SU1304004A1

SU1304004A1 - Digital regulator

Info

Publication number: SU1304004A1
Application number: SU853950650A
Authority: SU
Inventors: Николай Степанович Мосин
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро По Приборостроению
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1987-04-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматическому регулированию и может быть использовано дл регулировани температуры в электрических устройствах и в системах регулировани микроклимата с электрокалориферами. Цель изобретени - повышение точности регулировани , упрссцение и расширение функциональных возможностей регул тора . Цифровой регул тор содержит измерительный мост 1, задатчик 2, первый 3 и второй 4 переключатели,суммирующий усилитель 5, цифровой вольтметр 6, блок 7 формировани управл ющих сигналов и блок 8 вентилей. Цель изобретени достигаетс за счет введени переключателей 3 и 4 и цифрового вольтметра 6. 1 ил. € (Л Г. I :.:. ./1 ОО О 4The invention relates to automatic regulation and can be used to control the temperature in electrical devices and in microclimate control systems with electric air heaters. The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation, control and expansion of the functionality of the controller. The digital controller contains measuring bridge 1, setpoint 2, first 3 and second 4 switches, a summing amplifier 5, a digital voltmeter 6, a control signal generating unit 7, and a valve unit 8. The purpose of the invention is achieved by the introduction of switches 3 and 4 and a digital voltmeter 6. 1 Il. € (L G. I:.:. ./1 GS O 4

Description

Изобретение относитс к автоматическому регулированию и может быть использовано дл регулировани температуры в электрических устройствах, а также в системах регулировани микроклимата с эл ктрокалориферами.The invention relates to automatic regulation and can be used to control the temperature in electrical devices, as well as in microclimate control systems with electric calculators.

Цель изобретени - повьшение точ- 1НОСТИ регулировани , упрощение и рас- Ширение функциональных возможностей регул тора.The purpose of the invention is to increase the control accuracy, simplify and expand the functionality of the controller.

На чертеже представлена функциональна схема цифрового регул тора.The drawing shows the functional diagram of the digital controller.

Цифровой регул тор содержит измерительный мост 1, задатчик 2, первыйDigital controller contains measuring bridge 1, setpoint 2, first

преобразовател , кроме того, непосредственно подаютс на первый 11 и второй 12 преобразователи семисег- ментного кода в двоично-дес тичный,the converter, moreover, is directly supplied to the first 11 and second 12 converters of the seven-segment code to the binary-decimal,

5 выполненные, например, на посто нных запоминающих устройствах типа КР556РТ4, дл которых входной семи- сегментный код АЦП вл етс адресом, по которому из них считываетс соот 0 ветствующий ему двоичный код. Двоичный код преобразователей 11 и 12 периодически записываетс в блок 7 формировани управл ющих сигналов, где преобразуетс в сигналы управлени бло3 и второй 4 переключатели, суммирую- 5 ком 8 вентилей,Знак сигнала рассогласощий усилитель 5, цифровой вольтметр 6, блок 7 формиров ани управл ющих сигналов, блок 8 вентилей.5 made, for example, on permanent memory devices of the type KR556PT4, for which the input seven-segment code of the ADC is the address from which the corresponding binary code is read from them. The binary code of the converters 11 and 12 is periodically recorded in the control signal generation unit 7, where the 4 and the second switches are converted into control signals of the second and 4 switches, the sum of 5 8 gates, the sign of the signal mismatch amplifier 5, digital voltmeter 6, the unit 7 of control forms signals, block 8 valves.

Аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 цифровых индикаторов,первый 11 и второй 12 преобразователи семисегментного кода в двоично-дес тичный .Analog-to-digital converter 9, a block of 10 digital indicators, the first 11 and second 12 converters of a seven-segment code to binary-decimal.

Цифровой регул тор работает следующим образом.The digital controller works as follows.

Измерительный мост 1 выдает сигнал о текущей температуре задатчйка,этот сигнал равен нулю при задатчика и измен ет свою пол рность относи20Measuring bridge 1 generates a signal about the current temperature of the setpoint, this signal is equal to zero when the setpoint adjuster changes its polarity

