RU2259580C2 - Method for automatic temperature adjustment with decreased dynamic error in apparatus with heating cover - Google Patents
Method for automatic temperature adjustment with decreased dynamic error in apparatus with heating cover Download PDFInfo
- Publication number
- RU2259580C2 RU2259580C2 RU2002114503/09A RU2002114503A RU2259580C2 RU 2259580 C2 RU2259580 C2 RU 2259580C2 RU 2002114503/09 A RU2002114503/09 A RU 2002114503/09A RU 2002114503 A RU2002114503 A RU 2002114503A RU 2259580 C2 RU2259580 C2 RU 2259580C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- wall
- heat transfer
- heat
- heater
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматического управления технологическими объектами химической, металлургической и других промышленностей и может быть применено для автоматического управления температурой.The invention relates to the field of automatic control of technological objects of the chemical, metallurgical and other industries and can be used for automatic temperature control.
Широко известны способы автоматического регулирования процесса в объекте управления, заключающиеся в измерении текущего значения управляемой величины, сравнении ее с заданной, выработке по установленному закону в зависимости от разности фактической температуры и заданной, скорости ее изменения и воздействия через исполнительный блок на регулируемый процесс или объект управления [1].There are widely known methods for automatically controlling a process in a control object, which include measuring the current value of a controlled quantity, comparing it with a predetermined one, generating it according to the established law, depending on the difference between the actual temperature and the predetermined one, its rate of change, and its effect on the controlled process or control object through an executive unit [1].
Известен также способ автоматического регулирования процесса в объекте управления с уменьшенной динамической ошибкой в установившемся режиме, заключающийся в дополнительном вводе в систему автоматического регулирования (CAP) по "отклонению" корректирующих блоков, уменьшающих с помощью внутренних обратных связей постоянные времени звеньев, входящих в замкнутый контур CAP по "отклонению" и тем самым повышающих качество регулирования [1].There is also known a method of automatic process control in a control object with reduced dynamic error in steady state, which consists in additional input to the automatic control system (CAP) by "rejecting" the correction blocks, which reduce the time constants of the links included in the closed loop CAP using internal feedbacks by "deviation" and thereby increasing the quality of regulation [1].
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ [2], заключающийся в измерении температуры в аппарате, сравнении ее с заданной, измерении количества электроэнергии, затраченного в цикле регулирования температуры, длительности циклов, фактической мощности нагревателя, времени от начала цикла до текущего момента, вычислении эквивалентной мощности нагревателя, заданного количества электроэнергии эквивалентной мощности нагревателя, сравнении измеренной температуры с заданной, фактической мощности нагревателя с эквивалентной заданной, фактического количества электроэнергии с заданным, формировании по результатам сравнения управляющих сигналов на изменение мощности и количества электроэнергии, измерении температуры среды, окружающей аппарат, в непосредственной близости от него, температуры жидкостного теплоносителя внутри обогревающей рубашки, имеющей нагреватель, температур внутренних и наружных поверхностей всех стенок аппарата, по заранее известным графическим зависимостям определении коэффициентов теплоотдачи внутренних и наружных поверхностей всех стенок аппарата в зависимости от измеренных температур, вычислении полезного теплового потока и теплового потока рассеивания, суммировании вычисленных тепловых потоков, получении таким образом полного расчетного теплового потока, эквивалентного начальной величине заданной мощности, выделяемой в нагревателе, определении коэффициента пропорциональности для исходных условий теплоотдачи, при изменении условий теплоотдачи, в частности, при изменении температуры среды, окружающей аппарат вблизи него, повторении определения коэффициентов теплоотдачи, вычислении новых значений теплового потока рассеивания и полного расчетного теплового потока и нового значения эквивалентной мощности, сопоставлении его с начальным заданным значением, сигнал, пропорциональный разности, полученной в результате сопоставлений, подают на регулятор, вырабатывающий сигнал, воздействующий на нагреватель по заданному закону.The closest in technical essence to the proposed method is the method [2], which consists in measuring the temperature in the apparatus, comparing it with the set, measuring the amount of electricity spent in the temperature control cycle, the duration of the cycles, the actual power of the heater, the time from the beginning of the cycle to the current moment , calculating the equivalent power of the heater, a given amount of electricity, equivalent power of the heater, comparing the measured temperature with a given, actual heating power a generator with an equivalent predetermined, actual amount of electricity with a given one, forming, by comparing the control signals for changing the power and amount of electricity, measuring the temperature of the environment surrounding the apparatus, in the immediate vicinity of it, the temperature of the liquid coolant inside the heating jacket having a heater, the temperatures of the internal and the outer surfaces of all the walls of the apparatus, according to previously known graphical dependencies determining the heat transfer coefficients of internal and the external surfaces of all the walls of the apparatus, depending on the measured temperatures, calculating the useful heat flux and heat dissipation flux, summing the calculated heat fluxes, thereby obtaining the total calculated heat flux equivalent to the initial value of the given power allocated in the heater, determining the proportionality coefficient for the initial heat transfer conditions , when changing the conditions of heat transfer, in particular, when changing the temperature of the medium surrounding the apparatus near it, repeat and determining heat transfer coefficients, calculating new values of the heat dissipation flux and the total calculated heat flux and a new equivalent power value, comparing it with the initial set value, a signal proportional to the difference obtained as a result of the comparisons is fed to a controller that generates a signal that acts on the heater by given law.
