SU1260927A1 - Трехпозиционный регул тор температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам автоматики, а именно к позиционным регул торам технологических параметров. Целью изобретени   вл етс  повышение точности задани  уставок температуры. Трехпозиционный регул тор температуры содержит источник питани  переменного тока, исполнительные органы, ключи, элементы сравнени , измерительную схему и элементы обратной св зи. Измерительна  схема включает в себ  задатчики температуры, выполненные в виде ре- зисторов и переключателей, задатчики зоны нечувствительности, тep fflcтoJ, резисторы и диоды. Задатчики зоны нечувствительности также выполнены в виде резисторов и переключателей действующих комбинаций состо ний переключателей , задатчиков температуры и зоны нечувствительности. Задаетс  сраба.тывание соответствующих исполнительных элементов. Регул тор позвол ет осуществл ть независимое задание уставок дл  каждого исполнительного органа. 1 з.п. ф-лы, I ил. с S (Л

Description

«

Изобретение относитс  к устройствам автоматики, .а именно к позиционным регул торам технологических параметров, и может быть использовано дл  трехпозиционного управлени  исполнительным механизмом, регулирующим подачу хладоносител  или теплоносител  к объекту регулировани .

Цель изобретени  - повышение точности задани  уставок температуры.

На чертеже изображена принципиальна  схема терморегул тора.

Трехпозиционный регул тор температуры примен етс  дл  регулировани  температуры в и содержит источник 1 питани  переменного тока, два исполнит ел органа 2 и 3, в качестве которых использовашз соответственно катушка магнитного пускател  2, включающа  электродвигатель нагревател  (не показан) и катушка магнитнхзго пускател  3, включающа  электродвигатель вентил тора (не показан), два ключа 4 и 5, выполненных на тиристорах, два эл мента 6 и 7 сравнени , измерительную схему 8, два элемента 9 и 10 обратной св зи.

Измерительна  схема 8 содержит задатчики 11 и 12 температуры, за- датчики 13 и 14 зоны нечувствительности , термистор 15, помещенный в контролируемую среду, резисторы 16, 17 и 18. Причем равные по величине резисторы 17 и 18 образуют соответственно с термистором 15 и резистором 16 делители напр жени , диоды 19-22.

Элемент 9 обратной св зи состоит из размыкающего контакта 23 и замыкающего контакта 24, св занных с манитным пускателем 2 электродвигател нагревател .

Элемент 10 обратной св зи состоит из размыкающего 25 и замыкающего 26 контактов, св занных с магнитным пускателем 3 электродвигател  вентил тора .

Причем одни из выводов размыкающих контактов 23 и 25  вл ютс  соответственно первыми входами элементов 9 и 10, а одни из выводов замыкающих контактов 24, 26 - вторыми входами элементов 9 и 10 обратной св зи, а другие выводы контактов 23 и 24 и другие выводы контактов 25 и 26 образуют соответственно выходы элементов 9 и 10 обратной св зи.

15

20

260927 2

В данном примере задатчик 11 состоит из резистора 27, 28 и 29, соединенных с соответствующими переключател ми 30, 31 и 32, задатчик 12 5 из резисторов 33, 34 и 35 и переключателей 36, 37 и 38, задатчик 13 - из резисторов 39,40 и переключателей 41, 42, а задатчи:к 14 - из резисторов 43, 44 и переключателей 45

10 и 46.

Причем одни из выводов резисторов 27, 28 и 29 и 33, 34 и 35, а также 39, 40 и 43, 44 соединены между собой и заземлены, а другие выводы подключены соответственно к выходам переключателей 30, 31, 32 и 36, 37, 38, а также 41, 42 и 45, 46, первые входы которых соединены между собой и  вл ютс  соответственно первыми входами задатчиков 11-14. Вторые входы переключателей 30, 31, 32, 36, 37, 38, 41, 42, 45 и 46 соединены Между собой и  вл ютс  соответственно вторыми входами задатчиков 11-14.

