SU1649521A1 - Device to adjust temperature - Google Patents

Device to adjust temperature Download PDF

Info

Publication number
SU1649521A1
SU1649521A1 SU884404693A SU4404693A SU1649521A1 SU 1649521 A1 SU1649521 A1 SU 1649521A1 SU 884404693 A SU884404693 A SU 884404693A SU 4404693 A SU4404693 A SU 4404693A SU 1649521 A1 SU1649521 A1 SU 1649521A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
counter
input
output
frequency
pulse
Prior art date
Application number
SU884404693A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Романьков
Original Assignee
Предприятие П/Я Ю-9799
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Ю-9799 filed Critical Предприятие П/Я Ю-9799
Priority to SU884404693A priority Critical patent/SU1649521A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1649521A1 publication Critical patent/SU1649521A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизации технологических процессов и может быть использовано дл  регулировани  температуры в объектах с электронагревател ми . Изо&ретение позвол ет повысить точность и устойчивость регулировани  и стабилизации температуры В устройство дл  регулировани  температуры, содержащее датчик 1, двоичный счетчик 5 с задатчи- ком 6 цифрового типа, генератор 3 опорной частоты, элементы И 4. 8, 16, 17, преобразователь напр жение-частота 2, введены второй счетчик 9, регистр хранени  10, третий счетчик 11, триггер 12, формирователи импульсов по положительному 13 и отрицательному 14 фронтам, делитель частоты 15 В период высокого уровн  импульсов с преобразовател  2 счетчик 5 заполн етс  импульсами высокой частоты с генератора 3. разр дность которого определ етс  задатчиком 6 и по заполнении которого далее заполн етс  через элемент 8 счетчик 9, содержимое которого пропорционально разности заданной и текущей температур и котора  последовательно переписываетс  в регистр 10и счетчик 11 У каждого импульса, поступающего в нагрузку через элемент 17 с выхода делител  частоты 15, передний фронт задерживаетс  на врем , обратно пропорциональное содержимому счетчика 11, и тем самым измен етс  мощность, подводима  к нагрузке. 2 ил ЈThe invention relates to the automation of technological processes and can be used to control the temperature in objects with electric heaters. From & henterium allows to increase the accuracy and stability of temperature control and stabilization In a temperature control device comprising a sensor 1, a binary counter 5 with a digital type setting device 6, a frequency generator 3, the elements And 4. 8, 16, 17 , voltage-frequency converter 2, second counter 9, storage register 10, third counter 11, trigger 12, pulse formers on a positive 13 and negative 14 fronts, frequency divider 15 V period of a high level of pulses from converter 2, a counter 5 filled high frequency pulses from the generator 3. The bit of which is determined by the setting device 6 and, when filled, is then filled through element 8 with the counter 9, the contents of which are proportional to the difference between the set and the current temperatures and which are sequentially copied to the register 10 and the counter 11 for each pulse arriving into the load through the element 17 from the output of the frequency divider 15, the leading edge is delayed by the time inversely proportional to the contents of the counter 11, and thereby the power applied to the load changes . 2 or Ј

Description

Изобретение относитс  к автоматизации технологических процессов и может быть использовано дл  регулировани  температуры в объектах с электронагревател ми .The invention relates to the automation of technological processes and can be used to control the temperature in objects with electric heaters.

Цель изобретени  - повышение точности и устойчивости работы устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy and stability of the device.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг 2 - циклограмма его работыFIG. 1 shows a block diagram of the device; Fig 2 - the cyclogram of his work

Устройство содержит датчик температуры 1, соединенный с преобразователем напр жение-частота 2, генератор опорной частоты 3, первый элемент И 4, первый счетчик 5 с цифровым задатчиком температурыThe device contains a temperature sensor 1 connected to a voltage-frequency converter 2, a reference frequency generator 3, the first element 4, the first counter 5 with a digital temperature gauge

