Двухпозиционный регулятор температуры

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для регулирования температуры инерционньк объектов, имекщих разные динамические характеристики по нагреву и остыванию. Регулятор содержит двухпозиционный канал регулирования, охваченный переменной (двухпозиционной) интегральной обратной связью, включенной между выходом элемента сравнения и его входом (через сумматор ) . Глубина обратной связи в зависимости от величины и знака сигнала рассогласования изменяется при помощи релейного элемента, размьжающие и замыка1ощие контакты которого при соответствующем сигнале на входе релейного элемента меняют значение резисторов в КС-цепи интегратора. Использование изобретения в технологических , процессах обеспечивает повышение качества продукции. 2 ил . с s (Л to to оо о 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1228089 (5у 4 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ицлр(, „.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3631800/24-24 (22) 05.08.83 (46) 30.04.86. Бюл. К 16 (71) Специализированная проектноконструкторская технологическая организация "Росавтоматстром" (72) А.И.Ласков (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 964580, кл. G 05 В 11/36, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 746462, кл. G 05 D 23/19, 1978. (54) ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ. (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для регулирования температуры инерционных объектов, имеющих разные динамические характеристики по нагреву и остыванию. Регулятор содержит двухпозиционный канал регулирования, охваченный переменной (двухпоэиционной) интегральной обратной связью, включенной между выходом элемента сравнения и его входом (через сумматор) . Глубина обратной связи в зависимости от величины и знака сигнала рассогласования изменяется при помощи релейного элемента, раэмыкающие и замыкающие контакты которого при соответствующем сигнале на входе релейного элемента меняют значение резисторов в RC-цепи интегратора.

Испопьзование изобретения в технологических.процессах обеспечивает повышение качества продукции. 2 ил .

28089

U = -U

Ф

К! ос R!

Б =U + JU«, 1 12

Изобретение относится к автоматике и предназначено для двухпозиционного регулирования температуры преимущественно малоинерционных тепловых объектов.

Цель изобретения — повышение точности при разных динамических характеристиках объекта на нагрев и остывание.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2— кривые изменения температуры объекта ! регулирования Т и датчика темпераI туры Т для двукпозиционного регулятора с интегральной обратной связью

1 и с зоной нечувствительности 28Т.

Двухпозиционный регулятор содержит датчик 1 температуры, усилитель 2, элемент 3 сравнения, усилитель 4 мощности, интегратор 5, исполнительный элемент 6, релейный элемент 7, сумматор 8, датчик 9 температуры, интегратор содержит операционный усилитель (ОУ) 10, RC-цепь 11, содержащую первый и второй переменные резисторы 12 и 13 и конденсатор 14, третий переменный резистор 15, резисторы 16 и

17, Управление RC-цепью индикатора производится при помощи замыкающего контакта релейного элемента 7-1 и размыкающего контакта 7-2. Объект регулирования обозначен позицией 18.

Регулятор работает следующим образом.

В начале процесса регулирования, когда температура объекта регулиро1 вания Тс (фиг.2) меньше заданной

Т, на выходе элемента 3 сравнения устанавливается положительное напряжение, что приводит к включению исполнительного элемента 6 и релейного элемента 7. Контакт 7-1 релейного элемента 7 замыкается, а контакт 7-2 размыкается. С включением исполнительного элемента 6 температура объ-! екта регулирования Те начинает расти. Начинает расти и температура дат-! чика температуры Т, но с некоторым опозданием, вызванным инерционностью последнего.

Одновременно начинается процесс интегрирования сигнала элемента. 3 сравнения на интеграторе 5. Сигнал элемента 3 сравнения поступает на инвертирующий вход (ОУ) 1О через третий переменный резистор 15. Процесс интегрирования продолжается до установления на выходе интегратора 5 напряжения обратной связи, равного

S0

S5 где U< — напряжение, снимаемое с третьего переменного резистора 13;

К!,! R« " значения сопротивления

К!6 соответствующих резисторов; коэффициент уисления ОУ на выключение,

Напряжение интегральной .обратной связи U поступает на второй вход сумматора 8. На первый вход сумматора 8 поступает сигнал датчика 1 температуры с выхода усилителя 2. Сиг-. нал на выходе сумматора равен где U> — сигнал давления.

