CS256317B1

CS256317B1 - Graphically programmable controller

Info

Publication number: CS256317B1
Application number: CS863274A
Authority: CS
Inventors: Vojtech Priman
Original assignee: Vojtech Priman
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS327486A1

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.The solution relates to a graphically programmable controller, in particular for temperature control in temperature devices, which .. contains an optical sensor, in the body of which a photosensitive element is inserted into a chamber, where a light source is also led out. The optical sensor is connected to a differential amplifier, connected to a response time constant circuit, which is connected to a selection circuit. The selection circuit is connected both to a circuit for manual limitation of the output signal and to an external blocking circuit, and to a final power stage, connected to the power unit of the controlled device, which contains a feedback sensor connected to a line recorder.

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.The invention relates to a graphically programmable controller, in particular for controlling the temperature in temperature devices, comprising an optical sensor, a differential amplifier, a selection circuit, an output power stage and a line recorder.

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.A range of devices is used for temperature regulation in the heating systems, from the simplest ones with two-position control at constant temperature to complex devices, which use computer technology and enable programming of the controlled variable during the whole regulation. All these devices are very complex and expensive.

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.These drawbacks are overcome by a graphically programmable controller according to the invention, comprising in particular an optical sensor, a differential amplifier, a selection circuit, a power stage and a line recorder. The principle of the invention is that an optical sensor is connected in the pen holder of the line recorder and is connected to a differential amplifier. The differential amplifier is coupled to a response time constant circuit that is connected to the first input of the selection circuit. The second input of the selection circuit and its third input are connected to a circuit for manually limiting the output signal. The fourth input of the selection circuit is coupled to an external interlock circuit connected to the controlled device. The output of the selection circuit is connected to an output power stage connected to a power unit of the controlled device comprising a feedback sensor connected to a line recorder.

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, kteréThe graphically programmable controller enables temperature control according to a predetermined course only with the help of a graphically drawn program. It represents a programmable control unit with good parameters and very simple programming of the process variable in time

IAND

- 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.- 2 25β 317 consists of drawing the desired waveform on the recording paper. A graphically programmable controller allows feedback control according to a pre-programmed waveform similar to a numerically controlled programmable control panel, but at a much lower cost. The main benefit lies in the possibility of providing an accurate predetermined and easily reproducible temperature profile in relatively complex mode thermal processes, such as linear and non-linear temperature changes, different durations, cycling, and controlled cooling. Entering the graphics program is simple and limited to plotting the desired ink flow on the recording paper of the recorder. When repeating the mode, it is possible to reuse an already made graphics 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.The accompanying drawings show schematically an embodiment of a graphically programmable controller according to the invention. Fig. 1 is a block diagram of its wiring and Fig. 2 is a cross-sectional view of an optical sensor inserted into the pen holder of the line recorder.

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 vstupemThe graphically programmable controller includes an optical sensor 1 which is inserted in the pen holder 8 of the wide recording width and which is connected by a flexible conductor 26 to a differential amplifier 2 fitted with an operational amplifier and provided with correction circuits to adjust the gain and initial conditions. The differential amplifier 8 is connected to a response time constant circuit formed by two independently adjustable rows of RC members. The circuit-time response constants are connected to the first input 4.1 of the selection circuit 6, which allows a priority selection of the control signal from the four input values. The selection circuit 4 is connected by its second and third inputs 4.2 and 4.3 to the manual output limitation circuit 2, which allows manual limitation of the maximum and minimum value of the output control signal, by the fourth input

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 10.4.4, the selection circuit 6 is connected to an external locking circuit 2 which is connected to the controlled device 11. The output 4 * 5 of the selection circuit 6 is provided with an output power stage 6 to amplify the output control signal, the instantaneous magnitude of which is indicated by the meter contained therein. The output power stage 6 is connected to the power unit 2 of the controlled device 11. The controlled device 11 comprises a feedback sensor 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.256 317 which is connected to the line recorder 8. A preferred embodiment of the invention is that the optical sensor 6 is formed of a plastic body 21 whose shape is directly adapted to fit into the pen holder of the line recorder 8, so that no interference is required in the line recorder 8 and it can continue to be used for its original purpose. The photosensitive element 22 and the light source 23 are inserted in the body 21 of the optical sensor 6, which project into the chamber 24 which abuts the surface of the graphics program 25 and prevents the light from the photosensitive element 22 from being affected by variations in external illumination. The light source 23 is powered by a constant current source.