6 в виде программного переключател , инвертор 7, через который сигнал запрещени  с выхода счетчика 5 поступает на вход элемента И 4. третий элемент И 8, второй счетчик 9. регистр хранени  10 с записью параллельного кода с выхода счетчика 9, третий счетчик 11с предварительной записью параллельного кода с выхода регистра 10. триггер 12, формирователи импульсов по положительному фронту 13 и отрицательному фронту 14, делитель частоты 15, второй элемент И 16, четвертый элемент И 17, усилитель мощности 18.6 as a software switch, an inverter 7, through which the prohibition signal from the output of counter 5 is fed to the input of the element 4. The third element is AND 8, the second counter 9. The storage register 10 with the recording of the parallel code from the output of counter 9, the third counter 11 with preliminary recording parallel code from the output of the register 10. trigger 12, pulse shapers on the positive front 13 and negative front 14, frequency divider 15, the second element And 16, the fourth element And 17, power amplifier 18.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

ОABOUT

ьs

ю ел юyou ate

Датчик температуры 1 в виде термопары устанавливаетс  на объект регулировани  температуры. ЭДС с датчика 1 в преобразователе 2 напр жение-частота преобразуетс  в импульсную последовательность с частотой, пропорциональной ЭДС термопары или, в конечном счете, измер емой температуре,Temperature sensor 1 in the form of a thermocouple is installed on the temperature control object. An emf from sensor 1 in a voltage-to-frequency converter 2 is converted into a pulse sequence with a frequency proportional to the emf of the thermocouple or, ultimately, to the measured temperature,

Генератор опорной частоты 3 вырабатывает импульсное напр жение стабильной частоты, счетчики и регистр в исходном состо нии установлены в нулевое состо ние . На программном переключателе 6 устанавливаетс  требуема  температура регулировани .The reference frequency generator 3 generates a pulse voltage of a stable frequency, the counters and the register in the initial state are set to the zero state. On the program switch 6, the desired control temperature is set.

Код устанавливаемой температуры на программном переключателе 6  вл етс  кодом предварительной установки счетчика 6 по входу предварительной записи.The set temperature code on software switch 6 is the preset code for meter 6 on the pre-recorded input.

Устройство начинает работать при подаче разрешающего уровн  Пуск на вход первого элемента И 4. При наличии разрешающего уровн  через элемент 4 проход т импульсы с преобразовател  2 и генератора 3, причем частота импульсов генератора 3 значительно превышает частоту импульсов преобразовател  2 (в 500-1000 раз), скважность которых выбираетс  равной 100-120. В момент, когда импульс с преобразовател  2 имеет высокий уровень, счет.- чик 5 заполн етс  импульсами опорной частоты.The device starts to operate when the permitting level is applied. Starting the input of the first element I 4. If there is a permit level, the element 4 passes pulses from the converter 2 and the generator 3, and the frequency of the pulses of the generator 3 considerably exceeds the frequency of the pulses of the converter 2 (500-1000 times) whose duty cycle is chosen to be 100-120. At the moment when the pulse from converter 2 is at a high level, the counter-pulse 5 is filled with reference-frequency pulses.

