SU1029154A1 - Устройство дл регулировани температуры - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласовани , релейный элемент, исполнительный элемент, подключенный к объекту с датчиком температуры, выходом соединенным с входом измерител  рассогласовани , отлич аюшеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , в него введены интегjpaTop с регулируемой посто нной времени , блок определени  знака, одновибратор , два элемента НЕ, четыре элемента И, причем выход измерител  рассогласовани  соединен с первым входом одновибратора и через блок определени  знака - с входом первого элемента НЕ и с первьгми входами пер вого и второго элементов И, выход релейного элемента соединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент НЕ - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ и с первым входом четвертого элемента И, а выход с вторым входом одновибратора, тре тий вход которого подключен к выхоО ) ду второго элемейта И, а выход к вторым входам первого и четвертого элементов И и к входу сброса интегратора, вход и выход которого подключены соответственно к выходу измерител  рассогласовани  и к второму входу релейного элемента, третий и четвертый входы которого соединены с выходами соответственно первого и четвертого элементов И,

Description

Изобретение относитс  к регулиованию и может быть применено дл  оддержани  заданной температуры животноводческих помещени .

Известно устройство дл  регули- овани . температуры,, содержащее задатчик и датчик температуры, подключенные к входам дифференциального усилител , выход которого соединен с управл ющим входом сймистора, включенного последовательно в цепи источника переменного .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность при применении- их-ДЛЯ объектов, имеющих значительную инерционность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  регулировани  температуры, содержащее эддатчик и датчик температуры, усилитель посто нного тока, первый вход которого соединен с задатчиком, второй вход сдатчиком температуры, а выход с входом исполнительного элемента в качестве которого может использоватьс  симистор, включенный последовательно с нагревательным элементом в цепь источника питани  С 23Недостатком данного устройства  вл етс  невысока  точность поддержани  выходного параметра особенно в случае, если объект регулировани  обладает существенной инерционностью .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности регулировани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  регулировани  температуры, содержащее последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласовани , релейный элемент, исполнительный элемент, подключенный к объекту с датчиком температуры, выходом соединенным с входом измерител  рассогласовани , введены интегратор с регулируемой посто нной времени, блок определени  знака, одновибратор, два элемента НЕ, четыре элемента И, причем выход измерител  рассогласовани  соединен с первым входом одновибратора и через блок определени  знака - с входом первого элемента НЕ и с первыми входами первого и второго элементов И, выход релейного элемента соединен с вторым вхо дом второго элемента И и через второй элемент НЕ - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ и с первым входом четвер того элемента И,а выход - с вч.арым входом одновибратора, третий вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход - к вторым входам первого и четвертого элементов И и к входу сброса интегратора вход и выход которого подключены соответственно к выходу измерител  рассогласовани  и к второму входу . релейного элемента, третий и четвертый входы которого соединены с выходами соответственно первого и четвертого элементов И.

На фиг. 1 представлеиа струк туррна  схема предлагаемого устрой0 стваг на фиг. 2 - кривые изменени  входных и выходных сигналов эле- ментов устройства во времени/ по сн ющие его работу.

Устройство содержит задатчик регулируемой величины 1, измеритель рассогласовани  2, релейный элемент 3,исполнительный элемент 4, объект регулировани  5 инерционный, датчик температуры б, интегратор 7 с регулИQ руемой посто нной времени, ключ 8 сброса интегратора, блок определени  знака 9, одновибратор 10, эле- менты нвИ и 12, элементы И 13 - 1б, нелинейный элемент 17 .

5 На фиг, 2 обозначено: Ц, задающее напр жение; U, - сигнал ошибки и - управл ющий сигнал . на выходе |релейног6 элемента 3; U4 - сигнал на выходе интегратора

П 5 знака ошибки регулировани ; U6 - сигнал на выходе одт новибратора 10;U7- напр жение на выходе элемента 11; Og - сигнал на. выходе элемента 12; Uj сигнал на выходе исполнительного эл емен5 та 4; и9,- сигнал внешних воздействий на объект регулировани .

Сигнал интегратора 7 дан с обратным знаком (-и) дл  того, чтобы нагл днее показать момент переключени  релейного элемента 3, когда сигнал ошибки Uj. становитс  равен сигналу Интегратора.

Сущность устройства заключаетс  в следующем.

Дополнительно к сигналу ошибки, который переключает релейный элемент 3 при переходе ошибки через нуль, вырабатывают сигнал, пропорциональный интегралу f ошибки регулировани  . Сравнивают его в течение всего времени регулировани  с сигналом . Пропорциональным ошибке регулировани  и в момент равенства происходит внеочередное переключение

релейного элемента 3. В переключенном состо нии релейный элемент 3 может находитьс  разный промежуток времени. При большой ошибке с возвращением интегратора 7 в .нулевое

