Устройство для автоматического регулирования температуры

Устройство для автоматического регулирования температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техника н может быть использовано для автоматического регулирования температуры различных объектов, содержащих электрические нагревательные элементы, в частности, в промышленности переработки термо- ., пластичных, резинотехнических и других полимерных материалов для регулнроват ния температуры зон обогрева материальных цилиндров литьевых машин, экструдеров, а также пресс-форм и раз

А1

099 (И) (5l)5 С 05 D 23/ОО бОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

CPS ГКНТ СССР (21) 4611) 83/24 (22) 01.11.88 (46) 30 .04,91. Бюл. М 16 (71) Хмельницкое производственное объединение "Термопластавтомат" им. XXVI съезда КПСС (72) Н.В. Суриков, С,В, Ромашин, В.А. Балачевцев, А.В. Нейко и Л,Э. Лось (53) 681 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 875354, кл. G 05 D 23/00, 1981.

Механизация и автоматизация производства, 1985, Р !2, с. 19,20. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение. относится к автоматике и вычислительной технике.н молсет быть использовано для автоматического регулирования температуры различных объектов, содержащих элекгрические нагревательные элементы, в частности, в промышленности переработки термо пластичных, резинотехнических и других полимерных материалов для регулирова-т ния температуры зон обогрева мате риальных цилиндров лнтьевых машин, экструдеров, а также пресс-форм и разI 645945 воДящих каналов при горячеканальном литье. 11ель изобретения - IIosbmIeIIIIe надежности и контролепригодности путем применения аппаратно-программных

5 средств контроля тока нагрузки в цепях электрических нагревательных эле» ментов и средств защиты выходных цепей системы от короткого замыкания, а также применения средств и проце, 10 пур диагностического контроля, Устройство содержит термоэлектрические

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического регулирования температуры различных объектов, содержащих электрические нагревательные элементы, в частности в нромьаяленности переработки з термопластичньпс, резинотехнических 25 и других полимерных материалов, для контроля и регулирования температуры зон обогрева цилиндров пластикации -> литьевых машин, экструдеров, а также пресс«форм и разводящих каналов IIW 30 горячеканальном лиу е, t

Цель изобретения — повышение надежности и контролепригодности устройства.

)1а Фиг ° 1 изображена структурная

35 схема устройства; нв фиг,2 — структура програимы работы блока контроля н управления; на фиг.3 - метод определения измеренного значения температуры в и-и канале; на фиг.4 — структурная схеиа блока преобразователей код— временной интервал; на фиг.5 - временная диаграмма работы блока преобразователей код — временной интервал; на фиг.6 — структурная схема блока конт- „5 роля фаз; на фиг.7 - вреиенная диаграмма работы блока контроля фаз; на фиг,8 - структурная схема блока контроля тока нагрузки; на фиг.9 - структурная схеиа блока токовой защиты.

На фиг. I обозначена группа Я териоэлектрических преобразователей I, установленных в каждой зоне обогрева материального цилиндра, соединенных через многоканальный регулятор 2 температуры, блок 3 тиристориых усилите-, 55 лей и анализатор 4 аварий системы обо грева с электрическими нагревательныMH элементами 5, источник 6 питания, преобразователи температуры 1, установленные в каждой зоне обогрева материального цилиндра, соединенные через многоканальный регулятор тем т пературы 2, блок тиристорных усилителей 3 и анализатор 4 связи системы подогрева с электрическими нагревательными элементами 5, источник питания 6, эадатчик 7 диагностических сигналов. 4 з.п. Ф-лы, 9 ил.

I задатчик 7 диагностических сигналов, информационная магистраль устройства

8, регистр 9 управления, блок 1 0 контроля фаз, регистр ll анализа сигналов, регистр 12 контроля каналов, источник 13 тона обогрева, блок 14 детекторов нуля, блок 15 клавиатуры и . индикации, коммутатор 1 6 аиалоговьпс сигналов, датчик )7 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, нориирукесий усилитель !8, аналого-цифровой преобразователь 19, блок 20 контроля и управления, блок 21 преобразователей код — временной интервал, блок 22 контроля тока нагрузки, блок 23 токовой защиты, блок 24 датчиков тока.

На фнг.4 обозначены узел 25 делителей частоты, узел 26 коммутации, регистр 27 управления «анвлаии, группа формирователей 28 временных интервалов, группа триггеров 29 вкличения каналов, группа элементов И 30.

