druhý oddělovací odpor na invertující vstup koncového zesilovače. Výstup regulátoru je tvořen výstupem koncového zesilovače.

Nového nebo vyššího účinku ee dosahuje především tím, Že ee zvýší přesnost, zmenší se regulační odehylka v ustáleném stavu a sníží se nutnost obsluhujícího personálu na 6 lidí.

Výstup pulzního snímače Po neelektrické veličiny je zapojen přes číslicově · analogový převodník A a první odpor Rl a přes spínací člen S a oddělovací diodu D v propustném směru na výs.tup derivačního členu L a přes druhý odpor R2 na invertujíoí ·? .

vstup porovnávacího zesilovače Z, výstup porovnávacího zesilovače Z je zapojen přes zpětnovazební odpor Rz a potenciometr P na kladný zdroj napětí, a přes první oddělovací odpor Rg, na invertujíoí vstup koncového zesilovače K a přes derivační člen L a druhý oddělovací odpor Rd na invertujíoí vstup koncového zesilovače E, přičemž výstup regulátoru je tvořen výstupem koncového zesilovače E. Toto napětí se přivádí na. invertující vstup porovnávacího zesilovače Z, na jehož neinvertující vstup· se přivádí napětí odpovídající neznázórněným bezkontaktním měřičem naměřené teplotě v blízkosti na výkrese rovněž neznázorněné snímací kladky. Výstup porovnávacího ze- . silovače Z je spojen zpětnou vazbou s jeho invertujícím vstupem. Dále je k jeho výstupu připojen přes oddělovací odpor Rg určující velikost proporcionální vložky invertujíoí vstup koncového zesilovače E, kterýžto vstup je přes oddělovací odpor Rd. určující velikost derivační složky, spojen s výstupem derivačního členu L, jehož vstup je připojen na výstup porovnávacího inverzního zesilovače Z. Výstup derivačního členu L je pomocí oddělovací diody D vázán ss vstupem spínacího Členu. jímž je v příkladu zapojení báze transistoru T, v zapojení se společným emitorem, jehož kolektor je zapojen do uzlu odporového děliče «ostávajícího z odporů Rl a R2 zapojených mezi výstup číslicově analogového převodníku A* jehož vstup je připojen na pulzní snímač rychlosti otáčení Po a invertujíoí vstup porovnávacího zesilovače &» Emitor je spojen s nulovou sběrnicí regulátoru.

Napětí odpovídající zadané hodnotě teploty se nastavuje pomocí potsnciometru P a přivádí se na invertujíoí vstup porovnávacího zesilovače Z. Skutečná teplota drátu naměřená na jeho povrchu neznázórněným bezkontaktním měřičem teploty se přivádí na neinvertující vstup porovnávacího zesilovače Z. V případě, že je teplota měřená nižší než zadaná, na výstupu porovnávacího zesilovače Z je napětí záporné polarity vzhledem k nulové sběrnici 0 a na výstupu koncového zesilovače K je kladné napětí , 205 37 pro ovládání neznázořněného akčního olenu. Porovnávací zesilovač Z kromě porovnávání zadaného napětí s napětím odpovídajícím teplotě naměřené neznázoměným bezkontakt ním měřičem také zesiluje jejich rozdíl, přičemž velikost a zesílení závisí ód ohmické hodnoty zpětnovazebního odporu Rz v jeho zpětné vazbě.

Velikost regulační odchylky závisí na velikosti zesílení porovnávacího zesilovače Z. Vzhledem k charakteru regulované soustavy není možné nastavit velké zesílení. V důsledku toho vzniká při regulaci značná odchylka skutečné teploty od nastavené hodnoty, která ještě více roste s rostoucí rychlostí žíhaného vodiče. Tuto chybu odstraňuje zapojení podle vynálezu, kde k hodnotě zadávajícího napětí nastaveného potenciometrem P se přičítá napětí odvozené od ryohlosti žíhaného drátu pulzním snímačem otáček Po přivedené na invertující vstup porovnávacího zesilovače Z z výstupu číslicově analogového převodníku A přes odporový dělič Rl. R2, Vhodnou volbou odporu R2 odporového děliče Rl, R2 se dosáhne toho, že regulační odchylka je v celém rozsahu pracovních rychlostí téměř nulová,

U žíhaného drátu nesmí být překročena mezní teplota žíhání, nebol; nad tuto hranici silně klesá mechanická pevnost drátu a snadno může dojít k jeho přetížení. Proto musí být u regulátoru účinná derivační vazba, která při nárůstu teploty zmenší velikost proudu žíhaným drátem, Účinnost zapojení se proto ještě zvětší druhou přídavnou vazbou, odvozenou z derivačního členu L působící pouze při kladném výstupním napětí z derivačního členu L tj, pouze při nárůstu teploty. Napětí na výstupu derivačního členu L se přivádí přes oddělovací diodu D na bázi spínacího transistoru T, Sepnutím transistoru T se přes odpor Rl odporového děliče Rl. R2 zkratuje přídavné napětí přes korekci regulační odchylky na nulovou sběrnici 0 regulátoru. Tím se tato druhá přídavná vazba při nárůstu teploty neuplatní, projeví se dočasně regulační odchylka, která zamezí překročení mezní teploty.

Zapojení podle vynálezu lze s výhodou použít u proporcionálně derivaČních regulátorů, zejména regulaci tažení drátů za tepla.

Claims (1)

1. PŘEDMŽTVYNÁLEZU

   Zapojení proporcionálně derivačního regulátoru, zejména pro regulaci tažení drátu za tepla, sestávající z porovnávacího a koncového zesilovače, derivačního a spínacího členu, pulzního snímače a potenciometru vyznačené tím, že výstup pulzhího snímače (Po) neelektrické veličiny je zapojen přes číslicově analogový převodník (A) a první ddpor (Hl) a přes spínací člen (S) a oddělovací diodu (D) v propustném směru na výstup derivačního členu (1) a přes druhý odpor (R2) na invertující vstup porovnávacího zesilovačů (Z), výstup porovnávacího zesilovače (Z) je zapojen přes zpětnovazební odpor (Rz) a potenciometr (P) na kladný zdroj napětí, a přes první oddělovací odpor (Rp) na invertující vstup koncového

   205 370 zesilovače (K) a přes derivační člen (L) a druhý oddělovací odpor (Rd) na invertující vstup koncového zesilovače (K), přičemž výstup regulátoru je tvořen výstupem koncového zesilovače (K)«