SU1594500A1 - Programmable temperature control - Google Patents
Programmable temperature control Download PDFInfo
- Publication number
- SU1594500A1 SU1594500A1 SU884368698A SU4368698A SU1594500A1 SU 1594500 A1 SU1594500 A1 SU 1594500A1 SU 884368698 A SU884368698 A SU 884368698A SU 4368698 A SU4368698 A SU 4368698A SU 1594500 A1 SU1594500 A1 SU 1594500A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- temperature
- integrator
- output
- differentiator
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к устройствам регулировани и управлени , а именно к прецизионным регул торам температуры с программным заданием температуры. Цель изобретени - повышение точности регул тора в более широком интервале температур регулировани . Программный регул тор содержит задатчик и датчик температуры, выходы которых подключены к входу элемента сравнени , св занного выходом с входами дифференциатора и линейного усилител , подключенного выходом к входу сумматора, соединенного с входом исполнительного органа, а также интегратор и два масштабирующих усилител . Новым в регул торе вл етс использование двух масштабирующих усилителей, вход первого из которых подключен к выходу дифференциатора, а выход - к входу сумматора, св занного другим входом с выходом второго масштабирующего усилител , соединенного входом с выходом интегратора. Управл ющий вход первого масштабирующего усилител подключен к выходу датчика температуры, а управл ющий вход второго масштабирующего усилител - к выходу элемента сравнени , с которым соединен также вход интегратора. 1 ил.The invention relates to control devices and controls, namely to precision temperature controllers with a programmed temperature setting. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the regulator in a wider range of control temperatures. The software controller contains a setpoint and a temperature sensor, the outputs of which are connected to the input of the reference element, connected to the inputs of the differentiator and the linear amplifier connected to the input of the adder connected to the input of the actuator, as well as the integrator and two scaling amplifiers. A new regulator is the use of two scaling amplifiers, the input of the first of which is connected to the output of the differentiator, and the output to the input of the adder connected by another input to the output of the second scaling amplifier connected to the input of the integrator. The control input of the first scaling amplifier is connected to the output of the temperature sensor, and the control input of the second scaling amplifier to the output of the reference element, to which the integrator's input is also connected. 1 il.
Description
Изобретение относитс к устройствам регулировани и управлени темпе- ратуры электрических печей сопротивлени , имеющих конечную теплую инерционность , а именно к прецизионным регул торам температуры с программным заданием температуры, и может быть использовано в полупроводниковой электронике дл регулировани техно- логических процессов термообработо полупроводниковых материалов.The invention relates to devices for controlling and controlling the temperature of electrical resistance furnaces having a final warm inertia, namely, precision temperature controllers with a programmed temperature setting, and can be used in semiconductor electronics to control the technological processes of thermo-processing semiconductor materials.
Цель изобретени - повышение точности регул тора в более широком интервале температур регулировани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the regulator in a wider range of control temperatures.
На чертеже дана схема программного регул тора температуры.The drawing is a diagram of a software temperature regulator.
Программный регул тор температуры содержит программный задатчик 1 температуры , датчик 2 температуры дл преобразовани температуры в электрический сигнал, элемент 3 сравнени , дифференциатор 4, первый масштабирующий усилитель 5, линейный усилитель 6, интегратор 7, второй масштабирующий усилитель 8, сумматор 9 и исполнительный орган 10,A software temperature controller contains a software temperature setting device 1, a temperature sensor 2 for converting temperature into an electrical signal, a reference element 3, a differentiator 4, a first scaling amplifier 5, a linear amplifier 6, an integrator 7, a second scaling amplifier 8, an adder 9 and an actuator 10 ,
. Программный регул тор температуры работает следующим образом.. The program temperature controller operates as follows.