На фиг.6 обозначены формирователи

3) входных юеепулзсов, регистр 32 контроля фаэ, элемент И 33, формирователь

34 выходных жпульсов.

На фиг.8 обозначены регистр 35 ноиера канала, коммутатор 36 аналоговых сигналов, коипаратор )7, элемент НЛИ

38, триггер 39, элемент И 40, iгенервтор 4! нипульсов, двоичный счетчик 42, преобразователь 43 код — напряжение.

На фиг.9 обозначены шифратор 44, двоичный счетчик 45, генератор 06 импульсов, коммутатор 47 аналоговых сигналов, селектор 48 сигнала по модулю, компарвтор 49, источник 50 опорного напряжения, элемент И 51, фориирователь 52 импульсов, триггер 53.

I 645945

Па фиг.2 обозначены операторы 54 программы, в том числе объект 54.1 регулирования, оператор 54.2 литьево машины, заданная температура 54.3 накопление измерений 54.4, статообработка 54.5, линейная интерполяция

54.6, определение температуры окружающей среды 54.7, определение действительной температуры 54.8, определение рассогласования 54 .9, определение уп— равляющего воздействия 54.)0, управление обогревом 54.11 .

На фиг.4 обозначены преобразователи код — временной интервал 55.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания блок 20 контроля и управления эапус.ает тест инициализации, который контролирует работоспособность основных функциональных блоков системы, подключенных к информационной магистрали 8 устройства. Блок 20 выполнен на базе ЭВМ.

В случае обнаружения неисправности .какого-либо блока блок 20 контроля и управления выводит на панель индикации блока )5 клавиатуры и индикации код неисправности, в случае нормального окончания теста — переходит на один из режимов работы, который установлен на блоке )5 клавиатуры и индикации: "Задание параметров, Регулирование, Лиагностический контtt роль

В режиме Задание параметров посредством цифровой клавиатуры блока 15 клавиатуры и индикации осуществляется ввод в энергонезависимую память блока

20 контроля и управления значений температуры эон обогрева, верхних и нижних допустимых пределов отклонения температуры от заданных значений. При первоначальном подключении регулятора вводятся также параметры настройки (постоянные интегрирования Т, дифференцирования

Т, коэффициент усиления К и период квантования Т ), которые определяются для каждого типоразмера материального цилиндра графо-аналитическим методом. При этом номер эоны и вводимые параметры отображаются на панели индикации блока 1 5 клавиатуры и индикации. Вводимые значения параметров контролируются на допустимость, в случае неправильного задания параметры. не запиеываются в энергонезависимую память и на панели индикации отображается код ошибки.

После задания параметров и уста— новки режима "Регулирование" блок 20 контроля и управления переходит к пос ледовательному выполнению циклов регулирования температуры, которые повторяются в,каждом канале с периодом Т,, и включают в себя следующие операции: измерение, статистическая обработка, линейная интерполяция и определение действительной температуры, определение и выдача управляющего воздействия (фиг ° 2).

Цикл регулирования блок 20 контроля и управления начинает с измерения температуры зон обогрева. Сигналы с термоэлектрических преобразователей

), пропорциональные действительньж ; значениям температуры в соответствую20 щих зонах материального цилиндра, поступают на измерительные входы коммутатора 16 аналоговых сигналов. При поступлении на его адресные входы по информационной магистрали устройства

25 8 номера канала сигнал иэ соответствующего измерительного входа коммутатора

)6 аналоговых сигналов, усиленный нормирующим усилителем )8, поступает на сигнальный вход аналого-цифрового

З0 преобразователя I 9.

Запуск аналого-цифрового преобразователя 1 9 осуществляется блоком 20 контроля и управления установкой в I первого выхода регистра 9 управления, 3 свяэанногo с входом запуска аналогоцифрового преобразователя 19. Реэуль— тат преобразования в виде двоичного кода Х,, пропорционального уровню сигнала на соответствующем измерительном

4О входе, считывается с информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 9 в оперативную память блока 20 контроля и управления после прихода с выхода аналого-цифрового преобраэо45 вателя 1 9 сигнала окончания преобразсвания на первый вход регистра 11 анализа сигналов.