Как только счетчик 5 полностью заполнитс  на выходе переполнени  по вл етс  высокий уровень, которым через инвертор 7 запираетс  элемент И 4 по входу и разрешаетс  прохождение импульсов опорной частоты через элемент И 8 на вход второго счетчика 9. Счетчик 9 заполн етс  импульсами опорной частоты. Если длительность высокого уровн  импульса с преобразовател  2 достаточна, то счетчик 9 заполн етс  полностью и низким уровнем переполнени  со счетчика 9 запираетс  элемент И 8, прохождение импульсов опорной частоты прекращаетс . Если высокий уровень импульса с преобразовател  кончаетс  раньше, то счетчик 9 остаетс  не заполненным и низким уровнем импульса с преобразовател  2 сбрасываетс  счетчик 5, низким уровнем с выхода которого запираетс  элемент И 8, дальнейшее заполнение счетчика 9 прекращаетс . По отрицательному фронту импульса с преобразовател  2 формирователем 14 вырабатываетс  короткий импульс, по которому выходной код счетчика 9 записываетс  в регистр 10. По положительному фронту импульса с преобразовател  1 формирователем 13 вырабатываетс  короткий импульс , которым сбрасываетс  в нулевое состо ние счетчик 9As soon as the counter 5 is completely filled at the overflow output, a high level appears, which through the inverter 7 locks the AND 4 element on the input and allows the passage of the reference frequency pulses through the AND 8 element to the input of the second counter 9. The counter 9 is filled with the reference frequency pulses. If the duration of the high level of the pulse from the converter 2 is sufficient, then the counter 9 is filled completely and the low level of overflow from the counter 9 is blocked by element 8, the passage of the pulses of the reference frequency is stopped. If the high level of the pulse from the converter ends earlier, then the counter 9 remains unfilled and the low level of the pulse from the converter 2 is reset by the counter 5, and the element 8 is blocked by the low level, the further filling of the counter 9 stops. The negative pulse front from the converter 2 by the shaper 14 produces a short pulse, according to which the output code of the counter 9 is written to the register 10. The positive edge of the pulse from the converter 1 by the shaper 13 produces a short pulse that resets the counter 9 to the zero state

На вы ходе делител  15 частоты посто нно присутствуют импульсы поделеннойOn the course of the divider 15, the frequencies of the divided

опорной частоты с длительностью высокого уровн  tn, причем длительность tn выбираетс  такой,чтоa reference frequency with a high level duration tn, and the duration tn is chosen such that

tn N9max r, где МЭтах - максимальна  разр дностьtn N9max r, where MEAh is the maximum size

счетчика 9;counter 9;

т- период опорной частоты. Низким уровнем импульса с выхода делител  15 частоты происходит запись содержимого регистра 10 в счетчик 11 по входуt is the period of the reference frequency. A low pulse from the output of the frequency divider 15 records the contents of the register 10 into the counter 11 at the input

предварительной записи. При этом, разр дность счетчика 11 выбираетс  равной разр дности счетчика 9. Когда уровень импульса на выходе делител  15 частоты высокий, импульсы опорной частоты черезpre-recording. In this case, the bit size of the counter 11 is chosen equal to the bit width of the counter 9. When the pulse level at the output of the frequency divider 15 is high, the reference frequency pulses through

элемент И 17 заполн ют по входу пр мого счета счетчик 11. По окончании заполнени  на выходе счетчика 11 по вл етс  низкий уровень, которым переключаетс  триггер 12, на инверсном выходе которого устанавливаетс  низкий уровень, а на пр мом выходе - высокий. Низким уровнем с выхода триггера 12 счетчик 11 сбрасываетс  по входу сброса и элемент И 17 запираетс . Высоким уровнем с другого выхода триггера 12element And 17 is filled at the input of the direct counting counter 11. At the end of the filling, the output of the counter 11 appears to be a low level, by which the trigger 12 switches, at the inverse output of which the low level is set, and at the forward output - high. By a low level from the output of the trigger 12, the counter 11 is reset on the reset input and the AND element 17 is locked. High level from another trigger output 12

открываетс  элемент И 16 и высокий уровень импульса с выхода делител  15 частоты проходит через элемент И 16 в усилитель мощности 18, на выходе которого подключена нагрузка. Таким образом, положительный фронт импульса с выхода делител  15 частоты задерживаетс  на врем  t3 или на врем  счета до заполнени  счетчика 11.the element 16 is opened and a high level of the pulse from the output of the frequency divider 15 passes through the element 16 and into the power amplifier 18, at the output of which the load is connected. Thus, the positive edge of the pulse from the output of the frequency divider 15 is delayed by the time t3 or by the counting time until the counter 11 is full.