Однако применение этого способа не обеспечивает высокое качество регулирования при резком, скачкообразном изменении температуры Т0 среды, окружающей аппарат с обогревающей рубашкой, чертеж которого приведен на фиг.1, то есть приводит к значительному отклонению температуры теплоносителя Тт от заданной Тзад, к появлению значительной динамической ошибки ΔТд, как показано на фиг.2.However, the application of this method does not provide high quality control with a sharp, abrupt change in temperature T 0 of the medium surrounding the apparatus with a heating jacket, the drawing of which is shown in Fig. 1, that is, it leads to a significant deviation of the temperature of the coolant T t from the given T ass , to the appearance significant dynamic error ΔT d , as shown in Fig.2.
Способ [2] предусматривает автоматическое изменение температуры теплоносителя сразу, то есть без учета запаздывания.The method [2] provides for an automatic change in the temperature of the coolant immediately, that is, without delay.
Если произойдет резкое уменьшение температуры То, то система автоматического регулирования температуры, реализованная по способу [2], воспринимает резкое уменьшение температуры То, как соответствующее резкое значительное увеличение потоков рассеивания, и приводит к резкому увеличению мощности нагревателя, в конечном итоге - к значительному повышению температуры теплоносителя ТТ, то есть к ухудшению качества регулирования в течение времени τ.If a sharp decrease in temperature T о occurs, the automatic temperature control system implemented by the method [2] perceives a sharp decrease in temperature T о as a corresponding sharp significant increase in dissipation fluxes, and leads to a sharp increase in heater power, and ultimately to a significant increasing the temperature of the coolant T T , that is, to a deterioration in the quality of regulation over time τ.
Технической задачей изобретения является повышение точности поддержания температуры на заданном уровне, повышение качества регулирования при резком, скачкообразном изменении температуры среды, окружающей аппарат вблизи него.An object of the invention is to increase the accuracy of maintaining the temperature at a given level, improving the quality of regulation with a sharp, spasmodic change in the temperature of the medium surrounding the apparatus near it.
Техническая задача решается тем, что в способе автоматического регулирования температуры в аппарате с обогревающей рубашкой, конструкция которого показана на фиг.1, с помощью датчика температуры производят измерения текущего значения температуры ТР в аппарате. Текущее значение температуры сопоставляют с заданным значением Тзад.The technical problem is solved in that in a method for automatically controlling the temperature in a device with a heating jacket, the design of which is shown in Fig. 1, using a temperature sensor, the current temperature T P in the device is measured. The current temperature value is compared with the set value of T ass .
Сигнал ΔТ, пропорциональный алгебраической разностиSignal ΔТ proportional to the algebraic difference
подают на регулятор температуры.served on a temperature controller.
С помощью регулятора температуры вырабатывают сигнал и подают его на устройство сравнения выходных сигналов.Using a temperature controller, a signal is generated and fed to a device for comparing output signals.
Производят измерение длительности t1ц первого цикла и текущего времени t2 второго цикла регулирования. Одновременно измеряют мощность нагревателя Р.Measure the duration t 1c of the first cycle and the current time t 2 of the second regulation cycle. At the same time measure the power of the heater R.
По известной длительности первого цикла t1ц и мощности Р нагревателя производят вычисление количества электроэнергии, затраченной в первом цикле регулированияThe known duration of the first cycle t 1c and the power P of the heater calculate the amount of electricity spent in the first control cycle
Затем производят вычисление эквивалентной мощности первого циклаThen, the equivalent power of the first cycle is calculated.