С целью повышения помехоустойчивости и точности измерения температуры

gp блок 20 контроля и управления повторяет процедуру опроса И измерительных входов коммутатора 16 аналоговых сигналов М раз и формирует в оперативной памяти N массивов по М ячеек, в кото55 рые записываются результаты преобразования. После окончания М измерений по

N зонам блок 20 контроля и управления устанавливает код (N+I) -го канала, коммутируя таким образом на сигнальный

1645945

X -X«,(25 вход аналого-цифрового преобразователя 19 выход датчика 17 температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, который установлен на клеминой колодке в месте подключения холодных спаев термоэлектрических пре\ образователей 1 . Результат пре-, Ьбразования по (Я+1)-му каналу Х 0+! также записывается в оперативную па- l !9 иять блока 20 контроля и управления, После этого блок 20 контроля и управления производит статистическую

h обработку каждого ряда измерений Х.

1 по N каналам и определяет среднеста1l тистическое значение Х. результатов

1 преобразования по каждому каналу

- II х х,а

М

II где Х такое, что где m1, - частота измерений по и-му каналу.

Затеи осуществляетсялинейная интерполяция среднестатистических значений

L.

Х, в соответствии с градуировочиой 3р таблицей термоэлектрических преобразователей (например, ХК4 ), в результате которой определяется иэиеренh ренное значение температуры Т„, в . каждом канале (Anr.3); — Т т" - т + тф:. 9 .(õx" — х ), VIEN ) Х вЂ” Х ° 1 )

j+1

ГдЕ T,Т т1- табЛИЧИЫЕ ЗыаЧЕНИя тЕИпературы; 40

Х,Х ° 1- соответствующие ии табличные значения двоичных кодов.

Действительное значение температуры Т определяется по формуле

h 45

Ъ

63М МС 1

И+1 где ТIIO Е(Х ) - температура холодного спая.

При этом производится контроль на Ю допустимость отклонения температуры в каждом канале: !! h

Теряй с Т (Тмакс 1 !! где Тмми - заданная допустимая инни- 55 мальная температура;

Т вЂ” заданная допустимая иакси-: иальная температура.

После этого определяется рассогласование е"(К) между действительной .,п и (К) и заданной Т температурами в те1 ущеи К-м цикле регулирования: е (К) Т - Т (К).

Значения рас согла сов аний в К-м е (К) и двух предыдущих е" (К-1), е (К-2) циклах регулирования и эначеи ния управляющих воздействий в предыдущем цикле U "(К-1), хранящиеся в оперативной паияти блока 20 контроля и управления, используются для определения управляющих воздействий U (Ê) в текущем цикле, удовлетворяющих закону ПИД-регулирования:

1 h(V. h(X-<) П „(1<) 11 !! (, 11

+qe +qe + о 1 и я(к-с)

q e где

В h

q,- К (1-т -«т+)

rl II Т Т о

h 11

2тр Т

q = -К (1 + — — «Я,,);

I к

Т

1 т г о

Вычисленные значения управляющих воздействий по каждому каналу являются входньии величинами для N-каналь- ного блока 2! преобразователей код— временной интервал (фиг.4), который вырабатывает управляющие сигналы блоку 3 тиристорных усилителей.

Длительность управляющего сигнала в п-м канале является функцией величины управляющего воздействия, вычисленного для этого канала: п Е(0п):, A

Этот сигнал открывает и-й тиристор- ный усилитель, который в открытом состоянии пропускает иа соответствующий электрический нагревательный элемент

5 число периодов сетевого напряжения от источника !3 тока обогрева, пропорциональное длительности управляющего сигнала, реализуя таким образом управление по принципу аиротно-импульсной модуляции (фиг.5, диаграммы Д,Е), Запись управляющего воздействия в и-й какал блока 2! блок 20 контроля и управления производится посредствои информационной магистрали 8, синхронизация работы блока осуществляется пос! 645945

10 редс твом трех к)цул) с))ых цослецона- наличие Ааз источник 13 ч ника 3 тока обогретельностей (цо количеству фаз источ- на. ника 13 тока обогрева), - частотой Блок 10 конт о ф (ф .6) роля фаэ (фиг.6) cocf = 50 Гц и сдвигом по фазе на 1 20 тоит из трех формирователей 31 вход(фиг.5, диаграмма А). ных импульсов . На входы запуска форЭти импульсные последовательности миронателей 31 непрерывно поступают формируются блоком 14 детекторон нуля импульсные посл

ые последовательности с перииз трехфазного напряжения источника мс от лака 4 детекторов