Коэффициент делени  делител  15 частоты выбираетс  такой, чтобы частота наThe division factor of the frequency divider 15 is chosen such that the frequency by

выходе была в 10-50 раз больше частоты с преобразовател  2. Процесс регулировани  температуры осуществл етс  подачей в нагрузку широтно-модулированных импульсов необходимой амплитуды.the output was 10-50 times the frequency of the converter 2. The temperature control process is carried out by supplying the pulse-width modulated pulses of the required amplitude to the load.

Очередным, низким уровнем импульсаAnother low impulse

с выхода делител  15 частоты триггер 12 устанавливаетс  в исходное состо ние, элемент И 16 запираетс , элемент И 17 отпираетс , происходит процесс записи в счетчикfrom the output of the divider 15 frequency trigger 12 is set to the initial state, the element And 16 is locked, the element And 17 is unlocked, there is a process of writing to the counter

11 содержимого регистра 10 и процесс счета повтор етс .11 of register 10 and the counting process is repeated.

В работе регул тора наблюдаютс  два периода.In the regulator, two periods are observed.

Первый период - это выход регул тораThe first period is the regulator's output.

на требуемый режим, второй период - поддержание температуры на требуемом уровне . В первом периоде, когда температура объекта низка, длительность периода выходных импульсов с преобразовател  2 достаточно велика, В этот период счетчик 9 заполн етс  полностью. Уровень переполнени  счетчика 9 запирает по входу элемент И 8, на выходе счетчика устанавливаетс  максимальный двоичный код. Этот код затем последовательно переписываетс  в регистр 10 и с каждым импульсом с делител  15 частоты -- в счетчик 11. На выходе счетчика 11 при максимальном коде устанавливаетс  низкий уровень заполнени , триггер 12 переключаетс  невыхода делител  15 частоты импульс полностью проходит через элемент И 16 в усилитель мощности 18 и нагрузку. По мере повышени  температуры объекта регулировани  повышаетс  частота импульсов на выходе преобразовател  2 и уменьшаетс  длительность периода.for the required mode, the second period is to maintain the temperature at the required level. In the first period, when the temperature of the object is low, the duration of the period of the output pulses from the converter 2 is quite large. During this period, the counter 9 is completely filled. The overflow level of the counter 9 locks the input element AND 8, the maximum binary code is set at the output of the counter. This code is then sequentially rewritten into register 10 and with each pulse from frequency divider 15 into counter 11. At the output of counter 11, when the maximum code is set, the fill level is low, trigger 12 switches absent from frequency divider 15, the pulse passes completely through element 16 to the amplifier power 18 and load. As the temperature of the control object rises, the frequency of the pulses at the output of converter 2 increases and the period decreases.

Количество импульсов полного заполнени  счетчиков 5 и 9 становитс The number of pulses to complete the counters 5 and 9 becomes

N5 + N9max N5 + N9max

TripTrip

гg

где N5 --разр дность заполнени  счетчика 5, установленна  на программном переключателе 8,where N5 is the fill rate of the counter 5, installed on the software switch 8,

Тпр - длительность высокого уровн  импульса выходной частоты с преобразовател  2Tpr - the duration of the high level of the output frequency pulse from the converter 2

При этом, счетчик 9 заполн етс  не полностью и чем выше температура, тем меньше Тпр и меньше импульсов сосчитываетс  счетчиком 9At the same time, the counter 9 is not completely filled and the higher the temperature, the less Tpr and fewer pulses are counted by the counter 9

N9 - - N5N9 - - N5

Выходной код счетчика 9 последовательно переписываетс  в регистр 10 и счетчик 11. При этом, чем меньше импульсов будет записано в счетчике 11, тем больше импульсов опорной частоты необходимо до заполнени  счетчика 11, следовательно и больше становитс  задержка фронта импульсов с выхода делит.ел  15 частоты.The output code of the counter 9 is sequentially rewritten into the register 10 and the counter 11. Moreover, the fewer pulses will be recorded in the counter 11, the more pulses of the reference frequency are needed before the counter 11 is filled, therefore the edge of the pulses from the output divides the frequency 15 .

Длительность выходного импульса т,Вых, в нагрузке равнаThe duration of the output pulse t, OUT, in the load is equal to

tebix tn - t3.tebix tn - t3.