сдsd
При включении регул тора разница сигналов с задатчика 1 и датчика 2 температуры, как правило, велика, поэтому элемент 3 сравнени , вы- полненный на усилителе, работает в режиме ограничени , так как участок jero линейной, работы из-за необходи- ости большого коэффициента усилени составл ет всего несколько процентов :от всего (максимального) рабочего |температурного диапазона -регул тора. Таким образом, хот разница сигналов ;с задатчика 1 и датчика 2 уменьшает- с при приближении температуры элект- 1ропечи к заданной, выходной сигнал элемента 3 сравнени в начале (когда 1разница сигналов задат ика 1 и дат- чика 2 температуры велика) не изме- н етс и равен максимальному (положи- ;тельному или отрицательному) выход- :ному напр жению, передаваемому чер ез :линейный усилитель 6 и сумматор 9 на исполнительный орган 10, обеспечива тем самым, подачу максимальной мощности на -объект регулировани . Диффе- :ренциатор 4 не функционирует, так как сигнал на его входе не мен етс . Напр жение на управл ющем входе второго масштабирующего усилител 8 (который вл етс усилителем посто нного тока с управл емым напр жением коэффициентом усилени -и может быть выполнен, например, на умножителе), подающеес с элемента 3 сравнени , максимально, вследствие чего коэффициент его.уси-. лени минимален. Поэтому, хот на вход интегратора 7 подаетс с элемента 3 сравнени максимальный сигнал, из-за минимальности коэффициента усилени второго масштабирующего усилител 8 интегратор 7 оказываетс практически отключенным от сумматора 9 и не вли ет на работу регул тора. Происходит нагрев объекта регулировани полной мощностью. Когда при приближении температуры электропечи к заданной разница сигналов с задатчика 1 и датчика 2.температуры уменьшаетс настолько, что элемент 3 сравнени выходит из ограничени и начинает работать в режиме линейного усилени j его выходной сигнал начинает пропорционально уменьшатьс (по абсолютному значению). Уменьшение напр жени на подключенном к выходу элемента 3 сравнени входе второго масштабирующего усилител 8 вызывает возрастание его коэффициента усиле0When the regulator is turned on, the difference between the signals from setpoint 1 and temperature sensor 2 is usually large, therefore element 3 of comparison, performed on the amplifier, works in limiting mode, since the jero section is linear, working due to the need for a large factor the gain is only a few percent: of the total (maximum) operating temperature range of the regulator. Thus, although the difference between the signals from the setpoint 1 and sensor 2 decreases with the approach of the temperature of the electric furnace to the set point, the output signal of the reference element 3 at the beginning (when 1 the difference of the signals of preset 1 and sensor 2 of the temperature is large) It is equal to the maximum (positive or negative) output-: voltage that is transmitted by the black: linear amplifier 6 and the adder 9 to the actuator 10, thereby providing the maximum power to the control object. Differentiator 4 does not function, since the signal at its input does not change. The voltage at the control input of the second scaling amplifier 8 (which is a DC amplifier with a controlled voltage gain factor —and can be performed, for example, on a multiplier), supplied from the reference element 3, is maximal, as a result of which it is. usi. laziness is minimal. Therefore, although the maximum signal is supplied to the input of the integrator 7 from the comparison element 3, due to the minimum gain factor of the second scaling amplifier 8, the integrator 7 is practically disconnected from the adder 9 and does not affect the operation of the regulator. The control object is heated with full power. When the temperature of the electric furnace approaches the predetermined difference between the signals from setpoint 1 and sensor 2. The temperature decreases so that the comparison element 3 goes out of the limit and starts working in the linear amplification mode j, its output signal starts to decrease proportionally (in absolute value). A decrease in the voltage at the comparison element 3 connected to the output of the input of the second scaling amplifier 8 causes an increase in its gain factor.
5five
00
33
30thirty
3535
4040
4545
5050
5555
ни , что приводит к плавному включению интегратора 7 в работу ПИД-регул - тора. Дифференциатор 4 тоже начинает функционировать, так как выходной сигнал элемента 3 сравнени начал мен тьс . Вс работа ПИД-регул тора начинаетс вблизи .заданной температуры , когда элемент 3 сравнени выходит из ограничени и начинает работать в режиме линейного усилени . Поскольку пока элемент 3 сравнени работал в режиме ограничени , с его выхода на вход интегратора 7 подавалс максимальный сигнал, то уменьшение сигнала на выходе элемента 3 сравнени и, как следствие этого, увеличение коэффициента усилени .второго масштабирующего .усилител 8 приводит к тому, что на вход сумматора 9 с выхода интегратора 7 через второй масштабирующий усилитель 8 пос,тупает сигнал , который уменьшает мощнос.ть,, подаваемую на объект регулировани . Этот сигнал плавно увеличиваетс с уменьшением сигнала на выходе элемен- .та 3 сравнени , что не вызывает возникновени колебательного процесса. Такое же тормоз щее действие на процесс роста температуры оказывает дифференциатор 4. Выходной сигнал сумматора 9 через исполнительный орган 10 значительно ограничивает мощность , подаваемую на объект р егули- ровани . Этим сильно тормозитс скорость нарастани -температуры при подходе к заданному значению температуры . Поэтому выход на режим - на заданную температуру - происходит без . перерегулировани ,. аси 1птотически снизу. В процессе дальнейшей рабо ты ПИД-регул тор функционирует как обычно , обеспечива нужную точность регулировани температуры объекта.. При этом точность поддержани температуры объекта предлагаемым программным регул тором температуры выше в более широком интервале температур регулировани из-за работы первого масштабирующего усилител 5 (который вл етс усилителем п-осто инрго тока с управл емым напр жением коэффициентом усилени и может быть выполнен, например , на умножителе). При температуре динамической настройки ПИД-регул тора То коэффициент усилени первого масштабирующего усилител 5 выбран равным единице, поэтому при этой температуре он не вли ет на работуThis leads to the smooth inclusion