SU1010606A1

SU1010606A1 - Frequency-pulse temperature regulator

Info

Publication number: SU1010606A1
Application number: SU813351781A
Authority: SU
Inventors: Валерий Михайлович Лохин; Рустам Усманович Мадыгулов; Виктор Владимирович Макаров; Евгений Петрович Михальченко; Александр Николаевич Объедков
Original assignee: Предприятие П/Я А-7690
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1983-04-07

Abstract

1. ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМНЕРАТУРЫ, содержащий усилители мощности, канал регулировани по отклонению, состо щий из последЪвательно соединенных усилител с зоной нечувствительности, интегратора и фазового детектора, к выходам которого подключена обмотка реле времени, замыкающие контакты которого включены параллельно конденсатору интегратора, а также канал регулировани по возмущению , включающий в себ усилитель и соединенные аналогично каналу регулировани по отклонению интегратор , фазовый детектор и реле времени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности, он содержит два элемента ИЛИ и дифференциатор в канале регулировани по возмущению, включенный между выходом усилител и входом интегратора , причем первые выходы, фазовых детекторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, а вторые выходы фазовых детекторов - с входами второго элемента ИЛИ, к выходам которых подключены входы соответствующих усилителей мощности. С S 2.Регул тор по п.1, отличающийс тем, что фазовые (Л детекторы выполнены в виде релейных элементов с зоной нечувствительности . 3.Регул тор по ПП.1 и 2, о т л и чающийс тем, что релейный элемент в канале регули.ровани по от клонению выполнен в виде двух, параллельных цепей, с задатчиком зоны нечувствительности в каждой из них. О) о flb1. A FREQUENCY-PULSE TEMPERATURE REGULATOR, containing power amplifiers, a deviation control channel, consisting of successively connected amplifiers with deadband, an integrator and a phase detector, to the outputs of which a time relay winding is connected, the closing contacts of which are connected in parallel to the integrator capacitor, and perturbation control channel, which includes an amplifier and an integrator, a phase detector and a time relay, connected in the same way as a control channel for deviation, In order to increase accuracy, it contains two OR elements and a differentiator in the perturbation control channel connected between the amplifier output and the integrator input, the first outputs of the phase detectors are connected to the inputs of the first OR element, and the second outputs of the phase detectors are with the inputs of the second element OR, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding power amplifiers. S 2. The regulator according to claim 1, characterized in that the phase detectors (L detectors are made in the form of relay elements with a dead zone. 3. The regulator in accordance with Claims 1 and 2, and the relay element The regulation channel for cloning is made in the form of two parallel circuits, with a dead zone master in each of them. O) about flb