14

13 тока обогрева. Этот блок состоит 10 нуля. Постояннь A

) ные времени ормиронате-из трех (по количеству фаз источника лей 31 выбраны заве о б ведомо ольше перио13 тока обогрева) идентичных схем, да следования запускающих импульсов с каждая из которых представляет собой учетом возможного мож ого провала напряжения триггер 1))митта, собранный на базе ком- или кратковременн ременного отключения источпаратора напряжения с положительной 15 ника )3 обогрев о огрева, не влияющих на рабообратной связью. Напряжение на неинвертирующем нходе компаратора близко Таким образом при н м, при нормальной рабок потенциалу схемной "земли, на ин- те формирователи 31 входных импульсов нертирующий вход компаратора посту- периодически переэа перезапускаются а укалает сигнал синусоидальной формы сим--„- занное условие б

20 в е о еспечивает поддержаметричный относительно потенциала ние на их выходах уровня логич лог ич ес к ои земли

1! ) 1! )-)

1 ° При устоичивом пропадании фазы

В результате сравнения этих сигна- (одной или нескольких) источника 13 лов на выходе триггера Имитта форми тока обогрева на вр я время, превышающее руются однополярные прямоугольные им- 25 постоянную времени формирователя 3) пульсы с периодом следования Т = 20 мс. (фиг.бе диаграмма И), его выход переЭти импульсные последовательности с ключается в состояние догического 0 ныходов блока 14 детекторов нуля пос- (фиг ° 6,диаграмма М) в связи с отсуттупают на синхронизирующие входы бло- ствием запускающих фронтон импульсов импульсов. ка 2! преобразователей код — времен- 30 Этот сигнал логического "0" поступанои интервал. Фронты импульсов сонпа- ет на соответствующий вход элемента дают с переходом через нулевой уро- . И 33, который вырабатывает сигнал вень синусоидального напряжения соот- (фиг. 6 диаграмма Н) раима ), которыи через ветствующих фаэ. После преобразования формирователь выходных импульсов 34 узлом 25 делителей частоты, состоящим 35 () )иг.6, диаграмма ))) поступает на из трех программируемых таймеров, эти вход запроса прерывания блока 20 конимпульсные последовательности с час- троля и управл н вления, сигнализируя об тотой Е 1 Гц (период Т = i с, диаг- аварийной ситуации.

26 ко рамма Б на фиг.5) поступают через узел Кроме того выходы формирова и коммутации на счетные входы форми- 40 31 входных импульсов связань) с входарователей 28 временных интервалов. Так ми регистра 32. П о сигналу запроса как в устройстне существует нзаимоод- прерывания блок 20 контроля и управ— ноэначное соответствие фазы источника ления посредстном регистра 32 через

13 тока обогрева, формирователя 28 информационную магистраль 8 определя-. временного интервала и номера канала, 15 ет номер фазы, от которой не поступас которым этот. формирователь ?8 вре- ют синхронизирующие импульсы, снимает менных интервалов связан узел 26 ком- на втором входе I де регистра управления

9 мутации обеспечивает равномерное рас- сигнал разрешения. Этот сигнал поступределение и загрузку фаэ источника пает на вход разрешения блока 21 пре13 тока обог ва по Х ре Х каналам. образователей код — временной интервал, где запрещает выдачу управляющих

Импульсные последовательности hop- сигналов на блок 3 ти ст йы

Э лок тиристорйых усилимируемые блоком 14 детекторон нуля е телей. Блок 21 б и лок прео разователей код поступают также на контрольнь)е входы временной ин e A интервал ункуионирует слеблока 10 контроля фаз, который пос- дующим образом. редством непрерывного аппаратного кон- После определения вел деления величины управтроля наличия синхронизирующих импуль- ляющего воздействия по по и-му каналу сов определяет целостность внешних блок 20 контроля и контроля и управления произпитающих цепей т.е. конт оли

1 е р рует водит. запись двоично-десятичного эна1645945!

