Частотно-импульсный регулятор температуры

Частотно-импульсный регулятор температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМНЕРАТУРЫ, содержащий усилители мощности, канал регулирования по отклонению, состоящий из последЪвательно соединенных усилителя с зоной нечувствительности, интегратора и фазового детектора, к выходам которого подключена обмотка реле времени, замыкающие контакты которого включены параллельно конденсатору интегратора, а также канал регулирования по возмущению , включающий в себя усилитель и соединенные аналогично каналу регулирования по отклонению интегратор , фазовый детектор и реле времени , отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит два элемента ИЛИ и дифференциатор в канале регулирования по возмущению, включенный между выходом усилителя и входом интегратора , причем первые выходы, фазовых детекторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, а вторые выходы фазовых детекторов - с входами второго элемента ИЛИ, к выходам которых подключены входы соответствующих усилителей мощности. С S 2.Регулятор по п.1, отличающийся тем, что фазовые (Л детекторы выполнены в виде релейных элементов с зоной нечувствительности . 3.Регулятор по ПП.1 и 2, о т л и чающийся тем, что релейный элемент в канале регули.рования по от клонению выполнен в виде двух, параллельных цепей, с задатчиком зоны нечувствительности в каждой из них. О) о flb

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3351781/18-24 (22) 04.11.81 (46) 07.04.83. Бюл. 9 13 (72) В.N.Лохин, P.У.Мадыгулов, В.В.Макаров, E.П,Михальченко и А.Н.Объедков (53) 62. 50(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 119966996699, кл. G 05 В 11/14, 1966.

2. Кунцевич В.М. и др. Нелинейные системы управления с частотно- и широтно-импульсной модуляцией. Киев, 1970, с.42-53 (прототип). (54)(57) 1. ЧАСТОТНΠ†ИМПУЛЬСН РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий усилители мощности, канал регулирования по отклонению, состоящий из последовательно соединенных усилителя с зоной нечувствительности, интегратора и фазового детектора, к выходам которого подключена обмотка реле времени, замыкающие контакты которого включены параллельно конденсатору интегратора, а также канал регулирования по возмущению, включают,ий в себя усилитель и

„„SU„, 1010606. A

3(5}) G 05 D 23/19; G 05 В 11/30 соединенные аналогично каналу регулирования по отклонению интегратор, фазовый детектор и реле времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит два элемента ИЛИ и дифференциатор в .канале регулирования по возмущению, включенный между выходом усилителя и входом интегратора, причем первые выходы. фазовых детекторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, а вторые выходы фазовых детекторов — с входами второго элемента ИЛИ, к выходам которых подключены входы соответствующих усилителей мощности.

2. Регулятор по п.1, б т л и ч а ю шийся тем, что фазовые детекторы выполнены в виде релейных элементов с зоной нечувствительности.

3. Регулятор по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что релейный элемент в канале регулирования по от клонению выполнен в виде двух,параллельных цепей с задатчиком зоны нечувствительности в каждой из них.

1010606

30

4с

Изобретение относится к технике автоматического управления, а именно к автоматическим регуляторам теплоэнергетических процессов, содержащим электрические исполнительные механизмы постоянной скорости, в которых выходной сигнал является прерывной функцией отклонения входного сигнала от заданной величины— серией модулированных по частоте электрических импульсов. В частности предлагаемый регулятор может найти широкое применение в установках для приготовления воды заданной температуры путем изменения концентрации компонентов смеси иэ двух жидкостей с различной температурой.

Известно импульсное устройство для автоматического регулирования тепловых процессов, содержащее генератор импульсов, ренерсивный счетчик импульсов, блок сравнения и подключенное к блоку сравнения формирующее устройство, состоящее из последовательно соединенных амплитудного дискриминатора и элемента воздействия на частоту генератора, подсоединенного к входу генератора импульсов, выход которого подключен к реверсивному счетчику импульсон (1) .

Недостатком указанного устройства является низкая точность регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотно-импульсный регулятор, содержащий усилители мощности, выходами соединенные с входами исполнительных органов нагрева и охлаждения, и канал регулиронания по отклонению, состоящий из последователь ко соединенных усилителя с зоной нечувствительности, интегратора и фазо ваго детектора, к выходам которого подключена обмотка реле времени, замыкающие контакты которого включены параллельно кондексатору интегратора )2).

Недостатком известного регулятора является его низкая точность.

Цель изобретения — повышение точности регулятора.

Поставленная цель достигается тем что в известный регулятор, содержащий усилители мощности, канал регулирования по отклонению, состоящий из последовательно соединенных усилителя с зоной нечувствительности, интегратора и фазового детектора, к выходам которого подключена обмотка реле нремени, замыкающие контакты ко торого нклн чены параллельно конденсатору интегратора, а также канал регулирования по возмущению, включающий н себя усилитель и соединенные аналогично каналу регулирования по отклонению интегратор, фазовый детектор и реле времени, введены дна элемента ИЛИ и дифференциатор в канале регулирования по возмущению, включенный между выходом усилителя и входом интегратора, причем первые выходы фазовых детекторов соединены с входами первого элемента

ИЛИ, а вторые ныходы фазовых детекторов — с входами второго элемента ИЛИ, к выходам которых подключены входы соответствующих усилителей мощности.