Точность поддержани  температуры можно оценить следующим образом. Длительность импульса с преобразовател  2 Тпр больше длительности импульса tn с делител  15 частоты в К раз, т.е.The accuracy of temperature maintenance can be estimated as follows. The pulse duration from the converter 2 Tpr is greater than the pulse duration tn from the frequency divider 15 times K, i.e.

ПЈ К;ПЈ К;

tntn

ТпрTpr

tn - К При изменении температуры измен етс  длительность ТПр на ДТПр, таким обра5 образовател  2tn - K When the temperature changes, the duration of TPR to DTPr changes, thus forming 5

00

5five

00

5five

00

приводит кleads to

мых в нагрузку, на величинуin load

зом, длительность импульса на выходе преобразовател  2 становитс  равной Тпр i А Тпр.Therefore, the pulse duration at the output of converter 2 becomes equal to Tpr i A Tpr.

Относительное изменение импульса буДТПР 0The relative change in impulse BUDPR 0

дет v . Это изменение вызывает отноТпрdet v. This change causes a relationship.

сительное изменение длительности импульсов, поступающих в нагрузку, которое выразитс , какa dramatic change in the duration of the pulses entering the load, which is expressed as

А Тпр „ ДТпрA TPR „DTPR

с. - к. --с- .with. - k. - p.

tnI прtnI pr

Таким образом, относительное изменение длительности импульсов на выходе преДТпрThus, the relative change in the pulse duration at the output of preDTPr

Тпр изменению ширины импульсов, подававК АЬ . т.е. вTPR change the width of the pulses, giving KV AB. those. at

ТпрTpr

К раз большую.K times big.

Отсюда следует, что точность поддержани  температуры определ етс  выбором соотношени  длительностей импульсов с преобразовател  и делител  15 частоты. Практически это соотношение равно 20.It follows that the accuracy of temperature maintenance is determined by the choice of the ratio of the pulse durations from the converter and the frequency divider 15. In practice, this ratio is 20.

Задание температуры в цифровом коде цифрова  обработка информации в процессе регулировани  позвол ют быстро и точно установить требуемую температуру регулировани  и получить высокую точность поддержани  температуры в процессе регулировани  и обеспечить быстрый и устойчивый процесс выхода на заданный режим Наличие информации в цифровом коде позвол ет использовать ЭВМ, микропроцессоры и другие управл ющие устройства дл  контрол  качества регулировани  и получени  документации о процессе регулировани  и поддержани  температурыSetting the temperature in the digital code Digital information processing in the control process allows you to quickly and accurately set the required control temperature and to obtain high accuracy of temperature maintenance in the control process and to ensure a fast and stable process of reaching the specified mode Information in the digital code allows you to use computers and microprocessors and other control devices to control the quality of regulation and obtain documentation on the process of regulating and maintaining temperature

5five

00

5five

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  температуры , содержащее последовательно соединенные датчик температуры, преобразователь напр жение-частота, первый элемент И и первый счетчик с цифровым задатчиком, подключенным к его установочным входам, а также генератор опорной частоты , элементы И, блок управлени  и усилитель мощности с нагрузкой на выходе, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и устойчивости работы устройства, оно содержит делитель частоты, формирователи импульсов по положительному и отрицательному фронтам, инвертор, а блок управлени  выполнен в виде последовательного соединени  второго счетчика. регистра хранени , третьего счетчика и триггера, пр мой выход которого через второй элемент И св зан со входом усилител  мощности, причем входы формирователей импульсов по отрицательному и положительному фронтам соединены с выходом преобразовател  напр жение-частота, а выходы соответственно - со входом Запись регистра и Сброс второго счетчика, счетный вход которого через третий элемент И св зан с выходом генератора опорной частоты, св занным со вторым входом первого элемента И, третий вход которого через инвертор соединен с выходом переполнени  первого счетчика и непосредственно со вторым входом третьего элементаThe invention includes a temperature control device comprising a series-connected temperature sensor, a voltage-frequency converter, a first And element and a first counter with a digital setting device connected to its installation inputs, and a frequency generator, And elements, a control unit, and a power amplifier with load output, characterized in that, in order to increase the accuracy and stability of the device, it contains a frequency divider, pulse shapers on the positive and negative f A contact, an inverter, and a control unit are made as a serial connection of a second counter. the storage register, the third counter and the trigger, the direct output of which through the second element I is connected to the input of the power amplifier, the inputs of the pulse formers on the negative and positive edges connected to the output of the voltage-frequency converter, and the outputs respectively to the input of the Recording register and Resetting the second counter, the counting input of which through the third element I is connected with the output of the reference frequency generator connected to the second input of the first element I, the third input of which through the inverter is connected to the output overflow of the first counter and directly with the second input of the third element И, третий вход которого подключен к выходу переполнени  второго счетчика, четвертый вход первого элемента И  вл етс  входом Пуск устройства, вход делител  частоты подключен к выходу генератора опорной частоты , выход - к первому входу четвертого элемента И, второму входу триггера, входу Запись третьего счетчика и второму входу второго элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, третий вход - с инверсным выходом триггера и входом Сброс третьего счетчика, а выход - со входом пр мого счета третьего счетчика.And, the third input of which is connected to the overflow output of the second counter, the fourth input of the first element I is the device Start input, the frequency divider input is connected to the output of the reference frequency generator, the output is to the first input of the fourth And element, the second trigger input, the Record input of the third counter and the second input of the second element And, the second input of the fourth element And connected to the first input of the third element And, the third input - with the inverse output of the trigger and the input Reset the third counter, and the output - with the input of the direct counting third th counter.
SU884404693A 1988-04-04 1988-04-04 Device to adjust temperature SU1649521A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884404693A SU1649521A1 (en) 1988-04-04 1988-04-04 Device to adjust temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884404693A SU1649521A1 (en) 1988-04-04 1988-04-04 Device to adjust temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1649521A1 true SU1649521A1 (en) 1991-05-15

Family

ID=21366445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884404693A SU1649521A1 (en) 1988-04-04 1988-04-04 Device to adjust temperature

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1649521A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1092471.кл G 05 D 23/19, 1984 Авторское свидетельство СССР № 1061114,кл G 05 D 23/19.1983 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4443842A (en) Inverter firing control with compensation for variable switching delay
US4056717A (en) Temperature correction systems for a fluid flow meter
SU1649521A1 (en) Device to adjust temperature
US5493212A (en) Electricity meter with variable gain sigma-delta converter
SU843286A1 (en) Digital frequency detector
SU1534724A1 (en) Digital speed governor
SU299827A1 (en) Impulse control device
SU746174A1 (en) Apparatus for pulse-train period monitoring
SU660228A1 (en) Frequency multiplier
SU1275765A1 (en) Device for determining error of phase shifter
SU902201A1 (en) Device for control of self-sustained m-phase voltage inverter
SU1524027A1 (en) Digital frequency regulator
SU1034133A1 (en) Triac trigger pulse shaper
SU425315A1 (en) MULTIPLIENCY FREQUENCY FOLLOWING PERIODIC PULSES
SU785990A1 (en) Meter of transient process time of frequency setting
SU1388815A1 (en) Low-frequency output pickup signal meter
SU756311A1 (en) Digital phasemeter of low and infralow frequencies
SU1205128A1 (en) Device for programmed control of cyclic processes of electric power system
SU1508332A1 (en) Device for stabilizing electric motor revolutions
SU769500A1 (en) Device for regulating liquid rate-of-flow
SU999022A1 (en) Device for controlling driving stepping motor
SU1171841A1 (en) Device for controlling step drive motor whem reproducing digital information
SU1716503A1 (en) Device for identification of function extremes
SU1297226A1 (en) A.c.voltage-to-digital converter
SU1442927A1 (en) Digital periodometer