2 чения этой величины в соответствующий формирователь 28 временных интервалов (фиг.5, диаграмма В) и устанавливает на и-и выходе регистра 27 уровень логической "1" (фиг.5, диаграмма Г), который поступает на информационный вход соответствующего триггера 29. Установка триггера 29 производится по приходу на его синхронизи- 10 рующий вход от узла 26 коммутации переднего фронта импульса синхронизации соответствующей фазы. Сигнал с выхода триггера 29 поступает на второй вход соответствующего элемента И 30 и, ес- 15 ли есть разрешение на первом входе от регистра 9 управления и нет запрета на третьем входе от блока 23 токовой . защиты, на его выходе формируется передний фронт сигнала управления и-м 20 усилителеи блока 3 тиристорных усилителей (фиг.5, диаграмма Д), По этому сигналу п-й усилитель открывается, обеспечивая прохождение тока от источника 13 тока обогрева через блок 24 25 датчиков тока на соответствующий электрический нагревательный элемент 5 (фиг.5, диаграмма Е), При этом и-й усилитель подключен именно к той фазе источника 13 тока обогрева, синхроин- 30 зирующие импульсы от которой поступают на счетный вход формирователя 28 временных интервалов, связанного с и-м усилителем. При поступлении на счетный вход формирователя 28 времен- ных интервалов количества импульсов, соответствующего двоично-десятичному коду величины управляющего воздействия, вырабатывается сигнал окончания счета. Этот сигнал поступает на вход 40 установки в "0" связанного с ннм триггера 29, который формирует таким образои задний фронт сигнала управления и-м. усилителем. Прн этом и-й усилитель закрывается и связанный с нии 45 электрический нагревательный элемент

5 отключается от источника 13 тока обогрева. Такии образом, через электрический нагревательный элемент 5 соответствующего канала протекает пеРеменный ток от источника 13 тока обогрева в течение интервала времени, пропорционального двоично-десятичному коду величины управляющего воздействия, записанного блоком 20 контроля и управления в соответствующий фории55 рователь 28 временных интервалов и равного целому числу периодов напряжения источника 13 тока обогрева. Синхронизация передних и задних фронтов управляющих сигналов, вырабатываемых блоком 21 преобразователей код — временной интервал, с периодом синусоидального напряжения источника 13 тока обогрева позволяет существенно снизить уровень помех, создаваемых при коииутацки больших токов в нагрузке.

Блок 24 датчиков тока, включенный между выходами блока 3 тиристорных усилителей и электрическими нагревательньии элементами 5, состоит из N датчиков. Он позволяет контролировать величину тока нагрузки в каждом кана ле для обеспечения контроля целостно сти электрических нагревательных элементов 5 и электрических соединений, а также защиты усилителей от короткого замыкания в нагрузке. При включении и-го усилителя сигнал с выхода соответствующего датчика тока, пропорциональный току, протекающему через электрический нагревательный элемент 5, поступает на соответствующие контрольные входы блока 22 контроля тока нагрузки и блока 23 токовой защиты. Блок 22 контроля тока нагрузки (фиг.8) преобразует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока, в цифровые коды, пропорциональные токам, протекающим через электрические нагревательные элементы 5. Эти коды считываются блоком 20 контроля и управления посредствои информационной магистрали 8, что позволяет управляющей програмие в процессе работы про-. изводить контроль соответствия токов нагрузки их номинальньм значениям.

Автоматический контроль тока нагрузки позволяет определить полный или частичный обрыв электрических нагревательных элементов 5, которые, как правило, имеют секционную конструкцяо с параллельньи включением отдельных секций. При протекании тока через электрический нагревательный элемент 5 и-го канала сигнал с выхода соответствующего датчика поступает на и-й контрольный вход коммутатора

36 аналоговых сигналов.

Перед началом контроля тока нагрузки в и-и канале блок 20 контроля н управления сигналои с шестого выхода регистра 9 управления устанавливает двоичный счетчик 42 в исходное состояние и записывает в регистр 35 код и-ro канала, который поступает на адресные входы коммутатора 36 аналого1 64594э!

4 вых сигналов, коммутируя таким образом сигнал с выхода и-го датчика тока на вход компаратора 37.

Контроль тока в и-м канале начи5 нается с некоторой задержкой после включения соответствующего тиристорного усилителя, необходимой для установления величины тока в канале, после истечения которой блок 20 контроля и управления сигналом с пятого выхода регистра 9 устанавливает в "!" триггер 39.

Сигнал с выхода триггера 39 поступает на первый вход элемента И 40, разрешая прохождение тактовых импульсов от генератора 4! импульсов на счетный вход двоичного счет ика 42 °

Двоичный код с информационных выходов двоичного счетчика 42, изменяю- 20 щийся с частотой следования импульсов генератора 41 импульсов, поступает на информационные входы преобразователя

43 код — напряжение, на выходе которого, связанном с вторым входом компа-25 ратора 37, формируется линейно-спадаю-< щее напряжение. В случае совпадения напряжений на обоих входах компаратора

37 сигнал с его выхода поступает на первый вход элемента ИЛИ 38 и с его . выхода - на вход установки в "О" .триггера 39, устанавливая его в исходное состояние.