of the integrator 7 in the operation of the PID controller. Differentiator 4 also begins to function, as the output signal of reference element 3 began to vary. The whole operation of the PID controller starts near the predetermined temperature when the reference element 3 comes out of the limitation and starts operating in the linear amplification mode. Since while the comparison element 3 was operating in the limiting mode, a maximum signal was applied from its output to the input of the integrator 7, a decrease in the signal at the output of the comparison element 3 and, as a result, an increase in the gain of the second scaling amplifier 8 causes the input of the adder 9 from the output of the integrator 7 through the second scaling amplifier 8 pos, blunts the signal, which reduces the power supplied to the object of regulation. This signal increases smoothly with a decrease in the signal at the output of element 3 of the comparison, which does not cause an oscillatory process. Differentiator 4 has the same inhibitory effect on the temperature rise process. The output signal of the adder 9 through the actuator 10 considerably limits the power supplied to the regulation object. This greatly slows down the rate of increase of temperature when approaching a given temperature value. Therefore, the output mode - at a given temperature - occurs without. overshoot, asi 1to the bottom. In the course of further work, the PID controller functions as usual, ensuring the required accuracy of controlling the temperature of the object. At the same time, the accuracy of maintaining the temperature of the object by the proposed program temperature controller is higher in a wider range of adjustment temperatures due to the operation of the first scaling amplifier 5 (which is An amplifier with an p-ostro inrgo current with a controlled voltage gain factor and can be performed, for example, on a multiplier). At the temperature of the dynamic tuning of the PID controller, the gain of the first scaling amplifier 5 is set equal to one, therefore at this temperature it does not affect the operation
.ПИД-регул тора и не измен ет точность регулировани температуры. Задание температуры электропечи,отличной от Та, приводит к изменению напр жени на соединенном с датчиком 2 (или задатчиком 1) температуры управл ющем вход З первого масштабирующепо усилител 5 и пропорциональному изменению его коэффициента усилени , что приводит к пропорциональному изменению поступающего на сумматор 9 сигнала дифференциатора 4. Коэффициент про- порциональности выбирают эксперимен-- тально дл конкретного типа объекта регулировани ..PID controller and does not change the accuracy of temperature control. Setting the temperature of an electric furnace other than Ta leads to a change in voltage on the control input 3 of the first scalable amplifier 5 connected to sensor 2 (or setpoint 1) and proportional to its gain, which leads to a proportional change in the differentiator signal applied to the adder 9 4. The coefficient of proportionality is chosen experimentally for a particular type of object of regulation.
Если в программе в процессе ее отработки имеетс резкое изменение задаваемого значени температуры, например, в сторону уменьшени (дл перехода на поддержание более низкой температуры), то в случае возникновени большой разницы сигналов с задат- чика 1 и датчика 2 температуры элемент . 3 сравнени оп ть переходит в режим ограничени и на его выходе по вл етс максимальный (отрицательный или положительный) неизменный сигнал..Из-за этого коэффициентIf the program has a drastic change in the specified temperature value during its testing, for example, downwards (to switch to a lower temperature), then in the event of a large difference in signals from the setpoint 1 and the temperature sensor 2, the element. 3 comparisons again go into the restriction mode and at its output a maximum (negative or positive) constant signal appears. Because of this, the coefficient
состо ние, соответствующее более высокой температуре, то его выходной сигнал и выходной сигнал , дифференциатора 4, подаваемые на сумматор 9, оказывают тормоз щее действие на скорость снижени температуры электропечи путем подачи на нее некоторой мощности дл подогрева, регул тор начинает функционировать и асимптотически сверху выводит тем- пературу на заданньш уровень без перерегулировани . При этом включение . интегратора 7 осуществл етс плавноthe state corresponding to a higher temperature, its output signal and the output signal of differentiator 4 supplied to the adder 9 have a braking effect on the rate of decrease in the temperature of the electric furnace by supplying some power for heating to it, the regulator begins to function and asymptotically from above temperature at a given level without overshoot. With this inclusion. integrator 7 proceeds smoothly
15 путем постепенного увеличени , коэффициента усилени второго масштабирующего усилител 8, что не вызывает возникновени колебательного процесса. Коэффициент усилени первого масшта20 бирующего усилител 5 измен етс пропорционально температуре, что приводит к пропорциональному изменению величины сигнала, передаваемого с выхода дифференциатора 4 на вход сум25 матора 9, и возрастанию точности поддержани температуры регул тором. Если программное изменение температуры не приводит к переходу элемента . 3 сравнени в режим ограничени (неусилени второго масштабирующего уси- 30 большое изменение температуры), то лител 8 становитс минимальным и он предлагаемьй программный регул тор15 by gradually increasing the gain of the second scaling amplifier 8, which does not cause an oscillatory process. The gain of the first scaling amplifier 5 varies in proportion to the temperature, which leads to a proportional change in the magnitude of the signal transmitted from the output of differentiator 4 to the input of sum 25 of the mat 9, and an increase in the accuracy of the temperature maintained by the regulator. If the programmed temperature change does not lead to the transition element. 3 comparisons to the limiting mode (non-amplification of the second scaling amplifier — 30 large temperature change), then the switch 8 becomes minimal and it offers a program regulator
. температуры работает аналогично обык- новенному ПИД-регул тору.. Temperatures work like an ordinary PID controller.
