Устройство для позиционного регулирования температуры

Устройство для позиционного регулирования температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее датчик, температуры и подключенные к нему входами первый и второй компараторы, соединенные последовательно первые элемент И и исполнительный элемент и соединенные последовательно вторые элемент И и исполнительнйй элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования , оно содержит первый и второй инверторы, включенные между выходами второго компаратора и первым входом второго элемента И и между выходом первого компаратора и вторым входом второго элемента И соответственно , причем выходы первого и второго компараторов подключены к первому и второму входам первого элемента И, а второй компаратор выполнен регенеративным.в

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3466809/18-24 (22) 07.07.82 (46) 07.12.83. Бюл.Р 45 (72) В.A. Годин и В.В. Мошнин (53) 621 ° 555.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 830353, кл. G 05 D 23/24, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

М 794620, кл. 0 05 В 23/24, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

9 752266, кл. G D 23/19, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержашее датчик. температуры и подключенные к нему входами первый и второй компараторы, соединенные

„.SU„» 1059557 A последовательно первые элемент И и исполнительный элемент и соединенные последовательно вторые элемент И и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно содержит первый и второй инверторы, включенные между выходами второго компаратора и первым входом второго элемента И и между выходом первого компаратора и вторьм входом второго элемента И соответственно, причем выходы первого и т.-орого компараторов подключены к первому и второму входам первого элемента И, а второй компаратор выполнен регенеративным.

Ф ф 1059551

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры, например, температуры химикофотографических растворов в устройствах обработки кинофотоматериалов и в других устройствах, в которых инерционные свойства объективов регулирования позволяют применять позиционное регулирование с помощью двух регулирующих агентов, например хладоносителя и теплоносителя.

Устройство может применяться, в частности, при регулировании температуры,объектов,обладающих свойством самовыравнинания.Например,н устройстве автоматической стабилизации температуры, в котором имеется циркуляция раствора между баком и теплообменником, а датчик расположен после теплообменника (по направлению циркуляции) перед входом в бак при использовании позиционного регулятора колебания температуры раствора будут только на участке между теплообменником и датчиком, а н самом объекте регулирования, т.е. баке большой емкости (термостате), нследствие перемешивания раствора температура стабилизируется (самовыраннивается) и поддерживается постоянной с высокой точностью

Известны устройства для двухпозиционного регулирования температуры, содержащие последовательно включенные датчик, компаратор и исполнительный элемент мгновенного действия (1) и 12) .

Однако указанные устройства пригодны только для управления одним агентом регулирования — хладоносителем или теплоносителем.

Наиболее близким по технической сущности является трехпозиционный регулятор температуры, содержащий один датчик температуры, подключенный к входам компараторов верхнего и нижнего уровней, выходы которых подключены к исполнительным элементам. При отклонении регулируемого параметра от заданного на выходе датчика появляется сигнал разбаланса и в зависимости от знака рассогласования срабатывает компаратор верхнего или нижнего уровня, включая соответствующий исполнительный элемент.

Между каждым компаратором и исполнительным элементом включен элемент совпадения, пропускающий сигнал с выхода компаратора на тиристорный исполнительный элемент только в начале полупериодов сетевого напряжения (для запуска тиристоров без излучения помехи в сеть) (31 .

Такой трехпозиционнкй регулятор представляет по сути дела два двух-

55 бО лируемый параметр поддерживается на заданном уровне.

При изменении направления воздействия окружающей среды на регулируемый параметр в последующие моменты времени регенеративный компаратор обнаружит это изменение направления и запомнит его, а к выходу обычного компаратора будет подключен другой исполнительный элемент, выбор кото5

I5

35 позиционных устройства, регулирующих один объект, каждое своим исполнительным элементом, и управляемых от оцного датчика. A чтобы эти устройства не.мешали друг другу, между ними по уровню регулируемого параметра оставляют зону нечувствительности.

Наличие эоны нечувствительности в трехпозиционных устройствах для регулирования является недостатком, который ограничинает точность регулирования.

Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры в широком диапазоне температур окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что устройстно для позиционного регулирования температуры, содержащее датчик температуры и подключенные к нему входами первый и второй компараторы, соединенные последовательно первые элемент И и исполнительный элемент и соединенные последовательно вторые элемент И и исполнительный элемент, содержит первый и второй инверторы, включенные между выходами второго компаратора и первым входом второго элемента И и между выходом первого компаратора и вторым входом второго элемента И соответственно, причем выходы перного и второго компараторов подключены к первому и второму входам первого элемента И, а второй компаратор выполнен регенератинным.

I В изобретении используется физическое явление, заключающееся в том, что окружающая среда при воз- действии на объект регулирования в данный конкретный момент времени заставляет регулируемый параметр уходить в одну вполне определенную сторону, т.е. у параметра появляется вполне определенная тенденция ухода от регулируемого уровня в данном направлении. Регенеративный компаратор имеет гистерезис передаточной характеристики. Он как бы регенерирует направление ухода сигнала, запоминая его. При этом он подключает к выходу обычного компаратора (нуль-орган) исполнительный элемент, компенсирующий воздействие окружающей среды так же, как при обычном двухпозиционном регулировании. pery1059557 рого обеспечат логические элементы.