которую принимают в качестве заданной мощности для второго цикла регулированияwhich is taken as a given power for the second regulation cycle
Р1=Рзад.P 1 = P ass
Используя время от начала второго цикла t2 и заданную мощность Рзад, производят вычисление заданной электроэнергии во втором цикле к текущему моменту времени t2 по формулеUsing the time from the beginning of the second cycle t 2 and a given power P ass , calculate the specified electricity in the second cycle to the current time t 2 by the formula
Производят измерение количества электроэнергии W2, затраченной во втором цикле регулирования к моменту времени t2.Measure the amount of electricity W 2 spent in the second control cycle at time t 2 .
Сигнал, пропорциональный алгебраической разностиSignal proportional to algebraic difference
подают на блок формирования дополнительного управляющего сигнала.served on the block forming an additional control signal.
Формирование дополнительного управляющего сигнала производят следующим образом.The formation of an additional control signal is as follows.
Если W2>Wзад, то нагреватель отключают от электрической сети на время паузыIf W 2 > W ass , then the heater is disconnected from the mains for a while
Если же W2<Wзад, нагреватель дополнительно подключают на полное напряжение электрической сети на времяIf W 2 <W ass , the heater is additionally connected to the full voltage of the electrical network for a while
Дополнительный управляющий сигнал подают на устройство сравнения выходных сигналов.An additional control signal is supplied to the output signal comparison device.
Производят измерение мощности Р2 в текущий момент времени t2 второго цикла регулирования. Сигнал, пропорциональный разности заданной мощности Рзад и мощности Р2 Measure the power P 2 at the current time t 2 of the second regulation cycle. The signal is proportional to the difference between the specified power P ass and power P 2
подают на регулятор мощности. С помощью регулятора мощности, в зависимости от величины и знака ΔP, формируют управляющий сигнал и подают его на устройство сравнения выходных сигналов.served on the power regulator. Using a power regulator, depending on the magnitude and sign of ΔP, a control signal is generated and fed to the output signal comparison device.
Сигналы, поступающие с регулятора температуры, блока формирования управляющего сигнала и регулятора мощности алгебраически суммируют и получают результирующий сигнал:The signals coming from the temperature controller, the control signal generation unit and the power controller are algebraically summed up and receive the resulting signal:
который подают на вход блока управления тиристорами, подключающими нагреватель к напряжению сети.which is fed to the input of the thyristor control unit connecting the heater to the mains voltage.
Для стабилизации температуры ТР реакционной массы в аппарате 1 (фиг.1) при изменении температуры Т0(t) среды, окружающей аппарат, вблизи него, формируют дополнительный сигнал, который подают на регулятор мощности, воздействующий на нагреватель, где Т0(t) - температура среды, окружающей аппарат вблизи него, в момент времени t, для краткости обозначается Т0, единица измерения - градусы Цельсия.To stabilize the temperature T P of the reaction mass in the apparatus 1 (Fig. 1), when the temperature T 0 (t) of the medium surrounding the apparatus changes, an additional signal is generated that is supplied to the power regulator acting on the heater, where T 0 (t ) is the temperature of the medium surrounding the apparatus near it, at time t, for brevity, T 0 is indicated, the unit of measurement is degrees Celsius.
Формирование дополнительного сигнала производится следующим образом.The formation of an additional signal is as follows.
Производят измерение температуры ТР реакционной массы 2, температуры Т0 среды, окружающей аппарат, вблизи него, а также температуры ТТ жидкого теплоносителя 3 внутри обогревающей рубашки.Measure the temperature T P of the reaction mass 2, the temperature T 0 of the medium surrounding the apparatus, near it, as well as the temperature T T of the
Измеряют температуру внутренних ТBi и наружных ТHi поверхностей всех стенок аппарата и по заранее известным графическим зависимостям определяют коэффициенты теплоотдачи внутренних αBi и наружных αHi поверхностей всех стенок аппарата.The temperature of the internal T Bi and external T Hi surfaces of all the walls of the apparatus is measured and the heat transfer coefficients of the internal α Bi and external α Hi surfaces of all the walls of the apparatus are determined from the previously known graphic dependencies.
По известным температурам ТT и ТP, высоте активной части Н, внутреннему dBi и наружному dHi диаметрам первой стенки 8, толщине b1 днища 4 первой стенки, отделяющей реакционную массу от теплоносителя, коэффициенту теплопроводности λc1 первой стенки и коэффициентам теплоотдачи внутренней αB1 и наружной αH1 поверхностей первой стенки и днища первой стенки вычисляют полезный тепловой поток по формуле:According to the known temperatures T T and T P , the height of the active part H, the inner d Bi and the outer d Hi, the diameters of the
где Where
- полезный тепловой поток через первую стенку аппарата,- useful heat flow through the first wall of the apparatus,
- полезный тепловой поток через днище первой стенки.- useful heat flow through the bottom of the first wall.