2525

вани суммирующего усилител индицируетс также на блоке 10. Максимальное значение кода сигнала рассогласовани , т.е. возможны градаций управл ющего сигнала блоком вентилей, что вполне достаточно дл прецизион- ного регулировани температуры. Величина сигнала рассогласовани может регулироватьс изменением коэффициента усилени суммирующего усилител , что приводит к регулированию зоны пропорциональности цифрового регул тора . Дл -того, чтобы при нуле сигнала рассогласовани в нагрузке вытельно общей шины при изменении тем- ЗО дел лось 50% мощности, в блок 7 фор- пературы задатчика относительно 0°С. .Сигнал с измерительного моста в зависимости от режима работы регул тора может быть подан или на суммирующий усилитель 5 (в режиме регул тора ), или.на вход цифрового вольтметра 6 (при контроле текущей температуры ) . Контроль производитс нажатием переключател 3. Сигнал с задат i мировани управл ющих сигналов запи- сываетс периодически код 100, тогда в зависимости от знака рассогласовани , подаваемого с цифрового вольт- 35 метра в блок 7, происходит или суммирование кода преобразователей 11 и ,12 (при уменьшении температуры задатчика относительно задани ) с кодом 100, или его вычитание. В результатеThe summing amplifier is also displayed on block 10. The maximum value of the error signal code, i.e. gradations of the control signal by the valve block are possible, which is quite sufficient for precise temperature control. The magnitude of the error signal can be adjusted by varying the gain of the summing amplifier, which leads to the regulation of the proportional band of the digital controller. To ensure that, at zero, the error signal in the load of the common bus when the temperature changes is 50% of the power, in block 7 of the setpoint generator with respect to 0 ° C. The signal from the measuring bridge, depending on the mode of operation of the regulator, can be applied either to the summing amplifier 5 (in the regulator mode), or. To the input of the digital voltmeter 6 (while monitoring the current temperature). The control is performed by pressing switch 3. The control signal is set periodically with code 100, then, depending on the error sign supplied from the digital volt- 35 meter to block 7, the converters code 11 and 12 are summed ( decreasing the setpoint temperature relative to the task (code 100), or subtracting it. As a result

чика 2 также может быть подан пере- 40 диапазон регулировани подводимой кChuck 2 can also be served with an over- range of control supplied to

ключателем или на вход суммирующего усшштей 5, или на вход цифрового вольтметра 6 дл установки точной температуры задани по цифровому индикатору . В режиме регул тора сигналы 45 моста 1 и задатчика 2 подаютс на входы суммирующего усилител 5, определ ющего сигнал рассогласовани меж- ду заданной и текущей температурами. С выхода суммирующего усилител сигнал рассогласовани подаетс на вход аналого-цифрового преобразовател 9 цифрового вольтметра, выполненного, например, на микросхеме КР572ПВ2, имеющего выход в семисегментном статическом коде непосредственно дл управлени блоком 10 цифровых индикато- ров (например, АЛС324Б). Выходы двух младших разр дов аналого-цифровогоthe key or to the input of the summing pin 5, or to the input of the digital voltmeter 6 to set the exact temperature of the reference using the digital indicator. In the mode of the regulator, the signals 45 of bridge 1 and setpoint 2 are fed to the inputs of summing amplifier 5, which determines the error signal between the set and current temperatures. From the output of the summing amplifier, the error signal is fed to the input of an analog-digital converter 9 of a digital voltmeter, for example, performed on a KR572PV2 chip, having an output in a seven-segment static code directly for controlling a block of 10 digital indicators (for example, ALS324B). The outputs of the two low-bit analog-to-digital

55 55

5050

выполненные, например, на посто нных запоминающих устройствах типа КР556РТ4, дл которых входной семи- сегментный код АЦП вл етс адресом, по которому из них считываетс соответствующий ему двоичный код. Двоичный код преобразователей 11 и 12 периодически записываетс в блок 7 формировани управл ющих сигналов, где преобразуетс в сигналы управлени бло0performed, for example, on permanent memory devices of the type KR556PT4, for which the input seven-segment code of the ADC is the address from which the corresponding binary code is read from them. The binary code of the converters 11 and 12 is periodically recorded in the control signal generating unit 7, where it is converted into block control signals

5five

вани суммирующего усилител индицируетс также на блоке 10. Максимальное значение кода сигнала рассогласовани , т.е. возможны градаций управл ющего сигнала блоком вентилей, что вполне достаточно дл прецизион- ного регулировани температуры. Величина сигнала рассогласовани может регулироватьс изменением коэффициента усилени суммирующего усилител , что приводит к регулированию зоны пропорциональности цифрового регул тора . Дл -того, чтобы при нуле сигнала рассогласовани в нагрузке выдел лось 50% мощности, в блок 7 фор- The summing amplifier is also displayed on block 10. The maximum value of the error signal code, i.e. gradations of the control signal by the valve block are possible, which is quite sufficient for precise temperature control. The magnitude of the error signal can be adjusted by varying the gain of the summing amplifier, which leads to the regulation of the proportional band of the digital controller. To ensure that, at zero error signal in the load, 50% of the power is allocated, in block 7 the for-

