CS256317B1 - Graficky programovatelný regulátor - Google Patents

Abstract

Řešení se týká graficky programovatelného regulátoru, zejména pro regulaci teploty v teplotních zařízeních, který .. obsahuje optický snímač, v jehož tělese je zasunut fotooitlivý prvek ústÍGÍ do komůrky, kam je rovněž vyveden zdroj světla. Optický snímač je spojen s diferenčním zesilovačem, spojeným s obvodem časo- h vé konstanty odezvy, který je spojen s výběrovým obvodem. Výběrový obvod je spojen jednak s obvodem pro ruční omezení výstupního signálu a s vnějším blokovacím obvodem, jednak s koncovým výkonovým stupněm, spojeným s výkonovou jednotkou ovládaného zařízení, které obsahuje zpětnovazební Čidlo spojené s liniovým zapisovačem.

Description

Vynález se týká graficky programovatelného regulátoru, zejména pro regulaci teploty v teplotních zařízeních, který obsahuje optický snímač, diferenční zesilovač, výběrový obvod, koncový výkonový stupeň a liniový zapisovač.

Pro regulaci teploty v teplotechnických zařízeních se využívá řada zařízení od nejjednodušších s dvoupolohovou regulací na konstantní teplotě až po složité aparatury, které využívají výpočetní techniky a umožňují naprogramování průběhu regulované veličiny po celou dobu regulace. VSechna tato zařízení jsou značně složitá a nákladná.

Uvedené nedostatky odstraňuje graficky programovatelný regulátor podle vynálezu, obsahující zejména optický snímač, diferenční zesilovač, výběrový obvod, konečný výkonový stupeň a liniový zapisovač. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v držáku pera liniového zapisovače je zasunut optický snímač, který je spojen s diferenčním zesilovačem. Diferenční zesilovač je spojen s obvodem časové konstanty odezvy, který je připojen na první vstup výběrového obvodu. Druhý vstup výběrového obvodu a jeho třetí vstup jsou spojeny s obvodem pro ruční omezení výstupního signálu. Čtvrtý vstup výběrového obvodu je propojen s vnějším blokovacím obvodem spojeným s ovládaným zařízením. Výstup výběrového obvodu je připojen ke koncovému výkonovému stupni spojenému s výkonovou jednotkou ovládaného zařízení, obsahujícího zpětnovazební čidlo spojené s liniovým zapisovačem.

Graficky programovatelný regulátor umožňuje regulaci teploty dle předem stanoveného průběhu pouze za pomoci graficky zakresleného programu. Představuje tedy při novém netradičním využití liniového zapisovače programovatelnou regulační jednotku s dobrými parametry a velmi jednoduchým programováním průběhu regulované veličiny v čase, které

I

- 2 25β 317 spočívá v nakreslení požadovaného průběhu na záznamový papír. Graficky programovatelný regulátor umožňuje zpětnovazební regulaci dle předem naprogramovaného průběhu obdobně jako numericky řízené programovatelné regulační ústředny, ale při mnohem nižSích pořizovacích nákladech. Hlavní přínos spočívá v možnosti zajiětění přesného předem stanoveného a snadno reprodukovatelného průběhu teploty při tepelných procesech s relativně složitým režimem, jako jsou lineární i nelineární změny teploty, různě dlouhé výdrže, cyklování a řízené ochlazování. Zadávání grafického programu je jednoduché a omezuje se na zakreslení požadovaného průběhu tuší na záznamový papír zapisovače. Při opakování režimu je možné znovu použít již zhotovený grafický program.

Na přiložených výkresech je schematicky znázorněn příklad provedení graficky programovatelného regulátoru podle vynálezu. Na obr. 1 je zekresleno blokové schéma jeho zapojení a na obr. 2 je zobrazen řez optickým snímačem zasunutým do držáku pera liniového zapisovače.

Graficky programovatelný regulátor obsahuje optický snímač j., který je zasunut v držáku pera liniového zapisovače 8 s velkou Šířkou záznamu a který je propojen ohebným vodičem 26 s diferenčním zesilovačem 2, osazeným operačním zesilovačem a opatřeným korekčními obvody pro nastavení zesílení a počátečních podmínek. Diferenční zesilovač £ je spojen s obvodem^časové konstanty odezvy , tvořeným dvěma nezávisle nastavitelnými řadami RC členů. Obvod-časové konšel ty odezvy je připojen na první vstup 4.1 výběrového obvodu £, který umožňuje prioritní výběr regulačního signálu ze čtyř vstupujících hodnot. Výběrový obvod^je svým druhým a třetím vstupem 4.2 a 4.3 spojen s obvodem 2 pro ruční omezení výstupního signálu, který umožňuje ruční omezení maximální a minimální hodnoty výstupního regulačního signálu, čtvrtým vstupem

4.4 je výběrový obvod £ spojen s vnějším blokovacím obvodem 2, který je připojen na ovládané zařízení JM,. Výstup 4*5 výběrového obvodu £ je apajen s koncovým výkonovým stupněm 6 pro zesílení výstupního regulečního signálu, jehož okamžitou velikost udává měřidlo v něm obsažené. Koncový výkonový stupeň 6 je spojen s výkonovou jednotkou 2 ovládaného zařízení 11. Ovládané zařízení 11 obsahuje zpětnovazební čidlo 10.