Проводимость резисторов 27, 33, 49 и 43 одинакова и равна g, проводимость резисторов 28, 34, 40, 44 одинакова и равна 2 g, проводимость резисторов 29, 35 одинакова и равна 4 g. Следовательно соотношение проводимостей равно 1:2:2.

Каждый из элементов 6 и 7 сравнени  состоит соответственно из диода 47 и 48, катод которого  вл етс 

35 соответственно первым входом элемента 6 и 7 сравнени , диода 49 и 50, анод которого  вл етс  соответственно вторым входом элемента 6 и 7 сравнени , диода 5 и 52 и конденсато40 ра 53, 54. Примем катод диода 51, 52 и один из выводов конденсатора 53, 54  вл ютс  соответственно первым выходом элемента 6 и 7 сравнени . Вторые выводы конденсаторов 53,

45 54  вл ютс  соответственно вторыми выходами элементов 6, 7 сравнени  и подключены к первому выводу источника 1 питани  и заземлены.

25

30

50 Источник 1 питани  первым выводом соединен со входом ключей 4 и 5. Выходы ключей 4, 5 подсоединены соответственно через исполнительные ор- гань: 2, 3 ко второму выводу источ55 ника 1 питани , а управл ющий вход ключей - соответственно с первыми выходами элементов 6 и 7 сравнени . Первый вход элемента 6 сравнени  сое

динен с первым выходом измерительной схемы 8,

Один из выводов термистора 15  вл етс  первым выходом измерительной схемы 8, а второй вывод термистора 15 соединен с одним из выводов резистора 17, катодом диода 21 и анодом диода 22, Второй вывод резистора 17  вл етс  входом измерительной схемы 8, который подсоединен к второму выводу источника 1 питани  и через последовательно соединенные резисторы 18, 16 - к второму выходу измерительной схемы 8.

Точка соединени  резисторов 16, 18 соединена с анодом диода 19 и .катодом диода 20. Катод диода 19 соединен с первым входом задатчика 11 температуры , задатчика 13 зоны нечувствительности , элемента 9 обратной св зи, выход которого подключен к второму входу задатчика 13 зоны нечувствительности . Выход задатчика 13 зоны нечувствительности совместно с .выходами задатчиков 11 и 12 температуры и задатчика 14 зоны нечувствительности подключены к первому выводу источника 1 питани .

Катод диода 22 соединен с первым входом элемента 10 обратной св зи, выход которого подключен к второму входу задатчика 14 зоны нечувствительности . Второй вход элемента 10 обратной св зи соединен с анодом дно да 20 и первым входом задатчика I2 температуры, вторым входом подключенного к катоду диода 22. Анод диода 21 соединен со вторыми входами задатчика 11 температуры и элемента 9 обратной св зи. Второй выход изме- рительной схемы В соединен с вторым входом элемента 6 сравнени  и первым входом элемента 7 сравнени , второй вход которого подключен к первому выходу измерительной схемы 8.

Перед работой устройство тарируетс  на соответствие между значени ми регулируемой температуры и положением переключателей 30, 31, 32, 36, 37, 38, 41, 42, 45, 46.

Комбинацией состо ни  переключателей 30, 31, 32 и 41, 42 задатчика 11 температуры и задатчика 13 зоны нечувствительности задаетс  температура , при которой происходит срабатывание магнитного пускател  2 электродвигател  нагревател .

to

20

15 2609274

Комбинацией состо ни  переклю- чателей 36, 37, 38 и 45, 46 задаетс  температура, при которой происходит срабатывание магнитного пускател  3 электродвигател  вентил тора.

Разность температур, при которых происходит срабатывание исполнительного органа 2 (3), определ ет зону, нечувствительности задаваемых температур .

Задание уставок дл  каждого исполнительного органа осуществл етс  независимо.

Устройство работает следующим образом .