Сигнал с выхода триггера 39 поступает на второй вход регистра 11, а также блокирует первый вход элемента

И 40, запрещая прохожденме импульсов на счетный вход двоичного счетчика 42, на информационных выходах которого фиксируется код, пропорциональный мгно-40 венному значению измеряемого сигнала.

Блок 20 контроля и управления опрашивает состояние второго входа регистра

1! и, если на нем присутствует уровень логического "О", что свидетельствует об окончании цикла измерения, считыва ет с информационных выходов двоичного счетчика 42 по информационной магист" рали 8 результат измерения тока нагрузки. При этом возможны 3 ситуации: 0

l. .При совпадении (с учетом допустимого разброса) значений измеренного тока нагрузки и номинального продолжается нормальное функционирование ст ойства.

У P

2. Если измеренное значение тока, нагрузки нике некоторого допустимого уровня, фиксируется частичный обрыв электрического нагревательного элемента 5 и-го канала.

3. Если измеренное значение тока нагрузки равно нулю, цикл измерения заканчивается по сигналу переноса счетчика 42, который поступает на второй вход элемента HJIH 38 с его выхода — на вход установки в "О" триггера 39. При этом фиксируется полный обрыв электрического нагревательного элемента 5 и-го канала.

В последних двух случаях блок 20 контроля и управления сигналов с второго выхода регистра 9 управления, который поступает на первые входы элементов И 30 блока 21 преобразова-, телей код — временной интервал, снимает разрешение прохождения управляющих сигналов на блок 3 тиристорных усилителей, отключая таким образом электрические нагревательные элементы 5 от источника 13 тока обогрева.

Кроме того, эти ситуации отображаются на панели индикации блока 15 клавиатуры и индикации.

Блок 23 токовой эащигы (фиг.9) обеспечивает аппаратно-программную защиту блока 3 тиристорных усилителей от короткого замыкания в цепи электрических нагревательных элементов 5 путем последовательного опроса контрольных выходов блока 24 датчиков тока, связанных с входами коммутатора 47 аналоговых сигналов, и сравнения сигналов с этих выходов с заданньи уровнем срабатывания токовой за- . щиты, который определяется источником 50 опорного напряжения.

Блок 23 токовой защиты работает в двух режимах: контроля тока нагрузки и диагностического контроля. Функционирование в том ипи ином режиме определяется способм обегания входов коммутатора 37 аналоговых сигналов, который задается блоком 20 контроля и управления с четвертого выхода регистра 9 управления посредством шифратора 44. Выход этого шифратора связан с управляющим входом двоичного счетчика 45. В зависимости от уровня сигнала на его выходе изменяется коэффициент пересчета двоичного счетчика 45, причем в режиме диагностического контроля он увеличивается на единицу, что позволяет дополнительно r включать в цикл обегания диагностический вход блока 23 токовой защиты.

1645945

16. В режиме контроля тока нагрузки двоичный счетчик 45, счетный вход которого связан с выходом генератора

46 импульсов, а информационные выходы — с адресными входами коммутатора

47 аналоговых сигналов, поочередно

1 коммутирует сигналы, поступающие от блока 24 датчиков тока на вход селектора сигнала по модулю 48, который 10 обеспечивает воэможность анализа короткого замыкания, как B положительный, так и в отрицательный полупериод напряжения источника 13 тока обогрева.

Модуль сигнала, амплитуда которого 15 пропорциональна току в цепи электрического нагревательного элемента 5 и-го канала, поступает на первый вход компаратора 49, где сравнивается с сигналом, поступающим на второй вход 20 от источника 50 опорного напряжения.