Под высотой активной части аппарата подразумевается расстояние от днища первой стенки до верхнего уровня реакционной массы и теплоносителя.The height of the active part of the apparatus means the distance from the bottom of the first wall to the upper level of the reaction mass and coolant.
Используя значения температуры ТТ теплоносителя, температуры Т0 среды, окружающей аппарат, температуры ТПР паров над реакционной массой, температуры ТПТ паров теплоносителя, коэффициента теплоотдачи αВ11 внутренней поверхности крышки 13 первой стенки, коэффициента теплоотдачи αВ22 внутренней поверхности крышки 12 и внутренней поверхности части второй стенки 9, отделяющей пары теплоносителя от первого слоя теплоизоляции, коэффициента теплоотдачи αВ2 внутренней поверхности части второй стенки, отделяющей теплоноситель от первого слоя теплоизоляции, коэффициента теплоотдачи αН0 наружной поверхности n-й стенки 11, отделяющей последний (n-1)-м слой 7 теплоизоляции от окружающей среды, коэффициента теплопроводности λCi i-й стенки 10, внутреннего диаметра dB2 второй стенки, внутреннего dBi и наружного dHi диаметров i-й стенки, толщины bi днища и крышки i-й стенки, расстояния h от верхнего уровня теплоносителя и реакционной массы до крышки 12 второй стенки, наружного диаметра dH0 n-й стенки и высоты активной части Н аппарата вычисляют тепловой поток рассеивания в окружающую среду по формуле:Using the values of the temperature T T of the coolant, the temperature T 0 of the medium surrounding the apparatus, the temperature T PR of the vapor over the reaction mass, the temperature T PT of the coolant vapor, the heat transfer coefficient α B11 of the inner surface of the
- исходный тепловой поток рассеивания через часть второй стенки аппарата, отделяющей теплоноситель от первого слоя теплоизоляции,- the initial heat dissipation flux through a part of the second wall of the apparatus separating the coolant from the first layer of thermal insulation,
- исходный тепловой поток рассеивания через часть второй стенки аппарата, отделяющей пары теплоносителя от первого слоя теплоизоляции,- the initial heat dissipation flux through a part of the second wall of the apparatus that separates the coolant vapor from the first layer of thermal insulation,
- исходный тепловой поток рассеивания через днище 5 второй стенки аппарата,- the initial heat flux dispersion through the
- исходный тепловой поток рассеивания через крышку первой стенки аппарата, отделяющую пары над реакционной массой от второго слоя теплоизоляции,- the initial heat dissipation flux through the cover of the first wall of the apparatus, separating the vapors above the reaction mass from the second layer of thermal insulation,
- исходный тепловой поток рассеивания через крышку второй стенки аппарата, отделяющую пары теплоносителя от первого слоя теплоизоляции.- the initial heat dissipation flux through the cover of the second wall of the apparatus, separating the coolant vapor from the first layer of thermal insulation.
Вычисленный таким образом полезный тепловой поток σn и тепловой поток рассеивания σp суммируют и получают величину полного расчетного теплового потока по формуле:The useful heat flux σ n calculated in this way and the dispersion heat flux σ p are summed up and the total calculated heat flux is obtained by the formula:
Величина полного расчетного теплового потока σпр связана с начальной величиной заданной мощности Pзад, выделяемой в нагревателе, формулой:The value of the total calculated heat flux σ CR associated with the initial value of the given power P back allocated in the heater, the formula:
Для исходных условий теплоотдачи для начальной температуры окружающей среды ТОН определяют коэффициент пропорциональности к по формуле:For the initial conditions of heat transfer for the initial ambient temperature T OH determine the coefficient of proportionality to by the formula:
При уменьшении температуры окружающей среды до ТОМ в начальный момент времени tН повторяют определение коэффициентов теплоотдачи αВ11, αВ22, αВ2, αН0. В зависимости от измеренных температур ТПТ, ТТ, ТПР и ТОМ вычисляют новое текущее значение теплового потока рассеивания, σрм, соответствующее новым, изменившимся по отношению к начальным условиям теплоотдачи, то есть уменьшению температуры окружающей среды, по формуле:When the ambient temperature decreases to T OM at the initial time t H , the determination of heat transfer coefficients α B11 , α B22 , α B2 , α H0 is repeated. Depending on the measured temperatures T PT , T T , T PR and T OM they calculate the new current value of the heat dissipation flux, σ pm corresponding to the new, changed with respect to the initial conditions of heat transfer, that is, a decrease in the ambient temperature, according to the formula:
где Where
- тепловой поток рассеивания через часть второй стенки аппарата, отделяющей теплоноситель от первого слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat dissipation flow through a part of the second wall of the apparatus that separates the coolant from the first layer of thermal insulation, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через часть второй стенки аппарата, отделяющей пары теплоносителя от первого слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat dissipation flow through a part of the second wall of the apparatus, separating the coolant vapor from the first layer of thermal insulation, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через днище второй стенки аппарата, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat flux dispersion through the bottom of the second wall of the apparatus, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через крышку первой стенки аппарата, отделяющую пары над реакционной массой от первого слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat dissipation flow through the cover of the first wall of the apparatus, separating the vapor above the reaction mass from the first layer of thermal insulation, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через крышку второй стенки аппарата, отделяющую пары теплоносителя от первого слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи, где αВ11м, αВ22м, αВ2м, αН0м - текущие значения коэффициентов теплоотдачи αВ11, αВ22, αВ2, αН0, соответствующие изменившимся условиям теплоотдачи.- heat dissipation flow through the cover of the second wall of the apparatus, separating the heat carrier vapor from the first insulation layer, corresponding to the changed heat transfer conditions, where α B11m , α B22m , α B2m , α Н0m are the current values of heat transfer coefficients α B11 , α B22 , α B2 , α Н0 , corresponding to the changed heat transfer conditions.