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.The optical sensor 8 regulates the bottom interface white-black. If the optical sensor 6 is above the white area of the graphics program, the output control signal is maximum and the device is operating at maximum power. If the optical sensor 6 is above the black area, the output control signal is minimal and the power of the device is minimized. The transition from the white to the black area of the graphics program 25 results in a smooth transition of the output control signal from a maximum of no minimum, similarly vice versa. It is at the interface that the actual regulation is performed. The steepness of the response of the output signal relative to the displacement of the optical sensor 6 at the interface of the graphics program 25 is determined by the non-adjustable gain of the differential amplifier 2. secures the regulated system from exceeding the parameters.

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 jeA feedback signal from the feedback sensor 60 is applied to the input terminals of the line recorder 8, for example in the case of temperature control, a control thermocouple signal. The feedback signal determines the position of the pen holder 8 of the line recorder 8 and thus of the optical sensor 8. The line recorder 8 moves the recording paper with a pre-plotted graphic program 25 at a selected rate. The controller corrects the output control signal to minimize the deviation of the photosensitive axis 22 in the optical sensor 6 from the black-white interface of the graphics program 25. it is fed to a differential amplifier 2 where it is compared to a reference signal and the deviation is

IAND

- 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- 4 256 317 reinforced. The rate of change of the control signal affects the response time constant circuit 3, which allows you to select the response rate of the control signal to change the position of the optical sensor

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.J. with respect to the interface of the graphics program 25. The response time constants allow for a better adaptation of the graphically programmable controller to the particular controlled device and possibly the inertia of the feedback sensor 10. The thus modified signal passes to the selection circuit 6 where it is limited in maximum and minimum values and longer selecting an input circuit 6 to input an external signal from the external blocking circuit 2, which limits the performance of the device when the set maximum is reached. The external signal takes precedence over the control signal from the circuit-response time constant and secures the device from exceeding the maximum parameters. The selected signal is further fed to the output power stage 6, from which the amplified control signal is fed to the power unit 6 of the controlled device 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.The graphically programmable controller was developed for feedback control of furnaces in which the temperature is measured by a thermocouple or optical pyrometer with an electrical signal output. However, it can be used wherever it is possible to convert the value of the controlled variable into a signal that can be measured with a line recorder, for example to regulate the engine speed according to a pre-programmed time course or to maintain a preselected time course of illumination intensity.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

256 317

A graphically programmable controller, in particular for controlling the temperature in a plant, comprising an optical sensor, a differential amplifier, a selection circuit, a power stage, a line recorder and a power unit, characterized in that the pen holder (8) has an optical sensor (1) connected to a differential amplifier (2) coupled to a response time constant circuit, which is connected to a first input (4.1) of the selection circuit (4), a second input (4.2) and a third input (4.2) 4.3) is connected to a circuit (5) for manually limiting the output signal and whose fourth input (4.4) is connected to an external blocking circuit (7) connected to the controlled device (11), the output (4.5) of the selection circuit (4) being connected to an output power stage (6) connected to a power unit (9) of the controlled device (11) comprising a feedback sensor (10) connected to a line recorder em (8).

2. A graphically programmable controller according to claim 1, characterized in that the optical sensor (1) is formed by a plastic body (21) in which a photosensitive element (22) is inserted and terminates in a chamber (24) formed at the bottom of the body. (21), to which the source (23) is also led out.