256 317 které je spojeno s liniovým zapisovačem 8. Výhodným provedením vynálezu je, že optický snímač £ je tvořen tělesem 21 z umělé hmoty, jehož tvar je přímo uzpůsoben pro zasunutí do držáku pera liniového zapisovače 8, t8kže není nutný žádný zásah do liniového zapisovače 8 a ten je možné i nadále využívat k původnímu účelu. V tělese 21 optického snímače £ je zasunut fotocitlivý prvek 22 a zdroj světla 23. které vyčnívají do komůrky 24. která přiléhá k povrchu grafického programu 25 a zamezuje ovlivňování signálu z fotocitlivého prvku 22 změnami vnějšího osvětlení. Zdroj světla 23 je napájen zdrojem konstantního proudu.

Optický snímač £ reguluje na spodním rozhraní bílá - černá. Je-li optický snímač £ nad bílou oblastí grafického programu, výstupní regulační signál je maximální a zařízení pracuje na maximální výkon. Je-li optický snímač £ nad černou oblastí, výstupní regulační signál je minimální a výkon zařízení je omezen na minimum. Při přechodu z bílé do černé oblasti grafického programu 25 dochází k plynulému přechodu výstupního regulačního signálu z maxima ne minimum, obdobně naopak. Právě na rozhraní je prováděna vlastní regulace. Strmost odezvy výstupního signálu vzhledem k posunu optického snímače £ na rozhraní grafického programu 25 je určena nestaveným zesílením diferenčního zesilovače 2. Při porušení kteréhokoliv ohebného vodiče 26, propojujícího optický snímač £ s diferenčním zesilovačem _2, dojde automaticky k omezení výstupního regulačního signálu na minimum, což zajištuje regulovanou soustavu před překročením parametrů.

Na vstupní svorky liniového zapisovače 8 je přiveden zpětnovazební signál ze zpětnovazebního Čidla £0, například při regulaci teploty signál regulačního termočlánku. Zpětnovazební signál určuje polohu držáku pera liniového zapisovače 8 a tím i optického snímače £. Liniovým zapisovačem 8 je zvolenou rychlostí posouván záznamový papír s předem zakresleným grafickým programem 25. Regulátor provádí takové korekce výstupního regulačního signálu, aby minimalizoval odchylku osy fotocitlivého prvlfu 22 v optickém snímači £ od rozhraní černá - bílá grafického programu 25. Signál z fotocitlivého prvku 22 je veden do diferenčního zesilovače .2, kde je porovnáván s referenčním signálem a odchylka je

I

- 4 256 317 zesílena. Rychlost změny regulačního signálu ovlivňuje obvod 3 časové konstanty odezvy , který umožňuje zvolit rychlost odezvy regulačního signálu na změnu polohy optického snímače

J. vzhledem k rozhraní grafického programu 25. Obvoděčasové konstanty odezvy umožňuje dokonalejší přizpůsobení graficky programovatelného regulátoru konkrétnímu řízenému zařízení a případně setrvačnosti zpětnovazebního čidla 10. Takto upravený signál přechází do výběrového obvodu £, kde je omezen v maximální i minimální hodnotě a déle je možné do výběrového obvodu £ zavést vnější signál z vnějšího blokovacího obvodu 2, který omezuje výkon zařízení při dosažení nastaveného maxima. Vnější signál má přednost před regulačním signálem z obvodu-časové konstanty odezvy a zabezpečuje zařízení před překročením maximálních parametrů. Vybraný signál je dále veden do koncového výkonového stupně 6, z něhož je zesílený regulační signál vyveden do výkonové jednotky £ ovládaného zařízení 11.

Graficky programovatelný regulátor byl vyvinut pro zpětnovazební regulaci pecí, ve kterých je teplota měřena termočlánkem nebo optickým pyrometrém s výstupem elektrického signálu. Lze jej však použit všude, kde je možné převést hodnotu regulavané veličiny na signál, který může být měřen liniovým zapisovačem, například k regulaci otáček motorů podle předem naprogramovaného časového průběhu nebo k udržování předem zvoleného časového průběhu intenzity osvětlení.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   256 317

   1. Graficky programovatelný regulátor, zejména pro regulaci teploty v teplot©chnických zařízeních, obsahující optický snímač, diferenční zesilovač, výběrový obvod, konco vý výkonový stupeň, liniový zapisovač a výkonovou jednotku, vyznačený tím, že v držáku pera liniového zapisovače (8) je zasunut optický snímač (1), který je spojen s diferenčním zesilovačem (2) spojeným s obvodem^asové konstanty odezvy , který je připojen na první vstup (4.1) výběrového obvo du (4), jehož druhý vstup (4.2) a třetí vstup (4.3) je spojen s obvodem (5) pro ruční omezení výstupního signálu a jehož čtvrtý vstup (4.4) je propojen s vnějSím blokovacím obvodem (7) spojeným s ovládaným zařízením (11), přičemž vý stup (4.5) výběrového obvodu (4) je připojen ke koncovému výkonovému stupni (6) spojenému s výkonovou jednotkou (9) ovládaného zařízení (11), obsahujícího zpětnovazební čidlo (10) spojené s liniovým zapisovačem (8).
2. 2. Graficky programovatelný regulátor podle bodu 1, vyznačený tím, že optický snímač (1) je tvořen tělesem (21) z umělé hmoty, v němž je zasunut fotocitlivý prvek (22), který je vyústěn do komůrky (24) vytvořené na spodku tělesa (21), do níž je rovněž vyveden zdroj (23) světle.