Допустим по технологическим услови м необходимо, чтобы:

-электродвигатель нагревател  включалс  при температуре Т, дл  которой проводимость резисторов, шунтирующих термистор 15, должна быть равна 3g, а проводимость резисторов, шунтирующих резистор 16, должна быть равна 7g;

-электродвигатель нагревател 

25 15 0

30

5

5

0

5

отключалс  при температуре Т, дп  которой проводимость резисторов, шунтирующих термистор 15, должна быть равна 2g, а проводимость ре- (Зисторов, шунтирующих резистор 16, должна быть равна 8g;

-электродвигатель вентил тора включалс  при температуре Т, дл  которой проводимость резисторов, шунтирующих термистор 15, должна быть

равной 9g, а проводимость резистора, шунтирующего резистор 16, должна быть равна Ig;

-электродвигатель вентил тора отключалс  при температуре Т , термистор 15 при этом должен быть зашунти- рован резисторами, суммарна  проводимость которых составл ет 6g, а резистор 16 зашунтирован резисторами

с суммарной проводимостью 4g.

Дп  того, чтобы в исходном состо нии получить суммарные проводимости указанной вьш1е величины, необходимо переключатели 32, 31, 41, 37, 38, 45, 46 и 42 установить в единичное положение.

В исходном состо нии температура контролируемой среды и термистора 15 мала, малы проводимость и ток термистора 15с На выходе элемента 6 сравнени  - положительный потенциал , а на их выходе элемента 7 сравнени  - отрицательный. Открываетс 

ключ 4, включает магнитный пускатель и переключает контакты 23 и 24. При отрицательной полуволне тока термистор 15 зашунтирован диодом 21, резистором 28, проводимость которого 2g, и резистором 39, проводимость которого составл ет g, т.е. суммарной проводимостью 3g.

Резистор 39 подключаетс  параллельно резистору 28 посредством за- мЫкающего контакта 24. При этом резистор 16 зашунтирован диодом 20, резисторами 33 и 35, проводимость которых (lg-4g) 5g, и резистором 44 с проводимостью 2g, .т.е. суммарной проводимостью 7g.

При положительной полуволне тока термистор 15 зашунтирован диодом 22 и резисторами 34 (2g) и 43 (g), т.е. суммарной проводимостью 3g.

При этом резистор 16 зашунтирован диодом 19 и проводимостью 7g, образованной резисторами 29, 27 (4g+g) и резистором 40 (2g). Температура термистора 15 вследствие того, что магнитный пускатель 2 двигател  нагревател  включен, будет расти до температуры Т . После достижени  равенства отрицательного тока термистора 15 и положительного тока резне- тора 16 конденсатор 53 зар дитс  отрицательно , закроетс  ключ 4, который отключит катушку магнитного пускател  2 злектроТ вигател  нагревател . Магнитный пускатель 2 электродви гател  нагревател  установит, в исход ное состо ние контакты 23 и 24. В результате этого проводимость g(39) задатчика 13 переключитс  с шунтировани  термистора 15 на шунтирова- ние резистора 16, т.е. проводимость, шунтирующа  термистор 15, станет равной 2g, а шунтирующа  резистор 16 - равной 8g (7g+g) и температура срабатывани  регул тора установитс  Т . При этом напр жение на тернисто- ре 15 возрастает, а на резисторе 16 уменьшаетс J что приводит к еще большему увеличению отрицательного тока термистора 15 по абсолютной ве- личине, увеличению отрицательного потенциала обкладки конденсатора 53 и еще более надежному запиранию ключа 4.

Так как магнитный пускатель 2 электродвигател  нагревател  отключен , температура начнет понижатьс , уменьшатьс  проводимость и ток термистора 15. Когда температура снизитс  до Т , отицательный ток термистора 15 уменьшитс  до величины положительного тока резистора 16. На вход ключа 4 поступит положительный потенциал, ключ 4 откроетс , включив магнитньш пускатель 2 электродвигател  нагревател . Сработают контакты 23 и 24 элемента обратной св зи и вновь произойдет переключение проводимости gj резистора 39 с шунтировани  резистора 16 на шунтирование термистора 15.