Description

Изобретение относитс к технике автоматического управлени , а имен но к автоматическим регул торам теплоэнергетических процессов, содержащим электрические исполнитель ные механизмы посто нной скорости, в которых выходной сигнал вл етс прерывной функцией отклонени вход ного сигнала ot заданной величины серией модулированных по частоте электрических импульсов. В частнос ( Предлагаемый регул тор может найти широкое применение в установках дл приготовлени воды заданной температуры путем изменени концентраци компонентов смеси иЗ двух жидкосте с различной температурой. Известно импульсное устройство дл автоматического регулировани тепловых процессов, содержащее генератор импульсов, реверсивный счетчик импульсов, блок сравнени и подключенное к блоку сравнени формирукжцее устройство, состо щее из последовательно соединенных-амплитудного дискриминатора и элемента воздействи на частоту генератора, подсоединенного к входу генератора импульсов, выход которого подключен к реверсивному счетчику импульсов 1 . Недостатком указанного устройства вл етс низка точность регулировани . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс частотно-импульсный регул тор, содержащий усилители мощности, выходами соединенные с входами исполнитель{1ых органов нагрева и охлажде ни , к канал регулировани по отклонению , состо щий из последовател но соединенных усилител с зоной не чувствительности, интегратора и фаз вого детектора, к выходам которого подключена обмотка реле времени, замыкающие контакты которого включены параллельно конденсатору интегратора 2. - Недостатком известного регул тора вл етс его низка точность. Цель изобретени - повышение точ ности регул тора. Поставленна цель достигаетс те что в известный регул тор, содержащий усилители мощности, канал регулировани по отклонению, состо щий из последовательно соединенных уси .лител с зоной нечувствительности, интегратора и фазового детектора, к выходам которого подключена обмотка реле времени, замыкающие контакты к торого вклМчены параллельно конденсатору интегратора, а также канал регулировани по возмущению, включакиций в себ усилитель и соединенные аналогично каналу регулировани по отклонению интегратор, фазовый детектор и реле времени, введены два элемента ИЛИ и дифференциатор в канале регулировани по возмущению , включенный между выходом усилител и входом интегратора, причем первые выходы фазовых детекторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, а вторые выходы фазовых детекторов - с входами второго элемента ИЛИ, к выходам которых подключены входы соответствующих усилителей мощности. Фазовые детекторы выполнены в виде релейных элементов с зоной нечувствительности . Причем в канале регулировани по оогклокению релейный элемент выполнен в виде двух параллельных цепей с задатчиком зоны нечувствительности в каждой из НИХ. На чертеже представлена функциональна схема регул тора. Регул тор содержит усилитель 1 с зоной нечувствительности, усилитель 2, интеграторы 3 и 4, фазовый детектор 5, состо щий из релейных элементов 6 и .7 и задатчиков 8 и 9 зоны нечувствительности релейных элементов, фазовый детектор 10, реле 11 и 12 времени, дифференциатор 13, элементы ИЛИ 14 и 15, усилители 16 и 17 мщности. Регул тор работает следующим образом. На вход I канала .регулировани по отклонепию поступает сигнал, равный разности между заданным и действительныгл значени ми регулируемой температуры, и при превышении им значени зоны нечувствительности усилител 1 поступает на вход интегратора 3. С выхода интегратора 3 сигнал рассогласовани поступает на вход релейных элементов 6 и 7, образующих совместно с задатчиками 8 и 9 зон нечувствительности фазовый детектор канала регулировани по отклонению регулируемой Величи1-Ы . В зависимости от пол рности сигнала на выходе интегратора 3 при превьз енни сигналом значени , заданного задатчрлкамк 8 или 9, срабатывает один из релейных элементов б или 7, с вьжодов которых сигнал поступает через элемент ИЛИ 14 или 3.5 на соответствующий усилитель 16 или 17 мощности и на обмотку реле 11 времени, С выхода усилител мощности сигнал поступает на исполнительный механизм, увеличива или уменьша значение регулируемой температуры. По истечении выдержки времени, определ ющей длительность управл ющего ш 1пульса по каналу регулировани по отклонению, срабатывает реле 11 времени, замыка сво1-1ми контактс1Ми конденсатор интегратора 3 и 1The invention relates to an automatic control technique, and it is known to automatic controllers of heat and power processes containing constant-speed electric executive mechanisms, in which the output signal is a continuous function of deflection of the input signal ot by a predetermined value by a series of frequency-modulated electric pulses. In particular (the proposed regulator can be widely used in installations for preparing water of a given temperature by varying the concentration of the components of a mixture of two fluids with different temperatures. A pulsed device for automatically controlling thermal processes is known, which contains a pulse generator, a reversible pulse counter, a comparator, and a connected to the unit of comparison, a device is a device consisting of a series-connected amplitude discriminator and an element acting on From the generator connected to the input of the pulse generator, the output of which is connected to the reversible pulse counter 1. The disadvantage of this device is low control accuracy. The closest in technical essence to the offer is a pulse-frequency controller containing power amplifiers, outputs connected to the inputs the performer of {1st heating and cooling organs, to the control channel by deviation, consisting of a series connected amplifier with an insensitivity zone, an integrator Vågå and phase detector, which is connected to the outputs of the relay winding time, closing contacts which are connected in parallel integrator capacitor 2. - The disadvantage of the known regulator is its low accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the controller. The goal is achieved by the fact that a well-known regulator containing power amplifiers, a deviation control channel consisting of series-connected amplifier with a dead zone, an integrator and a phase detector, to the outputs of which is connected a time relay winding closing contacts to which is switched on in parallel the integrator capacitor, as well as the disturbance control channel, including the amplifier and the integrator, the phase detector and the relays At the time, two OR elements and a differentiator in the perturbation control channel are connected between the amplifier output and the integrator input, the first outputs of the phase detectors are connected to the inputs of the first OR element, and the second outputs of the phase detectors to the outputs of the second OR element The inputs of the respective power amplifiers are connected. Phase detectors are made in the form of relay elements with dead zone. Moreover, in the control channel for oocclocation, the relay element is made in the form of two parallel circuits with a dead zone master at each of THEM. The drawing shows the functional diagram of the controller. The controller contains an amplifier 1 with a dead zone, an amplifier 2, integrators 3 and 4, a phase detector 5 consisting of relay elements 6 and .7, and setters 8 and 9 of the dead zone of relay elements, phase detector 10, relay 11 and 12, differentiator 13, elements OR 14 and 15, amplifiers 16 and 17 of power. The regulator works as follows. A signal equal to the difference between the specified and actual values of the controlled temperature is received at the input of the I channel. 7, which together with the setting units 8 and 9 of the dead zones, form the phase detector of the control channel based on the deviation of the adjustable magnitude 1-S. Depending on the polarity of the signal at the output of the integrator 3, when the signal is exceeded by a signal set to the preset value 8 or 9, one of the relay elements b or 7 is triggered, from which the signal goes through the element OR 14 or 3.5 to the corresponding power amplifier 16 or 17 and on the time relay winding 11, From the output of the power amplifier, the signal goes to the actuator, increasing or decreasing the value of the controlled temperature. After the time delay, which determines the duration of the control pulse 1 pulse through the control channel for deviation, expires, time relay 11 triggers, its own contact is connected to the capacitor 3 and 1