Вычисляют новое значение полного расчетного теплового потока σпрм Calculate the new value of the total estimated heat flux σ prm
и новое значение эквивалентной мощности Рзадм and the new value of the equivalent power P rear
Затем сопоставляют новое значение эквивалентной Рзадм с начальным значением Рзад и сигнал, пропорциональный разности:Then compare the new value equivalent to P rear with the initial value of P rear and a signal proportional to the difference:
подают на регулятор, вырабатывающий дополнительный сигнал, воздействующий на нагреватель по заданному закону.fed to the controller, generating an additional signal acting on the heater according to a given law.
При увеличении температуры окружающей среды до Tоб повторяют определение коэффициентов теплоотдачи αВ11, αВ22, αВ2, αН0 в зависимости от измеренных температур в момент времени tОН.With an increase in ambient temperature to T r , the determination of heat transfer coefficients α B11 , α B22 , α B2 , α H0 is repeated , depending on the measured temperatures at time t OH .
Вычисляют новое текущее значение теплового потока рассеивания σрб, соответствующее увеличенной температуре Tоб окружающей среды, по формуле:Calculate the new current value of the heat flux dispersion σ RB corresponding to the increased temperature T about the environment, according to the formula:
где Where
- тепловой поток рассеивания через часть второй стенки аппарата, отделяющей теплоноситель от первого слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat dissipation flow through a part of the second wall of the apparatus that separates the coolant from the first layer of thermal insulation, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через часть второй стенки аппарата, отделяющей пары теплоносителя от первого слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat dissipation flow through a part of the second wall of the apparatus, separating the coolant vapor from the first layer of thermal insulation, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через днище второй стенки аппарата, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat flux dispersion through the bottom of the second wall of the apparatus, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через крышку первой стенки аппарата, отделяющую пары над реакционной массой от первого слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи,- heat dissipation flow through the cover of the first wall of the apparatus, separating the vapor above the reaction mass from the first layer of thermal insulation, corresponding to the changed conditions of heat transfer,
- тепловой поток рассеивания через крышку первой стенки аппарата, отделяющую пары теплоносителя от второго слоя теплоизоляции, соответствующий изменившимся условиям теплоотдачи, где αВ11δ, αВ22δ, αВ2δ, αН0δ - текущие значения коэффициентов теплоотдачи αВ11, αВ22, αВ2, αН0 соответствующие изменившимся условиям теплоотдачи.- heat dissipation flux through the cover of the first wall of the apparatus, separating the heat carrier vapor from the second layer of thermal insulation, corresponding to the changed heat transfer conditions, where α B11δ , α B22δ , α B2δ , α Н0δ are the current values of the heat transfer coefficients α B11 , α B22 , α B2 , α Н0 corresponding to the changed heat transfer conditions.