Это переключение увеличит уставку срабатывани  регул тора снова до Тд. Ввиду того, что шунтирующа  термистор 15 проводимость увеличитс , а проводимость, шунтирующа  резистор 16,. уменьшитс , отрицательный ток термистора .станет по абсолютной величине еще меньше положительного тока резистора 16. Это приведет к еще большему увеличению положительного зар да конденсатора 53, и ключ 4 по-прежнему открыт.

Так как электродвигатель нагревател  включен, температура контролируемой среды и термистора будет расти до значени  1. В момент равенства токов термистора 15 и резистора 16 закроетс  ключ 4. Цикл работы регул тора повторитс .

В том случае, когда температура термистора 15 снова достигнет температуры Т и магнитный пускатель 2 электродвигател  нагревател  отключитс , а температура (несмотр  на это) продолжает расти из-за действи  других источников тепла (солнечной радиации, скоплени  людей и т.п) то на обкладку конденсатора 54 поступает положительный ток термистора 15 через диод 50 и отрицательный ток резистора 16 - через диод 48.

Ключ 5 закрыт и контакты 25, 26 наход тс  в исходном состо нии.

Термистор I5 при положительной полуволне тока зашунтирован диодом 22 резисторами 34, 35, суммарна  проводимость которых 6g (2g+4g).

Кроме того, он зашунтирован резисторами 43, 44, подключенными через размыкающий контакт 25. Прово- димость этих резисторов 3§ (g+2g), Таким образом, обща  проводимость, шунтирующа  термистор 15, равна 9g.

Проводимость резистора 30, шунтирующего резистор 16, равна g.

11

При отрицательной полуволне тока термистор 15 зашунтирован диодом 21, резисторами 29, 28 (4g+2g). Кроме того, он зашунтирован резисторами 39 и 40, подключенными через замыкающий контакт 24.

Таким образом, обща  проводимость , шунтирующа  термистор 15, равна 9g,

Резистор 16 при отрицательной полуволне тока зашунтирован резистором 33, имеющим п1)оводимость g.

При таком состо нии задатчиков 12, 14 положительный ток термистора

до Tj - зону нечувст15 увеличитс  при увеличении темпера- 5 вительности магнитного пускател  3

туры и станет равным по абсолютной величине отрицательному току резистора 16 при температуре Т,. В этот момент конденсатор 54 зар дитс  положительно и под действием положитель- него потенциала, поступающего с выхода элемента 7 сравнени , откроетс  ключ 5, включив вентил тор. Одновременно произойдет переключение контактов 25, 26, и резисторы 43, 44 пе реключатс - с шунтировани  термистора 15 на шунтирование резистора 16 Положительный ток термистора 15 в этом случае увеличитс , а отрицательный ток резистора 16 уменьшитс , что приведет к еще большему возрастанию положительного зар да конденсатора 54, и ключ 5 по-прежнему открыт. Проводимость , шунтирующа  резистор 16, станет равной 4g: образовано прово- димостью резисторов 33, 44, 43 (g+g+2g).

Проводимость, шунтирующа  термистор 15, станет равной 6g. Температура срабатывани  регул тора будет со- ответствовать Т . Когда температура среды в теплице и термистора 15 уменьшитс  под действием вентил тора до температуры т . произойдет отключение магнитного пускател  3 электродвигател  вентил тора, контакты 25, 26 вернутс  в исходное состо ние. При этом резисторы 43, 44 переключатс  снова на шунтирование термистора 15. Вновь, суммарна  проводимость, шунтирующа  термистор 15 станет равной 9g, т.е. температура срабатывани  регул тора установитс  Tj.

В дальнейшем, если температура начнет лорышатьс  и достигнет значени  Tj, вновь включитс  вентил тор, под действием которого температура

8

среды уменьшитс  до Т , и если будет уменьшатьс  (под действием внешних факторов) и достигнет значени  Т , включитс  магнитный пускатель 2 электродвигател  нагревател .

Диапазон температур от Т до Т определ ет дифференциал (разность уставок) трехпозиционного регул то7 ра температуры.