положение релейный элемент тоже переключаетс  в прежнее состо ние, т,е, не удержйва:етс  в переключенном состо нии. С уменьшением ошибки регулировани  релейный, элемент в переклк )ченном интегратором состо нии удерживаетс  в течение времени, определ емого величиной ошибки регулировани  . Посто нные времени интегрирован и интервала устанавливают в соответствии с соотнс иени ми Г.-. .25ГИ1П Ы)Ъ и т J, п qQrcswi-i-K) П HovLV t -Ir ,гдё К - коэффициент, равный отнс ие йию текущего значени  ошиб ки к максимальной ошибке регулирований (величина меньша  или равна  единице Т - начёШьное значение посто н вой времени интегрировани  находитс  в пределах {0,10 ,2)Т, где Т-период автоко лебаний объекта, замкнутого через релейный элемент; начальное значение интервала времени, в .котором ре лейный элемент включен в состо ние,противоположное определ емому знаком ошибк регулировани , находитс  в пределах (0,01-0,02)Т. Рассмотрим работу устройства при подаче на него питани . На выходе задачика 1 посто нный задающий сигнал, на выходе измерител  рассогласовани  2 - сигнал , соответствующий максимальной ошибке, на выходе релейного элемента 3 положительный сигнал, сигнал исполнительного элемента 4 воз действует на объект регулировани  таким образом, чтобы ошибка регулировани  уменьшилась/Датчик температуры 6 выдает сигнал, соответствующий начальному значению. Инте ратор 7 имеет на выходе нулевой си нал (1)) j ключ 8 разомкнут, блок определени  знака 9 ошибки регули . ровани  выдает сигнал, равный- нулю (ошибка регулировани  отрицательна  ) . Элемент НЕ 11 имеет выходной сигнал, равный единице. Одновибратор 10, элементы НЕ 12 и 13 - 16 имеют нулевые сигналы на выходе. После подачи питани  (фиг. интегратор 7 начинает интегрировать етиибку регулировани . Выходной сигнал интегратора (фиг. 2) дан с обратным знаком (-судл  того, чтоб нагл днее показать момент переключени  релейного элемента 3, когда сигнал ошибки U. становитс  сигнгшу интегратора -U . Переключение релейного интегратора элемента 3 при большой сшиб регулировани  (первое и второе переключение сигнала из фиг. 2) прои ходит лишь на короткое врем , соот ветствующее собственному времени включени  элемента НЕ 12 и одновиб ратора 10. При большой (хиибке поданный при пвреключении релейный элемент, дополнительно удерживающий в новом положении сигнал со стороны элемента 14 (ф,недостаточен дл  удержани  и релейный элемент при зануливании ключом 8 интегратсфа 7 возвращаетс  в исходное состо ние, Интегратор по прошествии выдержки времени одновибратора 10, управл ющего ключом 8, начинает второй цикл интегрировани , который также кон- ; чаетс  кратковременным срабатыванием релейного элемента 3. Ошибка регулировани  продолжает уменьшатьс . Лишь кйгда ошибка регулировани  станввитс  достаточно малой, дополнитапьньй сигнал, подаваемый на релейный элемент 3 с элемента И 14, в состо нии удержать после переключени  релейного элемента 3 на врем  длительности им- пульса одновибратора 10. С этого момента скорость изменени  температуры уменьшаетс  и начинает приближатьс  к заданному состо нию более плавно, чем обеспечиваетс  уменьшение амплитуды колебаний ошибки. Чем ближе сигнал ошибки к нулевому значению , тем чаще переключаетс  релейный элемент 3 и тем меньше отношение времени, включенного к времени выключенного состо ни  релейного элемента . С изменением знака ошибки на положительный по вл етс  сигнал Единица на блоке определени  знака 9 (фиг. 1), напр жение Uj (фиг. 2) и Нуль на элементе НЕ li (фиг. 1). При этом исключаютс  из работы элементы И 14 и 16 и начинают функционировать эле- менты И 13 и 15. Запуск одновибратора в этом случае происходит при переключении релейного элемента 3 с минусового сигнала на плюсовой и на релейный элемент 3 подаетс  удерживающий сигнал не на инверстный , как в предыдущем случае, а на пр мой вход. Таким образом схема функционирует аналогично описанному случаю дл  отрицательного знака сшибки. Благодар  поданному на релейный элемент :сигналу интегратора 7 переключение релейного происходит с упреждением до момента смены энака сшибки. Интегратор позвол ет выполнить упреждение даже при очень медленных изменени х регулируемой величины, поскольку обнуление интегратора происходит многократно в течение каждого цикла колебаний регулируемой величины и при этом многократно прощупываетс  текущее значение сшибки. При приближении к заданному значению плавность регулировани  возрастает за счет увеличени  частоты, переключений и изменени  скважности управл ющих импульсов.

Применение предлагаемого устройства позвол ет увеличить точность ре-, гулировйни  дл  различных процессов,

улучшить качество выпускаемой npofli ции.

Экономический эффект от внедрени  устройства рассчитан дл  одного вида применени  - нагреватели жизотноводческЦх помещений.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, релейный элемент, исполнительный элемент, подключенный к объекту с датчиком температуры, выходом соединенным с входом измерителя рассогласования, отлич ающееся тем, что> с целью повышения точности регулирования, в него введены интег ратор с регулируемой постоянной вре·' мени, блок определения знака, одновибратор, два элемента НЕ, четыре элемента И, причем выход измерителя рассогласования соединен с первым входом одновибратора и через блок определения знака - с входом первого элемента НЕ и с первыми входами первого и второго элементов И, выход релейного элемента соединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент НЕ — с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ и с первым.входом четвертого элемента И, а выход с вторым входом одновибратора, тре* тий вход которого подключен к выходу второго элемейта И, а выход — к вторым входам первого и четвертого элементов И и к входу сброса интегратора, вход и выход которого подключены соответственно к выходу измерителя рассогласования и к второму входу релейного элемента, третий и четвертый входы которого соединены с выходами соответственно первого и четвертого элементов И,

   S (Л

   Саак