При этом возможны две ситуации: если модуль сигнала ниже уровня тока срабатывания защиты, счетчик продолжает циклический опрос входов коммутатора 25

47 аналоговых сигналов; если модуль сигнала больше или paseH уровню тока срабатьвания защиты, срабатьвает компаратор 49, сигнал с выхода которого поступает на второй вход элемента И

51 . При поступлении на первый вход элемента И 51 стробирующего сигнала от формирователя 52, который задерживает передний фронт ющульса генератора 46 импульсов на время. установления сигнала на выходе коммутатора 47 аналоговых сигналов, сигнал с выхода элемента И 51 устанавливает триггер 53 в единичное состояние. При этом сигнал с вькода триггера 53 блокирует генера-4р тор 46 импульсов, вследствие чего на информационных выходах двоичного счетчика 45 фиксируется номер канала, в котором сработала токовая защита. Сигнал с выхода триггера 53 также посту- 45 пает на третьи входы запрета элементов И 30 блока 21 преобразователей код - временной интервал, запрещая прохождение управляющих сигналов на блок 3 тиристорных усилителей и отключая таким образом электрические нагревательные элементы 5 от источника

13 тока обогрева. Кроне того, сигнал с выхода триггера 53 поступает на второй вход запроса прерывания блока 20 контроля и управления и на третий вход регистра 11.

По сигналу запроса прерывания блок

20 контроля и управления считыва-.

1 ет с информационных выходов двоичного счетчика 45 номер канала, в котором произошло короткое замыкание.

Для проверки, является ли короткое замыкание устойчивым или было кратковременное срабатывание токовой защиты, блок 20контроля и управления сигналом с третьего выхода регистра 9 управления устанавливает триггер 53 в исходное состояние. Если было кратковременное срабатьвание токовой защиты, триггер 53 разблокирует выход блока

2) преобразователей код — временной интервал, а блок 20 контроля и управления после опроса третьего входа регистра ll анализа продолжит нормальную работу, Если короткое замыкание имеет устойчивый характер, выходы блока 21 преобразователей код — временной интервал останутся в заблокированном состоянии, блок 20 контроля и управления после опроса третьего входа регистра 11 анализа выводит на панель индикации блока 15 клавиатуры и индикации соответствулцее сообщение.

В режиме "Диагностический контроль" обеспечивается автоматическая проверка исправности устройства иа уровне функциональных блоков по номеру теста, заданному с клавиатуры блока 15 клавиатуры и индикации.

Для этой цели устройство имеет следу-., ющие вспомогательные аппаратные средства, поддерживаемые програмчньи обеспечекием. Связанный с источником питания

6 устройства эадатчик 7 диагностических сигналов, которьй вырабатывает . ряд уровней напряжеинй соответствующих величин и полярностей, имитирующих определенные ситуации, воэкикаащие в процессе работы. устройства. Ои состоит иэ реэистивных делителей на-пряжения с фикснровамньии коэффициентами деления, уровни иапряжения с которых поступают на соответствующие диагностические входы блоков устройства для активации схем аппаратного контроля. Регистр 1 2 контроля каналов, контрольные входы которого связаны с выходами блока 2! преобразователей код — временной интервал. Он позволяет контролировать длительность, сигналов управления, поступающих на блок 3 тиристорных усилителей. Ряд вспомогательных схем, входящих в состав проверяемьк функциональных блоков.

)7! 645945

Полный диагностический контроль устройства осуществляется в несколько этапов .

j 5

Первый этап. На этом этапе производится контроль функционирования тракта измерения температуры. С первого и второго выходов блока диагностических сигналов на (N+2) -A и (N+3)-й р диагностические входы коммутатора ) 6 аналоговых сигналов поступают сигналы, имитирующие ЭДС термоэлектрических преобразователей соответственно начала и конца диапазона рабочих тем- )5 ператур. Поочередно осуществляя преобразование диагностических сигналов, блок 20 контроля и управления сравнивает с учетом допустимой погрешности полученные значения с константами, за-20 писанньии в постоянной памяти.

Второй этап. На этом этапе производится контроль функционирования блока 2) преобразователей код — временной интервал. Блок 20 контроля и уп--..25 равления по информационной магистрали

8 производит загрузку n-ro формирователя 28 временных интервалов контрольньи значением управляющего воздействия, производит установку соответству-30 ющего триггера 29 в единичное состояние, в результате чего на вход регистра )2 контроля каналов поступает сигнал управления, длительность которогО Определяется задаиньи кОнтРОль ньи значением. После установки триг-. гера 29 включения канала .блок 20 контроля и управления анализирует сигнал, поступающий на и-й вход регистра )2 контроля каналов, путем сравнения его 40 длительности с контрольньи времениьи интервалом, формируемьи программньи способом.