Т.

Диапазон температур от Т до

ч

определ ет зону нечувствительности магнитного-пускател  2 электродвигател  нагревател , а диапазон температур от Т

до Tj - зону нечувст .

вительности магнитного пускател  3

вентил тора. Величина зоны нечувствительности и ее верхн   и нижн   границы определ ютс  комбинацией состо ний переключателей задатчиков 11, 12 температуры и задатчиков 13, 14 зоны нечувствитапьности.

Claims (2)

1. Формула изобретени

   1 .Трехпозиционный регул тор температуры , содержащий два элемента обратной св зи, источник питани  переменного тока, первый вывод которого заземлен и соединен с входами двух ключей, выходы которых подключны соответственно через первый и втрой исполнительные органы к второму выводу источника питани , а управл ющий вход каждого из ключей - соответственно к выходам двух элементов сравнени , вторые выходы которых заземлены, а выходы элементов сравнени  соединены с выходами измерительной схемы, содержащей первый задатчик температуры и датчик температуры , выполненный в виде термистора , один из выводов которого  вл етс  первым выходом измерительной схемы, при этом каждый элемент сравнени  содержит конденсатор, один из выводов которого  вл етс  вторьп-) выходом измерительной схемы, отличающийс  тем, что, с целью повьшгени  точности задани  уставок температуры и снижени  количества включений исполнительных органов, в измерительную схему введены второй задатчик температуры, два задатчика зонь нечувствительности, четыре диода и три резистора, причем первый вывод первого резистора соединен с вторым выводом термистора, а второй вывод этого резистора  вл етс  входом измерительной схемы, который подключен к второму выводу источника питани  и через последовательно соединенные второй и третий резистэры к второму выходу измерительной схемы , а точка соединени  второго и третьего резисторов соединена с анодом первого диода и второго диода;, катод третьего диода и анод четвертого диода присоединены к второму выводу термистора, катод третьего диода и анод четвертого диода присоединены к второму выводу термис- тора, катод первого диода соединен с первыми входами первого задатчика температуры, первого задатчика зоны нечувствительности и первого элемента обратной св зи, выход которого подключен к второму входу первого задатчика зоны нечувствительности, выход которого совместно с выходами двух задатчиков температуры и второго задатчика зонь нечувствительности заземлены, при этом катод четвертого диода соединен с первым входом второго элемента обратной св зи, второй вход которого соединен с анодом второго и первыми входами второго задатчика зоны нечувствительности и второго задатчика температуры , к второму входу которого подключен катод четвертого диода, ,& выход второго элемента обратной св зи подключен к второму входу второго задатчика зоны нечувствительности, при этом анод третьего диода соединен с вторыми входами первого задатчика температуры и первого элемента, об

   S

   0

   5

   0

   5

   ратной св зи, причем второй выход измерительной схемы соединен с вторым входом первого элемента сравнени  и первым входом второго элемента сравнени , к второ1му входу которого подключены первые выход измерительной схемы и вход первого элемента сравнени , при этом в каждый элемент сравнени  введены три диода, аноды двух из которых и катод третьего диода совместно с другим выводим конденсатора  вл ютс  первым выходом элемента сравнени , причем в каждом элементе сравнени  катод второго диода подключен к первому выводу конденсатора, а анод третьего диода  вл етс  вторым входом элемента сравнени ,
2. 2. Регул тор по п,1, отличающийс  тем, что, каждый из задатчиков выполнен в виде п количества резисторов, одни из выводов которых соединены между собой и  вл - ютс  выходом задатчика, а другие выводы подключены соответственно к выходам п переключателей, первые входы которых соединены между собой и  вл ютс  первым входом задатчика, вторые входы - вторым входом задатчика , а каждый из элементов обратной св зи, св занных с соответствующим исполнительным органом, выполнен в виде размыкающего и замыкающего контактов , один вывод калсдого из которых  вл етс  соответственно первым и вторым входами элемента обратной св зи, а другой вывод  вл етс  выходом элемента обратной св зи.