Таким образом величина регулируемого параметра поддерживается на заданном уровне. При этом зона нечувствительности исключается и точность регулирования обеспечивается более высокая, чем традиционными устройствами трехпозиционного регулирования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для пози-, ционного регулирования температуры на фиг. 2 — временной график работы устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 температуры, подключенный к входам первого компаратора 2 и второго регенеративного компаратора 3.

Выход компаратора 2 соединен через первый элемент И 4 с первым исполнительным элементом 5. Регенератив4 ный компаратор 3 подключен через первый инвертор 6 и второй элемент И

7 к второму исполнительному элемен- ту 8. Выход компаратора 2 через второй инвертор 9 подключен к второму входу второго элемента И 7, а выход регенеративного компаратора 3 соединен с вторым входом первого эле мента И 4. Циркуляционный насос 10 обеспечивает непрерывную циркуляцию раствора через теплообменник 11 и бак 12. B качестве регенеративного компаратора можно использовать, например, операционный .усилитель с положительной обратной связью, т.е. пороговое устройство с положительной обратной связью, имеющее гистерезис передаточной характеристики.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что необходимо нагреть раствор до температуры, немного превышающей температуру окружающей среды, при которой тепловыделения циркуляционного насоса

10 превышают теплоотдачу через стенки системы в окружающую среду.

При включении устройства на выходе датчика 1 появляется сигнал разбаланса отрицательной полярности большой амплитуды, в результате чего на выходах как компаратора 2, так и регенеративного компаратора

3 появляются сигналы, соответствующие логической единице, которые закроют элемент 7, а элемент 4 откроют, и сигнал раэбаланса поступит на первый исполнительный элемент 5, который откроет подачу теплоносителя.

Температура регулируемого раство:ра начнет повышаться, и когда она достигнет заданной величины

5. Подача теплоносителя прекратится, однако вследствие тепловыделений циркуляционного насоса температура будет повышаться и достигнет верхнего уровня допустимого предела

Поскольку регенеративI ный компаратор 3 настроен таким образом, что гистерезис его передаточной характеристики соответствует или меньше поля допуска регулируемой

)5 температуры ь1 ад., то в момент времени с2 он переключится, и на его выходе появится сигнал, соответствующий логическому нулю. Таким образом, на выходах компараторов 2 и 3 имеются сигналы, соответствующие логическому нулю. Оба этих сигнала посредством инверторов б и 9 инвертируются в сигналы, соответствующие логическим единицам на входах элемента 7, 25 в результате чего на его выходе появится сигнал, который включит второй исполнительный элемент 8, и хладоноситель начнет понижать температуру раствора. В момент времени t тем3О пература достигнет заданной величины, на выходе датчика сигнал перейдет через нуль, компаратор 2 опять переключится, образовав на выходе логическую единицу, исполнительный элемент 8 выключится, и подача хладоносителя прекратится. В последующее время будет происходить двухпозиционное регулирование с помощью исполнительного элемента 8, поскольку регенеративный компаратор 3 уловил

40 тенденцию ухода температуры вверх и запомнил ее, закрыв при этом элемент И 4 и подав разрешающий сигнал на включение элемента 7 и, соответственно, исполнительного элемента 8

45 и хладоносителя.

Однако с течением времени, например при работе в вечернюю или ночную смену, температура окружающей среды может понизиться, тепловыделений циркуляционного насоса окажется недостаточно для компенсации тепловых потерь, и температура раствора будет иметь тенденцию к понижению. В момент времени 4 температуРа дос55 тигнет нижнего допустимого предела с <,д — h e»+, при этом регенерЫтивный компаратор 3 переключится, об- разовав логическую единицу ыа выходе. В результате этого разрешающий

60 сигнал на входе элемента 7 исчезнет, а на входе элемента И 4 появится, и компаратор 2 начнет двухпоэиционное регулирование с помощью исполнительного элемента 5, подавая в скс65 тему теплоноситель и обеспечивая

1059557

Теилература

lggg d8

4ид мУ r фр в, ь ф

Составитель Л. Птенцова

Редактор A. Лежнина Техред B.далекорей Корректор И. tyc ;:

Заказ 9840/52 Тираж 874 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 поддержание заданной температуры л. Таким образом, предлагаемое устройство для поэиционнбго регулирования обеспечивает более точное регулирование, чем устройство трехпозиционного терморегулирования за счет исключения эоны нечувствительности.

Кратковременные выбросы температул . л ры в моменты и с4 находятся в пределах допуска, но и они случаются только на малом промежутке между теплообменником и датчиком, но когда зта доза поступает в большой объем бака и перемешивается, то ее влияние будет ничтожным,