мировани управл ющих сигналов запи- сываетс периодически код 100, тогда в зависимости от знака рассогласовани , подаваемого с цифрового вольт- метра в блок 7, происходит или суммирование кода преобразователей 11 и 12 (при уменьшении температуры задатчика относительно задани ) с кодом 100, или его вычитание. В результатеcode 100 is periodically recorded, then, depending on the mismatch sign supplied from the digital volt meter to block 7, the code of converters 11 and 12 (when the setpoint temperature decreases relative to the reference) or its subtraction. As a result

5 five

вентил м мощности может измен тьс от 1/200 до 198/200 полной мощности . и имеет промежуточных стабильных значений. При работе аналого-цифрового преобразовател на тактовой частоте f, ранной 100 кГц, смена кода на выходе преобразователей 11, 12 происходит с периодом Т 16 10 /f, равньрч 0,16 с, и даже при скачкообразном изменении сигнала рассогласовани переходный процесс будет длитьс не более (4-5) Т - 0,8 с, что мало по сравнению со скоростью переходных процессов в объекте. В св зи с 5 тем, что код аналого-цифрового преобразовател в любой момент может быть считан (через преобразователи 11 и 12) в блок 7 и не требуетс никакого пересчета кода, переходный процессpower valves can vary from 1/200 to 198/200 total power. and has intermediate stable values. When the analog-digital converter is operating at a clock frequency f, 100 kHz early, the code change at the output of converters 11, 12 occurs with a period T 16 10 / f, equal to 0.16 s, and even with an abrupt change in the error signal the transient will not last more than (4-5) T - 0.8 s, which is small compared with the rate of transients in the object. Due to the fact that the code of the analog-to-digital converter can be read at any time (via converters 11 and 12) into block 7 and no recalculation of the code is required, the transition process

00

в системе с цифровым регул тором быстро заканчиваетс и не имеет колебаний , что повышает ее устойчивость. Контроль текущей температуры задат- чика производитс нажатием переклю- чател 3, контроль и установка температуры задани - нажатием переключател 4, при этом диапазон индицируемых температур установлен от -199,9 до +199,9°С. Соответствие по- казаний аналого-цифрового преобразовател действительной температуры достигаетс регулировкой опорного напр жени .in a system with a digital controller, it quickly ends and has no vibrations, which increases its stability. The control of the current setpoint temperature is performed by pressing the switch 3, the control and the setting of the setpoint temperature - by pressing the switch 4, while the range of displayed temperatures is set from -199.9 to + 199.9 ° C. The conformity of the readings of the analog-digital converter with the actual temperature is achieved by adjusting the reference voltage.

Технико-экономическа эффектив- ность изобретени заключаетс в упрощении схемы регул тора, так как он не содержит многих блоков, примененных в прототипе, а также в повышении точности и качества регулировани температуры, в возможности ее контрол и установки с высокой точностью по цифровому индикатору.The technical and economic efficiency of the invention is to simplify the regulator circuit, since it does not contain many of the units used in the prototype, as well as to improve the accuracy and quality of temperature control, to be able to control and install it with high accuracy on a digital indicator.

Форм у л а изобретени Formula inventions

Claims

1. A digital controller containing a measuring bridge, a setpoint controller, a summing amplifier, a control signal generating unit connected by outputs to the control inputs of the valve unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of the controller’s simplicity and functionality,

Compiled by V. Bashkirov Editor M. Bandura Tehred I.Popovich Proofreader, S. Shekmar

Order 1310/48 Circulation 864 Subscription ° VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

These are the first and second switches connected respectively by the first moving contacts to the outputs of the measuring bridge and the setting device, and the first normally closed contacts to the first and second inputs of a summing amplifier, the output of which is connected to the second moving contact of the first switch connected to the second moving contact of the second normally closed contact. the contact of the second switch, the second normally closed contact of which is connected to the input of a digital voltmeter, the outputs of significant and significant bits The digital voltmeter is connected to the corresponding inputs of the control signal generation unit, and the normally open contacts of the switches are combined.

2. The controller according to claim 1, characterized in that the digital voltmeter contains an analog-to-digital converter connected by the input to the input of the digital voltmeter, the discharge outputs - to the inputs of the digital indicator unit, and the outputs of two lower-order bits - respectively to the inputs of the first and second converters of the seven-segment code into binary-decimal, the outputs of the significant bits of which and the output of the sign bit of the analog-digital converter are connected to the corresponding outputs of the digital voltmeter.