В данном случае сигнал интегральной обратной связи вызывает уменьшение задания Т>, При переходе темпе-! ратуры датчика температуры Т через верхнюю границу зоны нечувствительности регулятора, на выходе элемента 3 сравнения устанавливается отрицательное напряжение, что приводит к отключению исполнительного элемента 6.и релейного элемента 7.- Контакты 7-1 и 7-2 релейного элемента

7 возвращаются в исходное состояние. Температура объекта регулиро-! вания T начинает падать, а тем-! пература датчика температуры Т4 некоторое время будет продолжать возрастать. Нагрев его будет происходить за счет тепла объекта 18 регулирования, пока температура последнего выше температуры датчика 1 температуры. После пересечения кривых температуры датчика объекта ре( гулирования Т и датчика темпера-! 1 туры Т температура последнего так t же начинает снижаться, но иэ-за запаздывания о по прежнему будет отI ставать от Т,, т.е. температура датчика 1 температуры будет выше температуры объекта 18 регулирования.

Включение исполнительного элемента 6 из-за уменьшения задания происходит раньше (точка а на фиг.2), чем это имело бы место в регуляторе без интегральной обратной связи. В результате перерегулирование, вызванное инерционностью датчика 1 температуры уменьшается.

228089

R1g

U =U„OC К1, <6

3 1

Одновременно с установлением на выходе элемента 3 сравнения отрицательного напряжения, начинается процесс обратного интегрирования на интеграторе 5, продолжающийся до установления на его выходе напряжения, равного

R, где — — — коэффициент усиления ОУ

16 на включение.

В этом случае сигнал интегральной обратной связи вызывает увеличение задания. В результате включения исполнительного элемента 6 (точка b на фиг.2) происходит также раньше, чем в регуляторе без интегральной обратной связи.

При переходе температуры Т датФ чика 1 температуры через нижнюю границу зоны нечувствительности регулятора на выходе элемента 3 сравнения устанавливается положительное напряжение. В дальнейшем процесс регулирования происходит аналогично описанному выше.

В результате, благодаря действию интегральной обратной связи по состоянию элемента сравнения, уменьшается амплитуда колебаний температуI ры объекта регулирования А . Использование контактов релейного элемента 7 в схеме интегратора 5 позволяет осуществлять настройку уровня интегральной обратной связи на включение и выключение исполнительного элемента 6 раздельно. Настройка уровня интегральной обратной связи на включе.ние исполнительного элемента 6 с учетом времени включения (Вщ и выния 8 s установив1и жиме уменьшает установившееся отклонение среднего значения температуры ( объекта регулирования от заданной Т., Уровень интегральной обратной связи на включение настраивается резистором 13, а на выключение — резистором 12. Скорость интегрирования настраивается переменным резистором 15.

Предлагаемый регулятор предназначен преимущественно для использования на тепловых объектах, инерционность которых соизмерима с инерционностью датчиков температуры. Использование изобретения для регулирова1ð ния температуры тепловых объектов промышленности строительных материалов, в частности печей обжига керамической плитки, повышает качество выпускаемой продукции и увеличивает срок службы оборудования. формула изобретения

Двухпозиционный регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные датчик температуры, усилитель, элемент сравнения, усилитель мощности, исполнительный элемент, а также задатчик температуры, сумматор и интегратор, выполненный на операционном усилителе, в цепи отрицательной обратной связи которого включена RC-цепь, состоящая из параллельно соединенных первого переменного резистора и конденсатора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности при разных динамических характеристиках объекта на нагрев и остывание, регулятор содержит релейный элемент, подключенный входом

35 к выходу усилителя мощности, интегФ ратор включен между выходом элемента сравнения и одним из входов сумматора, его КС-цепь содержит второй пере4р менный транзистор соединенный паУ раллельно с первым переменным резистором, вход сумматора связан с выходом задатчика температуры, а выход— с другим входом элемента сравнения, при этом первый переменный резистор . RC-цепи связан с конденсатором через замыкающий контакт релейного элемента, а второй переменный резистор— через его размыкающий контакт.

1228089

Рие,! т,р

Диг. 2

Составитель Л.Птенцова

Редактор Ю.Середа Техред Г.Гербер Корректор А.ференц

Заказ 2303/49 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4