Фаэовые детекторы выполнены в ниде релейных элементов с зоной нечувствительности.

Причем н канале регулирования по отклонению релейный элемент выполнен в виде двух параллельных цепей с задатчиком зоны нечувствительности н каждой из них.

На чертеже представлена функциональная схема регулятора.

Регулятор содержит усилитель 1 с зоной кечувстнительности, усилитель 2, интеграторы 3 и 4, фазовый детектор 5, состоящий из релейных элементов б и 7 и задатчикон 8 и 9 эоны нечувствительности релейным элементов, фазовый детектор 10, реле ll и 12 времени, дифференциатор

13, элементы ИЛИ 14 и 15, усилители 16 и 17 мщкости.

Регулятор работает следующим образом.

На вход 1 канала реГулирования по отклонению поступает сигнал, равный разности между заданным и действительным значениями регулируемой температуры, и при превышении им

=:Hà÷åHìÿ эоны нечувствительности усилителя 1 поступае.: на вход интегратора 3. С выхода интегратора 3 сигнал рассогласования поступает ка вход релейкых элементов б и 7, образующих совместко с задатчикам 8 и 9 зок нечувствительности фазовый детектор канала регулирова:-.кя Io отклонению регулируемой НелиВ зависимости 3Т полярности сигналa 1-.а выходе интегратора 3 при превышении сигналом значения, задаHHoI задатчиками 8 или 9, сра(- .=-iûâàåò один из релейных элементов б или 7, с вьходон которых сигнал поступает чсрез элемент

ИЛИ 14 или 15 на соответствующий усилитель 16 или 17 мощности и на обмотку реле 11 времени.

С выхода усилителя мощности сигнал поступает на исполнительный механизм, увеличивая или уменьшая значение регулируемой температуры.

По истечении выдержки нремеки, определяющей длительность управляющего импульса по каналу регулирона-!

;"ия по отклонению, срабатывает реле 11 времени, замыкая своьми контактами конденсатор интегратора 3 и

1010606

Составитель В.Макаров

Техред М.Тепер Корректор Е. Рошко

Редактор В.Петраш

Заказ 2487/37 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сбрасывая тем самым сигнал на выходе интегратора 3 до нулевого значения. Далее процесс повторяется до тех пор, пока сигнал на входе в интегратор 3 не станет равным нулю.

Таким образом, на выходе регулятора формируется последовательность модулированных по частоте импульсов, причем импульс на выходе регулятора появляется каждый раз, когда сигнал на выходе интегратора 3 достигает значения, заданного, в зависимости от полярности сигнала, задатчиком 8 или 9.

Вход И регулятора является входом ,первого из N возможного количества каналов регулирования по возмущению, которым в случае, например, регулирования температуры в установках для приготовления воды заданной температуры путем изменения концентрации компонентов смеси из двух жидкостей с различной температурой, может являться отклонение температуры смешиваемых жидкостей от исходного значения. Сигнал с датчика возмущающего воздействия поступает на вход И, усиливается усилителем 2 и поступает на вход дифференциатора 13. С выхода дифференциатора 13 сигнал поступает на вход интегратора 4, с выхода интегратора — на вход фазового детектора 10, выполненного в виде релейного элемента с зоной нечувствительности.

В зависимости от полярности сигна ла на выходе интегратора 4 при превышении им значения эоны нечувствительности релейного элемента сигнал с выхода фазового детектора 10 поступает на обмотку реле 12 времени и через элемент ИЛИ 14 или 15 на усилитель мощности 16 или 17 и далее на исполнительный механизм. По истечении выдержки времени, определяющей длительность управляющего импульса по каналу регулирования по возмущению, срабатывает реле 12 времени, замыкая своими контактами конденсатор интегратора 4. Наличие дифференциатора 13 на входе интегратора 4 приводит к тому,что на выходе регулятора импульс появляется всякий раэ, когда разность между исход ным и измеряемым значением возму-. щающего воздействия изменится на фиксированную величину, определяемую величиной зоны нечувствительности фазового детектора 10 и коэффициентом усиления канала, смещая тем самым исходное положение регулирую10 щего органа для основного канала на соответствующую величину.

Поскольку датчики температуры обладают значительной инерционностью, при ступенчатом изменении возму15 щающего воздействия на выходе ре- гулятора формируется серия импульсов, число импульсов в которой определяется разностью между исходным и из,меряемым значениями возмущающего воздействия и параметрами настройки канала регулирования по возмущению.

Выбором параметров датчика температуры, параметров настройки канала регулирования по возмущению и местом установки датчика возмущения может . быть обеспечена практически независимость выходной величины системы автоматического регулирования от возмущающего воздействия с точнос-. тью, определяемой шагом исполнительного органа за один управляющий импульс, формируемый каналом регулиI рования по возмущению.

Выполнение релейного элемента в фазовом детекторе основного канала регулирования по отклонению в виде двух параллельных цепей с задатчиком эоны нечувствительности в каждой из них позволяет обеспечить при настройке регулятора различный ре4О эультирующий коэффициент" усиления регулятора при различных знаках ин— теграла от отклонения регулируемой температуры, что позволяет обеспечить частичную линеариэацию расходной

45 характеристики регулирующего органа исполнительного механизма.

Таким образом, использование изобретения позволяет существенно

5Q повысить точность работы регулятора. б