Вычисляют новое значение полного расчетного теплового потока σпрδ Calculate the new value of the total calculated heat flux σ CR δ
Вычисляют новое значение эквивалентной мощности Pзадδ, соответствующее σпрδ Calculate the new value of the equivalent power P ass δ corresponding to σ pr δ
Сопоставляют новое значение эквивалентной мощности Pзадδ с начальным значением Рзад и сигнал, пропорциональный разностиCompare the new value of the equivalent power P ass δ with the initial value of P ass and a signal proportional to the difference
подают на регулятор мощности, вырабатывающий сигнал, воздействующий на нагреватель по заданному закону, дополнительно при постоянной температуре Т0 среды, окружающей аппарат вблизи него, скачкообразным увеличением мощности нагревателя определяют время запаздывания τР аппарата по каналу возмущения "мощность нагревателя - температура жидкостного теплоносителя" от момента увеличения мощности нагревателя до начала увеличения температуры жидкостного теплоносителя ТТ, скачкообразным уменьшением температуры среды Т0, окружающей аппарат вблизи него, при неизменной мощности нагревателя, равной эквивалентной мощности Рзадм, определяют время запаздывания τТ аппарата по каналу возмущения "температура среды, окружающей аппарат вблизи него - температура жидкостного теплоносителя" от момента уменьшения температуры Т0 окружающей среды до начала уменьшения температуры жидкостного теплоносителя ТТ, из времени запаздывания аппарата по каналу возмущения "температура среды, окружающей аппарат вблизи него - температура жидкостного теплоносителя" вычитают время запаздывания аппарата по каналу возмущения "мощность нагревателя - температура жидкостного теплоносителя", получая, таким образом, разность времен запаздывания τрт, то естьfed to the power regulator that generates a signal that acts on the heater according to a given law, in addition, at a constant temperature T 0 of the environment surrounding the apparatus near it, the delay time τ P of the apparatus is determined by an abrupt increase in the heater’s power through the disturbance channel “heater power - liquid coolant temperature” from the moment of increasing the heater power before the start of the increase in the temperature of the liquid coolant T T , a stepwise decrease in the temperature of the medium T 0 surrounding near it, at a constant heater power equal to the equivalent power P rear , the delay time τ T of the apparatus is determined by the disturbance channel “medium temperature, the apparatus surrounding it is the temperature of the liquid coolant” from the moment the ambient temperature T 0 decreases to the beginning of the decrease in the liquid temperature T T coolant, out of time delay unit over a channel perturbation ", the temperature of the environment surrounding the machine near the - temperature of the liquid coolant" lag time subtracted device over the channel disturbance "heater power - liquid coolant temperature", thereby obtaining the difference of the delay times τ Hg, i.e.
которую учитывают при определении расчетной величины температуры Тор среды, окружающей аппарат вблизи него, применяя функциональную зависимостьwhich is taken into account when determining the calculated value of the temperature T op of the medium surrounding the apparatus near it, using the functional dependence
то есть заменяя величину Т0 на вычисленное новое значение Top(t), которое используют при вычислении тепловых потоков рассеивания и коэффициентов теплоотдачи, подставляя в формулы для вычисления тепловых потоков вместо То вычисленное новое значение Тор(t), где Top(t) - температура среды, окружающей аппарат вблизи него, в момент времени t, единица измерения - градусы Цельсия, T0(t-τрт) - температура среды, окружающей аппарат вблизи него, в момент времени (t-τрт), при t≥τрт, то есть со сдвигом во времени на величину τрт>0, единица измерения - градусы Цельсия.that is, replacing the value of T 0 with the calculated new value of T op (t), which is used in the calculation of heat dissipation fluxes and heat transfer coefficients, substituting in the formulas for calculating heat fluxes instead of T о the calculated new value of T op (t), where T op ( t) is the temperature of the environment surrounding the apparatus near it, at time t, the unit of measurement is degrees Celsius, T 0 (t-τ RT ) is the temperature of the environment surrounding the apparatus near it, at time (t-τ RT ), at t≥τ rt , i.e. with a time shift of τ rt > 0, the unit of measurement is degree s celsius.
Определение времени запаздывания τр, времени запаздывания τт показано на фиг.3.The determination of the delay time τ p , the delay time τ t shown in figure 3.
Термодатчик, измеряющий температуру ТТ теплоносителя в обогревающей рубашке, находится на меньшем расстоянии от нагревателя, чем от среды, окружающей аппарат с обогревающей рубашкой (фиг.1).The temperature sensor that measures the temperature T T of the coolant in the heating jacket is located at a shorter distance from the heater than from the environment surrounding the apparatus with the heating jacket (Fig. 1).
