RU1154U1 - Устройство для регулирования температуры - Google Patents

Abstract

Устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствительный элемент, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом электронного ключа, второй вход которого соединен через нагреватель с входом блока синхронизации, включенным в сеть переменного тока, отличающееся тем, что в него введены узел диагностики и задатчик температуры, вход которого соединен с вторым выходом термочувствительного элемента, а выход - с вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а второй выход - с первым входом узла диагностики, включенным в сеть переменного тока, второй вход которого соединен с выходом электронного ключа, а выход является одним из выходов устройства, другим выходом которого является первый выход термочувствительного элемента.

Description

УСТРОЙСТВО для РЕХУЖЮВ ШЖ ТЕМПЕРАТУРЫ

Полезная модель относится к автоматическому регулированию температуры и может быть использована для поддержания стабильной температуры в различных устройствак с электроподогревом, например, в экструдерах.

Известна большая гамма регуляторов температуры, используемых в различных отраслях народного хозяйства. В устройстве для регулирования температуры (а,с. № 1583927) регулятор содержит ЦАП для управления мощностью нагревателя с целью повышения точности регулирования, В устройстве для регулирования температуры (а.с. )& 1590984) точность регулятора повышается за счет лианеризации характеристики датчика, В устройстве для регулирования температуры (а.с,№ 1525688) та же цель достигается плавной регулировкой амплитуды, напряжения семистором. Устройство для регулирования температуры (а,с, 11 1640680) содержит несколько компараторов и нагревателей, а в устройстве для цифрового резтулировавия тегшературы (а,с, № I62I006) включен датчик тока. Но ни одно из перечисленных устройств не может удовлетворить требования к регулятору в технологии экструдирования материалов. Эта технология требует изменения температуры в зависимости от свойств материала, инфорлацию о абсолютном значении температуры, гальваническую развязку цепей управления от силовых для безопасности оператора и т.п.

Наиболее близким по функциям устройством является устройство для регулирования температуры (а,с, № 16998878, 1ЖИ С05Д 23/19, Ш № 46, 1991г,) которое содержит термочувствительный мост 1,14, блок усравнения 2,3, блок синхронизации

6,7,12,13, электронныеКЛЮЧИ на оптотиристорах-5-К,| е р;остаткам прототипа следует отнести следующее: отсутствиегадаванической развязки измерительной части от силовой, нeвoзмoжнoJO : организации выхода абсолютного значения температуры регулирования в широком диапазоне.

БЖОК синхронизации связан с силовой цепью нагрузки гальванически через вылряьштельный мост 6. Задание температуры возможно только в узком диапазоне.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствительный элемент, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом электронного ключа, второй вход которого соединен через нагреватель со входом 5лока синхронизации, включенным в сеть переменного тока, введены, узел диагностики и задатчик температуры, вход которого соединен со вторым выходом термочувствительного элемента, а выход - со вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а второй выход / с первым входом узла диагностики, включенным в сеть переменного тока, второй вход которого соединен с выходом электронного клкяа, а выход - является одним из выходов устройства, другим выходом которого является первый выход термочувствительного элемента.

Сущность полезной модели заключается в том, что предлагаемый регулятор температуры имеет следующие функциональные возможности:

1,Задание температуры в широком диапазоне значений,

2,Имеется выходной сигнал,соответствукщий абсолютному значению температуры в зоне датчика.

3,Встроенная диагностика позволяет выявить неисправность регулятора до существенного понижения температуры относительно заданной.

4,Полная гальваническая развязка управления от силовых цепей питания.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для регулирования температуры, на фиг,2 - схема гальванической развязки, на фиг,3 - временные HarpavMH,

Устройство для регулирования температуры (фиг.1) содержит термочувствительный элемент I, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения 2, первый вьосод которого соединен с первым входом электронного ключа 3, второй вход которого соединен через нагреватель 4 со входом блока синхронизации 5, включенным в сеть переменного тока, узел диагностики 6 и задатчик температуры. 7, вход которого соединен со вторым выходом термочувствительного элемента I, а выход со вторым входом блока сравнения.)третий вход которого соединен с

- S f ZQi462

выходом блока оиЕОфонизации 5, а второй выход - с первым входом узла диагностики 6, включенным в сеть переменного тока, второй вход которого соединен с выходом электронного ключа 3, а выход - является одним из выходов устройства, другим выходом которого является первый выход термочувствительного элемента I.