сбрасыва тем самым сигнал на выходе интегратора 3 до нулевого значени . Далее процесс повтор етс до тех пор, пока сигнал на входе в интегратор 3 не станет равным нулю. Таким образом, на выходе регул тора формируетс последовательность модулированных по частоте импульсов , причем импульс на выходе регул тора по вл етс каждый раз, когда сигнал на выходе интегратора 3 достигает значени , заданного, в зависимости от пол рности сигнала, задатчиком 8 или 9.thereby dropping the signal at the output of the integrator 3 to zero. Then the process is repeated until the signal at the input to the integrator 3 becomes zero. Thus, a sequence of frequency-modulated pulses is formed at the output of the regulator, with a pulse at the regulator output appearing each time the signal at the output of integrator 3 reaches the value specified by, depending on the polarity of the signal, the setpoint 8 or 9.

Вход И регул тора вл етс входо , первого из N возможного количества 1каналов регулировани по возмущению которым в случае, например, регулировани температуры в установках дл приготовлени воды заданной температуры путем изменени концентрации компонентов смеси из двух жидкостей с различной температурой , может вл тьс отклонение температуры смешиваемых жидкостей от исходного значени . Сигнал с датчика возмущающего воздействи поступает на вход Я , усиливаетс усилителем 2 и поступает на вход дифференциатора 13. С выхода дифференциатора 13 сигнал поступает на вход интегратора 4, с выхода интегратора - на вход фазового детектора 10, выполненного в виде релейного элемента с зоной нечувствительности .The input and regulator is the input, the first of N possible number of 1 channels of disturbance control which, for example, temperature control in installations for preparing water of a given temperature by changing the concentration of the components of a mixture of two liquids with different temperatures, can be the temperature deviation of the mixed liquids from the initial value. The signal from the disturbing sensor is fed to the input I, amplified by amplifier 2 and fed to the input of differentiator 13. From the output of differentiator 13, the signal is fed to the input of integrator 4, from the integrator's output to the input of phase detector 10, made in the form of a relay element with a dead zone.