Третий этап. На этом этапе производится проверка функционирования бло-45 ка 22 контроля тока нагрузки. Со второго и третьего выходов задатчика 7 диагностических сигналов на первый и второй диагностические входы блока 22 контРоля тока нагРузки поступают сигналы, имитирующие соответственно начало и конец диапазона контролируемых токов нагрузки. Блок 20 контроля и управления поочередно осуществляет преобразование контрольных сигналов и сравнивает с учетом допустимой погрешности полученные результаты с константами, запнсанньии в постоянной памяти.!

Четвертый этап. На этом этапе производится контроль функционирования блока 23 токовой защиты. С четвертого выхода задатчика 7 диагностических сигналов на диагностический вход блока 23 токовой защиты поступает сигнал, имитирующий. короткое замыкание в цепи нагрузки, уровень которого несколько выше уровня срабатывания токовой защиты. Блок 20 контроля и управления с четвертого выхода регистра 9 управления посредством шифратора 44 осуществляет переключение коэффициента пересчета счетчика, расширяя таким образом опрос и сравнение токов нагрузки с заданным уровнем срабатыва-, ния защиты на диагностический вход коммутатора 47 аналоговых сигналов, После установки триггера 53 в единичное состояние сигнал с его выхода поступает на второй вход запроса преРывания блока 20 контроля и управления, по которому этот блок определяет номер канала, в котором сработала токовая защита.

Результаты диагностического контроля по окончании кашдого этапа отображаются на панели индикации блока )5 клавиатуры и индикации.

Использование изобретения позволяет повысить надежность и контролепригодность устройства автоматического регулирования температуры.

Наличие в устройстве аппаратнопрограммных средств контроля н защиты, средств и процедур самодиагностики обеспечивает контроль тока в цепях электрических нагревательных элемен-" тов, что гарантирует быстродействующую аппаратную защиту блока тиристорных усилителей, позволяет обойтись беэ установки дополнительных стрелочных измерительных приборов для визуального контроля тока нагрузки в каждом канале; автоматическое принятие решений в аварийных ситуациях, что позволяет избрать поломок червяка и материального цилиндра, а также изготовления некачественных изделий при снккении вязкости расплава полимера; быстрый поиск и устранение неисправностей.

Формула изобретения

) . Устройство для автоматического регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные груп1645945

20 пы -термоэлектрических преобразователей, многоканальный регулятор температуры, блок тиристорных усилителей, анализатор аварий системы обогрева и электрические нагревательные элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 1 с целью повышения надежности и контролепригодности устройства, в него введены связанный с источником питания устройства задатчик диагностических сигналов, регистр управления, блок контроля фаз, регистр анализа сигналов, блок детекторов нуля, источник тока обогрева, регистр контроля каналов, информационяые выходы которого, а также информационные входы регистра управления, информационные входывыходы анализатора аварий системы . обогрева, информационные выходы блока 0 контроля фаз и регистра анализа сигналов являются информационными входами-выходами многоканального регулятора температуры,-группа измерительных входов которогО подключена к выходам 25 термоэлектрических преобразователей, первый и второй диагностические входы подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика диагностическ с на ов. с третьего по пятый 30 выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему диагностическим входам анализатора аварий системы обогрева, первий ивтоРой управляющие входы многоканального 35 регулятора температуры подключены соответственно к первому и второму выходам регистра управления, с третьего по шестой выходы которого подключены соответственно к первому, второму, 40 третьему и четвертому управляющим входам анализатора аварий системы обогрева, выход сигнала окончания преобразования многоканального регулятора температуры подключен к первому входу 5 регистра анализа сигналов, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму аварийньм выходам анализатора аварий системы обогрева, второй аварийный 0 выход которого одновременно является вторьм аварийньм входом многоканального регулятора температуры, первый аварийный вход которого подключен к аварийному выходу блока контроля фаэ, 55 контрольные входы блока контроля фаз и синхрониэирующие входы многоканаль ного регулятора температуры подключены к выходам блока детекторов нуля, входы которого и токовые входы блока тиристорных ключей подключены к источнику тока обогрева, группа управляющих выходов многоканального регулятора температуры подключена к контрольным входам регистра контроля каналов и к управляющим входам блока тиристориых ключей, многоканальный регулятор температуры содержит датчик температуры холодных спаев термоэлектрических преобразователей, коммутатор аналоговых сигналов, нормирующий усилитель, аналого-цифровой преобраэователь, блок контроля и управления, блок клавиатуры и индикации, блок преобразователей