Термочувствительный элемент I содержит источник опорного напряжения 8, генератор тока 9, датчик температуры 10, компенсирующий усилитель II, измерительный усилитель 12.

Блок сравнения 2 содерзкит компаратор 13, триггер 14, блокинг-генератор 15«

Узел диагностики 6 содержит логический элемент 16, интегратор 17, усвлитель-ограничитель 18, датчик тока 19,

Задатчик температуры 7 содержит переключатель 20, ЦАП 21 и операционный усилитель 22,

Устройство для регулирования температуры работает следующим образом:

С помощью переключателей на входе ЦАП 21 вручную устанавливается код, соответствующий требуемой итемпературе. Из генератора тока 9 по датчику температуры 10 пропускается постоянный ток. При изменении температуры меняется напряжение, поступающее с него на вход измерительного усилителя 12, При этом с помощью компенсирущего усилителя II выходное напряжение измерительного усилителя 12 изменяется на постоянную величину так, чтобы при 0°С выходное напряжение измерительного усилителя 12 было равно нулю.

При равенстве выходных напряжений измерительного усилителя 12 и ЦАП 21 срабатывает первый компаратор 13 и данны,е о том, что надо включить (или выключить) ключ 3 поступают на вход Д триггера 14.

Но переключается триггер 14 в новое положение лишь при поступлении синхроимпульса из блока синхронизации 5. Это сделано для того, чтобы ключ 3 мог включаться лишь при нулевом напряжении в сети и не создавал помех резкими бросками тока нагрузки.

Второй компаратор 18 сравнивает выходное напряжение датчика тока 19 с выходным напряжением источника опорного напряжения и результат выдает на логический элемент 16.

-6-у 3(

- если на выходе триггера 14 низкое напряжение, т.е. прошла команда охлаждение и о датчика тока 19 пришла информация ток равен нулю, то это тоже нормальная оитуация и сигнал аварии опять не выдается. При любой другой ситуации выдается сигнал авария

Таким образом предлагаемый регулятор температуры имеет следующие существенные функциональные возможности

I Задание теглпературы в широком диапазоне значений

2,Имеется выходной сигнал, соответствующий абсолютному значению температуры в зоне датчика

3,Встроенная диагностика позволяет выявить неисправность регулятора до существенного понижения температуры относительно заданной.

4,Полная гальваническая развязка управления от силовых цепей питания.

Последняя функциональная возможность поясняется фрагментом электрической схемы, регулятора на фиг, 2,

В блоке синхронизащи 5 гальваническая развязка достигается применением оптронной парой типа AOTIIO,

В блоке сравнения 2 гальваническая развязка выполнена на трансформаторе блокинг-генаратора 15.

В узле диагностики 6 датчик тока 19 изготовлен ввиде трансформатора тока и тем самым гальванически не связан с сетевым питанием.

Временные диаграммы работы схекш приведены на фиг,3

При снижении температуры ниже заданной срабатывает компаратор 13 (микросхема типа 554САЗ) - диаграмма ви момент ь-j Сетевое напрялшние преобразуется оптотранзисторами в сигнал & с периодом 10 мс. Сигнал О установит триггер 14, который разрешит работу блокин-генератору 15 в момент 77 g Момент с 2 приходится на переход синусоиды сетевого питания через ноль, т.к. семистор включит нагреватель к питанию без помех (резких бросков тока).

Поскольку нагреватель, семистор и датчик тока включены последовательно, только при исправной работе сигнал с трансформатора тока через усилитель и интегратор будет достаточшм .чтобы, блокировать сигнал с триггера на аяементе исключающее ИЖ, На выходе этого элемента в MOMeHT f 2 будет лишь узкий импульс из-за задержки наступающих на него сигналов.

Включен семистор, но нет тока а ток в нагревателе еще идет узла диагностики будет сигнал . нагревателе и отключен , в обоих случаях на выходе аварии В.

Claims (1)

1. Устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствительный элемент, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом электронного ключа, второй вход которого соединен через нагреватель с входом блока синхронизации, включенным в сеть переменного тока, отличающееся тем, что в него введены узел диагностики и задатчик температуры, вход которого соединен с вторым выходом термочувствительного элемента, а выход - с вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а второй выход - с первым входом узла диагностики, включенным в сеть переменного тока, второй вход которого соединен с выходом электронного ключа, а выход является одним из выходов устройства, другим выходом которого является первый выход термочувствительного элемента.