Кроме того, термодатчик, измеряющий ТТ, отделяет от нагревателя только слой теплоносителя (по вертикали) с хорошими теплообменными свойствами, а термодатчик, измеряющий температуру среды, окружающей аппарат вблизи него, - часть слоя теплоносителя, две стенки (минимум) и теплоизоляционный слой, имеющий малую теплопроводность, поэтомуIn addition, the temperature sensor measuring T T separates from the heater only the heat-transfer layer (vertically) with good heat transfer properties, and the temperature sensor, which measures the temperature of the medium surrounding the apparatus near it, is part of the heat-transfer layer, two walls (minimum) and a heat-insulating layer, having low thermal conductivity, therefore
τТ>τР,τ T > τ P ,
где τТ - время запаздывания аппарата по каналу возмущения "температура среды, окружающей аппарат вблизи него - температура жидкостного теплоносителя", τР - время запаздывания аппарата по каналу возмущения "мощность нагревателя - температура жидкостного теплоносителя".where τ T is the delay time of the apparatus along the disturbance channel "the temperature of the medium surrounding the apparatus near it is the temperature of the liquid coolant," τ P is the delay time of the apparatus along the disturbance channel "heater power is the temperature of the coolant".
Поэтому для реализации предлагаемого способа автоматического регулирования температуры в аппарате с обогревающей рубашкой в структурную схему регулирования введен блок запаздывания 91, как показано на фиг.4, с передаточной функциейTherefore, to implement the proposed method for automatically controlling the temperature in the apparatus with a heating jacket, a
где р - оператор Лапласа, и блок вычитания 92, реализующий разность (41). В результате применения предлагаемого способа значительные отклонения температуры теплоносителя от заданной при резких скачкообразных изменениях температуры среды, окружающей аппарат вблизи него, исключаются, то есть динамическая ошибка исключается.where p is the Laplace operator, and the subtraction block 92, which implements the difference (41). As a result of the application of the proposed method, significant deviations of the temperature of the coolant from the set with sudden sudden changes in the temperature of the medium surrounding the apparatus near it are eliminated, that is, a dynamic error is excluded.
Структурная схема реализации предлагаемого способа автоматического регулирования температуры представлена на фиг.4.The structural diagram of the implementation of the proposed method for automatic temperature control is presented in figure 4.
Перечень элементовList of elements
1. сумматор сравнения температуры1. temperature comparison adder
2. термодатчик2. thermal sensor
3. термозадатчик3. thermal sensor
4. регулятор температуры4. temperature controller
5. сумматор выходных сигналов сравнения5. adder output comparison signals
6. блок измерения времени6. time measuring unit
7. блок измерения электроэнергии7. power measurement unit
8. блок вычисления заданной мощности8. set power calculation unit
9. блок вычисления заданной электроэнергии9. set power calculation unit
10. сумматор сравнения количеств электроэнергии10. power comparison adder
11. блок формирования закона управляющего сигнала11. block the formation of the law of the control signal
12. сумматор сравнения мощностей12. power comparison adder
13. блок измерения мощностей13. power measurement unit
14. регулятор мощности14. power control
15. блок управления тиристорами15. thyristor control unit
16. блок тиристоров16. thyristor block
17. нагреватель17. heater
18. аппарат с обогревающей рубашкой18. heating jacket apparatus
19. блок вычитания19. subtraction unit
20. блок умножения20. multiplication block
21. сумматор потоков рассеивания21. dispersion flow adder
22. блок деления22. division block
23. блок деления23. division block
24. блок деления24. division block
25. блок деления25. division block
26. блок логарифмирования26. logarithm unit
27. блок умножения27. multiplication block
28. сумматор28. adder
29. блок умножения29. multiplication block
30. сумматор30. adder
31. блок сравнения31. comparison unit
32. блок возведения в квадрат32. squaring unit
33. блок умножения33. multiplication block
34. блок деления34. division block
35. блок деления35. division block
36. сумматор36. adder
37. блок умножения на четыре37. block of multiplication by four
38. блок деления38. division block
39. блок деления39. division block
40. блок деления40. division block
41. блок сравнения41. comparison unit
42. блок деления42. division block
43. блок деления43. division block
44. блок возведения в квадрат44. squaring block
45. блок умножения45. multiplication block
46. блок деления46. division block
47. сумматор47. adder
48. блок умножения на четыре48. block of multiplication by four
49. сумматор49. adder
50. делитель50. divider
51. блок деления51. division block
52. блок деления52. division block
53. блок деления53. division block
54. блок деления54. division block
55. блок деления55. division block
56. блок деления56. division block
57. блок деления57. division block
58. блок деления58. division block
59. блок логарифмирования59. block logarithm
60. блок логарифмирования60. logarithm unit
61. блок логарифмирования61. logarithm unit
62. блок деления62. division block
63. блок деления63. division block
64. блок сравнения64. comparison unit
65. блок умножения65. multiplication block
66. блок умножения66. multiplication block
67. блок умножения67. multiplication block
68. сумматор68. adder
69. блок деления69. division block
70. сумматор70. adder
71. блок деления71. division block
72. блок сравнения72. comparison unit
73. блок возведения в квадрат73. squaring block
74. блок возведения в квадрат74. squaring block
75. блок деления75. division block
76. блок деления76. division block
77. блок деления77. division block
78. блок сравнения78. comparison block
79. сумматор79. adder
80. блок деления80. division block
81. сумматор81. adder
82. блок деления82. division block
83. блок деления83. division block
84. блок деления84. division block
85.блок деления85. division block
86. сумматор86. adder
87. блок деления87. division block
88. блок сравнения88. comparison block
89. блок сравнения89. comparison block
90. блок деления90. division block
91. блок запаздывания91. lag block
92. блок вычитания92. subtraction block
Источники информацииSources of information
1. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления. Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. М.: Энергия, 1980, 312 с.1. Voronov A.A. Fundamentals of the theory of automatic control. Automatic control of continuous linear systems. M .: Energy, 1980, 312 p.