В зависимости от пол рности сигн ла на выходе интегратора 4 при превышении им значени зоны нечувствительности релейного элejиeнтa сигнал с выхода фазового детектора 10 поступает на обмотку реле 12 времени и через элемент ИЛИ 14 или 15 на усилитель мощности 16 или 17 и далее на исполнительный механизм. По истечении вьщержки времени, определ ющей длительность управл ющего импульса по каналу регулировани по возмущению, срабатывает реле 12 времени , замыка своими контактами конденсатор интегратора 4. Наличие дифференциатора 13 на входе интегратора 4 приводит к тому,что на выходе регул тора импульс по вл етс вс кий раз, когда разность менаду исхоД ным и измер емым значением возмущак дего воздействи изменитс на фиксированную величину, определ емую величиной зоны нечувствительности фазового детектора 10 и коэффициентом усилени канала, смеща тем самым исходное положение регулирую0 щего органа дл основного канала на соответствующую величину.Depending on the polarity of the signal at the output of the integrator 4, if it exceeds the dead zone of the relay element, the signal from the output of the phase detector 10 is fed to the time relay 12 and through the OR element 14 or 15 to the power amplifier 16 or 17 and further to the actuator. After expiration of the time delay, which determines the duration of the control pulse through the perturbation control channel, the time relay 12 triggers, the capacitor of the integrator 4 closes with its contacts. The presence of a differentiator 13 at the input of the integrator 4 causes the pulse to appear at the controller output. time when the difference between the initial and measured value of the perturbation of the action changes by a fixed value determined by the value of the dead zone of the phase detector 10 and the gain to Nala, thereby displacing the original position reguliruyu0 conductive body for the main channel by an appropriate amount.

Поскольку датчики температуры обладают значительной инерционностью, при ступенчатом изменении возму5 щающего воздействи на выходе регул тора формируетс сери импульсов, число импульсов в которой определ етс разностью между исходным и измер емым значени ми возмущающего воздействи и параметрами настройки Since temperature sensors have a significant inertia, a series of pulses is formed at a stepwise change in the disturbing effect at the controller output, the number of pulses in which is determined by the difference between the initial and measured values of the disturbing effect and the settings

0 канала регулировани по возмущению. Выбором параметров датчика температуры , параметров настройки канала регулировани по возмущению и местом установки датчика возмущени может . 0 control channel perturbation. The choice of parameters of the temperature sensor, parameters of the adjustment channel for disturbance and the installation location of the disturbance sensor can.

5 быть обеспечена практически независимость выходной величины системы автоматического регулировани от возмущающего воздействи с точнос-г тью, определ емой шагом исполнитель0 ного органа за один управл ющий импульс , формируемый каналом регули|ровани по возмущению. Выполнение релейного элемента в фазовом детекторе основного канала 5, the independence of the output value of the automatic control system from the disturbing action with an accuracy determined by the step of the executive body per control impulse generated by the perturbation control channel will be ensured. Execution of a relay element in the phase detector of the main channel

5 регулировани по отклонению в виде двух параллельных цепей с задатчиком зоны нечувствительности в каждой из них позвол ет обеспечить при настройке регул тора различный ре0 зультирующий коэффициент усилени регул тора при различных знаках интеграла от отклонени регулируемой температуры, что позвол ет обеспечить частичную линеаризацию расходной 5 adjustments for deviation in the form of two parallel circuits with a dead zone adjuster in each of them allows for adjusting the controller to have a different resultant controller gain for different signs of the integral from the deviation of the controlled temperature, which allows for partial linearization of the flow rate

5 характеристики регулирующего органа исполнительного механизма.5 characteristics of the regulatory body of the actuator.

Таким образом, использование изобретени позвол ет существенно 50 повысить точность работы регул тора.Thus, the use of the invention allows significantly 50 to improve the accuracy of the controller.

Claims

, 1. A FREQUENCY-PULSE TEMPERATURE REGULATOR, comprising power amplifiers, a deviation control channel, consisting of a series-connected amplifier with a dead zone, an integrator and a phase detector, to the outputs of which a time relay winding is connected, the closing contacts of which are connected in parallel with the integrator capacitor, and a perturbation control channel including an amplifier and an integrator, phase detector and time relay connected similarly to a deviation control channel, different which, in order to increase accuracy, it contains two OR elements and a differentiator in a perturbation control channel connected between the amplifier output and the integrator input, the first outputs of phase detectors connected to the inputs of the first OR element, and the second outputs of phase detectors with the inputs of the second OR element, the outputs of which are connected to the inputs of the respective power amplifiers.

2. The controller according to claim 1, characterized in that the phase detectors are made in the form of relay elements with a deadband.

3. The controller according to claims 1 and 2, characterized in that the relay element in the deviation control channel is made in the form of two * parallel circuits with a dead band adjuster in each of them.