значительно ослабл ет сигнал с выхода интегратора 7, который поступает- на вход сумматора 9. Таким образом , интегратор 7 практически выключаетс из работы ПИД-регул тора. Дифференциатор 4 тоже перестает функционировать , так как сигнал ла его входе не мен етс . На вход сумматора 9 поступает только выходной сигнал линейного усилител 6. Это приводит к тому , что на объект регулировани пре- крэщаетс подача мощности и -происходит его пассивное остьтание. В процессе остывани , когда элемент 3 сравнени выходит из режима ограничени , работа программного регул тора температуры оп ть становитс аналогичной описанной. Коэффициент усиле35significantly weakens the signal from the output of the integrator 7, which is fed to the input of the adder 9. Thus, the integrator 7 is practically turned off from the operation of the PID controller. Differentiator 4 also ceases to function, since the signal on its input does not change. At the input of the adder 9, only the output signal of the linear amplifier 6 is received. This leads to the fact that the power supply is interrupted on the control object and its passive rise occurs. During the cooling process, when the comparison element 3 leaves the restriction mode, the operation of the program temperature controller again becomes similar to that described. Amplification factor35
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884368698A SU1594500A1 (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Programmable temperature control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884368698A SU1594500A1 (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Programmable temperature control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1594500A1 true SU1594500A1 (en) | 1990-09-23 |
Family
ID=21351734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884368698A SU1594500A1 (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Programmable temperature control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1594500A1 (en) |
-
1988
- 1988-01-25 SU SU884368698A patent/SU1594500A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР №796810, кл. G 05 D 23/19, 1981. Авторское свидетельство СССР № 999029, кл, G 05 D 23/19, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100511670B1 (en) | Control Device, Temperature Controller, and Heat Treatment Device | |
US4901918A (en) | Adaptive anticipator mechanism for limiting room temperature swings | |
US5582756A (en) | Heater control device in injection molding machine | |
SU1594500A1 (en) | Programmable temperature control | |
US4489882A (en) | Variable time constant anticipation thermostat | |
US2563304A (en) | Automatic temperature control apparatus | |
SU796810A1 (en) | Programmed temperature regulator | |
JPS62204917A (en) | Nozzle temperature regulating device for molder | |
KR19990029720A (en) | Apparatus and method for adjusting the driving amount of a vehicle | |
RU2239936C2 (en) | Method for controlling synchronous motor field current | |
JPS6236478B2 (en) | ||
SU896733A1 (en) | Electric drive with subordinate control of parameters | |
SU1317635A1 (en) | Control device for a.c.electric drive | |
JPS645999Y2 (en) | ||
SU1442342A1 (en) | Method of automatic control of heating when soldering | |
SU467323A1 (en) | Device for adjusting the parameters of the controller | |
JPH0737833B2 (en) | Hysteresis compensation circuit for solenoid proportional control valve | |
SU1029432A1 (en) | Arc electric furnace power controler | |
SU1667031A1 (en) | Thermoelectric system for regulating temperature | |
JPS5847567A (en) | Electric power source for welding | |
JPH071509A (en) | Method and device for regulating temperature of nozzle of injection device | |
CS240352B1 (en) | Temperature regulator's manipulated variable controlled limitation connection | |
JPS58119004A (en) | Bang-bang control method | |
KR20030004758A (en) | Controlling system and method for servomotor | |
SU955536A1 (en) | Method of automatic adjustment of three-phase four-electrode arc electric furmace power |