2. Патент RU №2167449, кл. G 05 D 23/19. Бюл. №14, 20.05.2001 г.2. Patent RU No. 2167449, cl. G 05
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114503/09A RU2259580C2 (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Method for automatic temperature adjustment with decreased dynamic error in apparatus with heating cover |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114503/09A RU2259580C2 (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Method for automatic temperature adjustment with decreased dynamic error in apparatus with heating cover |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002114503A RU2002114503A (en) | 2003-11-27 |
RU2259580C2 true RU2259580C2 (en) | 2005-08-27 |
Family
ID=35846874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002114503/09A RU2259580C2 (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Method for automatic temperature adjustment with decreased dynamic error in apparatus with heating cover |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2259580C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100555150C (en) * | 2005-12-22 | 2009-10-28 | 财团法人工业技术研究院 | The thermostatically controlled method of reefer |
-
2002
- 2002-05-31 RU RU2002114503/09A patent/RU2259580C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВОРОНОВ А.А. Основы теории автоматического управления. Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. М.: Энергия, 1980, с.312. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100555150C (en) * | 2005-12-22 | 2009-10-28 | 财团法人工业技术研究院 | The thermostatically controlled method of reefer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5517499B2 (en) | Method for operating a calorimeter | |
CN109974902B (en) | Adiabatic acceleration calorimeter with dynamic thermal inertia correction characteristic | |
US5547282A (en) | Calorimetric measuring apparatus | |
EP2052242A1 (en) | Determination of the specific heat capacity | |
CN103382515A (en) | System and method for monitoring molten steel temperature in RH refining process in online real-time manner | |
JP2003518621A (en) | A chromatographic device that directly heats a capillary column | |
CA1271982A (en) | Power control device for a resistance heater in an oven | |
JP4488481B2 (en) | Method and apparatus for thermal investigation of materials | |
RU2259580C2 (en) | Method for automatic temperature adjustment with decreased dynamic error in apparatus with heating cover | |
JPH09145265A (en) | Method and apparatus for controlling temperature in electrical furnace | |
CN114178504A (en) | Intelligent temperature control method for low-pressure casting aluminum alloy melt | |
US20210251362A1 (en) | Method of controlling a haircare appliance | |
JP2004094939A (en) | Model structure, controller, temperature controller, and heat treatment apparatus | |
JPWO2006088072A1 (en) | Model structure parameter determination method, parameter determination device, control device, and temperature controller | |
RU2167449C2 (en) | Method for automatic temperature control in apparatus with heating jacket | |
Guenoun et al. | Temperature distribution and transport mode in a close-spaced vapor transport reactor for CuInSe2 depositions | |
RU2002114503A (en) | Method for automatic temperature control with reduced dynamic error in a heating jacket apparatus | |
US7865314B1 (en) | Method for determining the salt content of liquid and device for carrying out said method | |
CN109031942A (en) | A method of calorimeter calorimetric process lag link is corrected using transmission function | |
RU2755841C1 (en) | Apparatus for measuring the parameters of a medium | |
RU99101273A (en) | METHOD FOR AUTOMATIC TEMPERATURE REGULATION IN A DEVICE WITH A HEATING SHIRT | |
CA1332292C (en) | Temperature controlling means for a thermostat for use in measuring viscosity | |
RU2115154C1 (en) | Method of temperature control in electric furnace | |
SU754374A1 (en) | Method of regulating temperature in zone of feeding raw material into fractional column | |
SU1168912A1 (en) | Method and apparatus for programmed control of temperature |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |