SU1737423A1 - Устройство дл регулировани температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию и может быть использовано при автоматическом регулировании температуры электрических печей. Цель изобретени  - повышение точности устройства за счет применени  коррекции воздействи  по амплитуде колебани  в релейной системе с принудительным включением и отключением, в которой длительность принудительных включений и отключений пропорциональна амплитуде отрицательного и положительного отклонений температуры от заданной. Устройство содержит датчик и задатчик температуры, АЦП, блок сравнени , цифровой компаратор, задатчики коэффициентов пропорциональности, блоки умножени , таймеры, элементы И, компаратор , задатчик прекращени  отклонени , сумматор, исполнительный элемент, 1 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к автоматизации технологических процессов и может быть использовано, например, дл  регулировани  температуры электрических печей сопротивлени , когда в качестве исполнительного органа используетс  релейный элемент.

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  регулировани  температуры содержит датчик 1 температуры, объект 2 регулировани  (электропечь), аналого-цифровой преобразователь 3, вход которого соединен с датчиком 1. блок 4 сравнени , первый вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател  3. тактовый генератор 5, соединенный с тактирующим входом блока 4 сравнени , задатчик 6

температуры, подключенный к второму входу блока 4, цифровой компаратор 7, первый вход которого соединен с задатчиком б, а второй - с выходом аналого-цифрового преобразовател  3, первый элемент И 8, первым входом подключенный к тактовому генератору 5, исполнительный элемент 9, первый блок 10 умножени , первый блок 10 умножени , первый вход которого соединен с выходом блока 4, задатчик 11 первого коэффициента пропорциональности, подключенный к второму входу первого блока 10, первый таймер 12, вход которого соединен с выходом первого блока 10, а выход подключен к первому входу исполнительного элемента 9, инвертор 13, входом соединенный с выходом цифрового компаратора 7 и вторым входом первого элемента И 8, второй элемент И 14, первый вход которого подключен к тактовому генератору 5, второй

VI

оэ

VI

N ю

О)

вход соединен с выходом инвертора 13, а выход подключен к выходу первого таймера 12, второй таймер 15, запускающим входом соединенный с выходом второго элемента И 14, а выходом подключенный к выходу первого элемента И 8, второму входу исполнительного элемента 9 и запускающему входу первого таймера 12, задатчик 16 второго коэффициента пропорциональности, задатчик 17 приращени  отклонени  температуры , сумматор 18, первым входом соединенный с задатчиком 17, а вторым входом подключенный к выходу блока 4 сравнени , второй блок 19 умножени , первый вход которого подключен к выходу сумматора 18, второй вход соединен с задатчиком 16, а выход подключен к входу второго таймера 15.

Устройство работает следующим образом .

Сигнал от датчика 1, характеризующий температуру объекта 2 регулировани  (электропечь ), преобразуетс  с помощью аналого-цифрового преобразовател  3 в цифровой код и поступает на вход блока 4 сравнени .

С заданной дискретностью по сигналу от тактового генератора 5 в блоке 4 сравнени  определ етс  модуль отклонени  текущего значени  температуры Т| от заданного значени  Тз:

Е-/Тз-Т|/,

0)

Заданное значение температуры Тз устанавливаетс  задатчиком 6 температуры.

В цифровом компараторе 7 осуществл етс  сравнение цифровых кодов текущей и заданной температур. Если температура Т| обьекта регулировани  меньше Тз, то на выходе цифрового компаратора 7 по вл етс  сигнал . После достижени  Tj значени , равного значению Тз, или превышени  его сигнал на выходе цифрового компаратора снимаетс .

Сигнал на выходе цифрового компаратора и импульс от тактового генератора обуславливают формирование сигнала на выходе первого элемента И 8, который через исполнительный элемент 9 включает нагреватель электропечи 2.

В первом блоке 10 умножени  осуществл етс  расчет времени действи  управл ющего воздействи  t4 в соответствии с выражением

t4 Кп1 Ј

(2)

где Кп1 - первый коэффициент пропорциональности .

Значение Кп устанавливаетс  задатчиком 11 первого коэффициента пропорциональности в зависимости от динамических характеристик электропечи и заданной температуры . Настройка КП1 осуществл етс  так, чтобы амплитуда положительных отклонений температуры была минимальной.

Рассчитанное врем  t4  вл етс  уставкой первого таймера 12.Запуск первого таймера 12 производитс  одновременно с включением нагревател  электропечи сигналом от первого элемента I/I 8.

Формирование сигнала на выходе первого элемента И 8 осуществл етс  так, чтобы к моменту по влени  сигнала операци  умножени  в первом блоке 10 закончилась. Первый таймер 12 по истечении заданного времени t4 через исполнительный элемент 9 отключает электропечь 2.

Следовательно, если в данном такте управлени  текуща  температура Ti меньше заданной температуры Тз, то электропечь 2 включаетс  на врем , пропорциональное величине положительного отклонени  температуры .

При текущей температуре, равной или большей заданной, в начале соответствующего такта управлени  происходит отключение электропечи 2 (если она включена) на

расчетное врем  отключени  Тоткл.. по истечении которого электропечь 2 включаетс  до следующего такта управлени .

Это происходит следующим образом.

Если TI Т3, то на выходе цифрового компарз-тора 7 сигнал отсутствует. Отсутствие этого сигнала обуславливает по вление сигнала на выходе инвертора 13, а затем при поступлении импульса от тактового генератора - формирование сигнала на выходе второго элемента И 14,

Таким образом, сигнал на выходе второго элемента И 14приТ| Т3выключает электропечь 2 (если она включена) и запускает

второй таймер 15.

Врем , в течение которого электропечь 2 находитс  в выключенном состо нии при TI Т3, определ етс  по формуле

50

1откл Кп2 Јр,

(3)

55

где КП2 - второй коэффициент пропорциональности , а величина суммарного отклонени  температуры находитс  из выражени 

+ &Et

(4)

где Ае- приращение отклонени  температуры .

Значение КП2 устанавливаетс  с помощью задатчика 16 второго коэффициента пропорциональности, а ДЕ-с помощью задатчика 17 приращени  отклонени  температуры в зависимости от динамических характеристик электропечи и заданной температуры . Настройка Кп2 и АЈосуществл етс  так, чтобы амплитуда отрицательных отклонений температуры была минимальной . Величина определ етс  в сумматоре 18. Увеличение отклонени  температуры на величину Де осуществл етс  с целью исключени  возможности равенства нулю значени  т,отклон. при ( ), что привело бы к ухудшению точности регулировани  температуры из-за включени  электропечи на целый такт управлени  или даже несколько тактов (пока П Т3). Врем  отключени  электропечи 10тКл рассчитываетс  вторым блоком 19 умножени . Рассчитанное врем  ton™  вл етс  уставкой второго таймера 15.

Формирование сигнала запуска второго таймера 15 и выключение электропечи на выходе второго элемента И 14 осуществл етс  так, чтобы к моменту по влени  сигнала выполн лась операци  сложени  в сумматоре 18 и операци  умножени  во втором блоке 19 умножени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  температуры , содержащее последовательно соединенные датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь и блок сравнени , тактирующим входом соединенный с тактовым генератором, задатчик температуры , соединенный с вторым информационным входом блока сравнени , а также с первым входом цифрового компаратора,

   вторым входом соединенного с выходом аналого-цифрового преобразовател , задатчик первого коэффициента пропорциональности , соединенный с первым входом блока умножени , второй вход которого со-

   единен с выходом блока сравнени , а выход через первый таймер - с отключающим входом исполнительного элемента, сумматор, первый и второй элементы И, соединенные вторыми входами, отличающеес  тем,

   что, с целью повышени  точности устройства , в него дополнительно введены последовательно соединенные вторые задатчик коэффициента пропорциональности, блок умножени  и таймер, а также инвертор, задатчик приращени  отклонени  температуры , причем сумматор входами соединен с выходом блока сравнени  и с эадатчиком приращени  отклонени  температуры, а выходом - с вторым входом второго блока умножени , выход второго таймера, а также выход первого элемента И соединены с запускающим входом первого таймера и с включающим входом исполнительного элемента , выход цифрового компаратора соединен с первым входом первого элемента И. и через инвертор - с первым входом второго элемента И, вторые входы которых соединены с тактовым генератором, выход второго элемента И соединен с запускающим входом второго таймера и с отключающим входом исполнительного элемента.