Устройство для программного регулирования температуры инерционных объектов

Устройство для программного регулирования температуры инерционных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5!)М. Кл.З

G 05 D 23/19 (22) Заявлено 070280 (21). 2881874/18-24 с присоединением заявки N9

Государстаенный комнтет

СССР яо хеяам нзобретеннй и открмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 30,1081. Бюллетень No 40

Дата опубликования описания 30. 10. 81 (53) УДК621.5у5.6 (088. 8) Г.С.Тихонов, Б.я.Кимбаровский, С.И.Захарин, М.Г.КоГан, Г.Ф.МУрашов, Н.Н.Быков и A .Ä.Ìèøèí

-) "t ю, r; ; r (72) Авторы изобретения, (11) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к технике регулирования параметров объектов с запаздыванием и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в установках газодинамнческого нагрева.

Известна система программного регулирования температуры типа СПУРТ-5 для агрегатов рециркуляционного подогрева типа АРП (1).

Автоматическое программное регулирование температуры изделия осуществляется здесь косвенно по температуре теплоносителя. Эта одноконтурная схема регулирования не учитывает за- 15 паэдывания изделия, которое по величине может достигать 20 - 30 мин и более, что может приводить к большим отклонениям температуры изделия (перерегулированию, высокой колебатель- 20 ности, малому затуханию переходного процесса и к росту перепада температур между теплоносителем и изделием, недопустимого при техническом процессе термообработки полимерных материалов).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для программного регулирования температуры инерционный . ЗО объектов, содержащее датчик и за датчик температуры, которые через элемент сравнения, измерительный блок, предварительный усилитель, блок управления„ усилитель мощности и электропривод подключены к вентилятору. Это одноконтурная система регулирования температуры печи с коррекцией по инерционности нагревателя по отношению к сигналу задания.

Инерционность нагревателя уменьшается путем внесения в сигнал рассогласования между температурами в печи и заданной поправки на величину, пропорциональную разности температур задания и нагревателя. Тем самым повышается точность регулирования температуры (2).

Однако устройство обеспечивает косвенное программное регулирование температуры изделия по температуре теплоносителя, а также не учитывает запаздывание иэделия.

Здесь также в случае возмущений возможно большое перерегулирование температуры иэделия, недопустимый рост перепада температур между теплоносителем и изделием, малое затухание переходного процесса, в результате чего точность отработки

877490

d0

65 температуры задания падает, что в конечном итоге способствует развитию неравномерности температурного поля

s изделии, особенно при тепловой обработке полимерных материалов.

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем. что устройство для программного регулирования температуры инерционных объектов, содержащее датчик темпера" туры, первый задатчик температуры

1 который через первый элемент сравнения и измерительный блок подключен к одному из входов предварительного усилителя, а также соединенные последовательно блок управления, усилитель мощности, электропривод и вентилятор, введены второй задатчик температуры и дифференциальный датчик температуры, подключенные к соответствующим входам второго элемента сравнения, и сумматор, с первым входом которого связаны выходы обоих задатчиков температуры, со вторым входом — выход предварительного усилителя, с третьим входом— выход датчика температуры, а с выходом — вход блока управления, причем второй вход первого элемента сравнения подключен ко второму выходу дифференциального датчика темпе- . ратуры, а выход второго элемента сравнения связан с другим входом предварительного усилителя.

На чертеже представлена схема устройства программного регулирования температуры инерционных объектов.

Устройство содержит датчик 1 температуры, измеряющий температуру объекта, дифференциальный датчик 2, температуры, состоящий из двух датчиков 3 и 4 температуры, измеряющих температуры объекта и теплоносителя, первый элемент 5 сравнения, первый задатчик 6, второй задатчик 7, второй элемент 8 сравнения, измерительный блок 9, предварительный усилитель 10 сумматор ll блок

12 управления (интегратор, в обрат" ной связи которого включен конденсатор С), усилитель 13 мощности, электропривод 14 и вентилятор 15.

Устройство работает следующим образом.

При росте напряжения, выдаваемого эадатчиком 6, на выходе первого элемента 5 сравнения появляется сигнал рассогласования, который через измерительный блок 9 и усилитель 10 в сумматоре 11 корректируется на сигнал дополнительного контура. .Если сигнал дополнительного контура равен нулю, то рассогласование пре- образуется блоком 12 управления в управляющий и усиливается в усилителе 13, после чего передается к электроприводу 14, обороты которого начинают увеличиваться и увеличивается теплопроизводительность вентилятора 15 (температура регистрируется датчиком 4) .

Из-за запаздывания иэделия температура его повышается не сразу.

С ростом температуры теплоносителя сигнал дифференциального датчика 2 температуры возрастает, т. е. () = К (Т4-Тз ) — К Т, где Т4 и T> — температура теплоносителя изделия;

К - коэффициент пропорциональности, При достижении допустимого перепада Т (определяется уставкой задатчика 7) на выходе второго элемента 8 сравнения появляется сигнал рассогласования, который после усиления в усилителе 10 поступает в сумматор

11, где производится корректировка сигнала рассогласования основного контура. Обороты электролривода 14 начинают уменьшаться, теплопроизводительность вентилятора снижается и температура теплоносителя уменьшается. Перепад температур между теплоносителем и изделием устанавливается на заданном уровне.

По истечении времени, равного запаздыванию изделия, начинается повышение температуры его.

Какое-то время перепад температур между теплоносителем и изделием держится на заданном уровне. Перерегулирование параметра иэделия не увеличивается. Затем перепад температур между теплоносителем и иэделием начинает уменьшаться и стаиовится меньше заданной величины. Дополнительный контур отключается и основной контур продолжает работать самостоятельно °

По окончании переходного процесса основной контур регулирования входит в режим малых отклонений и начинает отрабатывать возмущение с учетом запаздывания иэделия и системы,в целом.

В процессе работы возможно перерегулирование и в моменты, когда сигнал превышает установку второго задатчика, тогда включается дополнительный контур и начинает. поддерживать заданную величину перепада.

Таким образом, устройство управляется величиной перерегулирования, что повышает точность устройства, улучшает качество термообработки полимерных материалов.

Сумматор 11 может быть включен после блока управления.

Второй задатчик 7 может быть программным, временная программа которого составляется с учетом технологии обработки полимерных материалов.

Предлагаемое устройство обеспечивает прямое (a не косвенное) програм877490 ное регулирование температуры как изделия, так и теплоносителя.

Формула изобретения

Устройство для программного регулирования температуры инерционнык объектов, содержащее датчик температуры, первый задатчик температуры, который через первый элемент сравнения и измерительный блок подключен к одному из входов предварительного усилителя, а также соединенные последовательно блок управления, усилитель. мощности, электропривод и вентилятор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, f5 что, с целью повышения точности регулирования устройства, оно содержит второй задатчик температуры и . дифференциальный датчик температуры, подключенные к соответствующим входам второго элемента сравнения, и сумматор,с первым входом которого свя заны выходы обоих задатчиков температуры, со вторым входом - выход предварительного усилителя, с третьим входом - выход датчика температуры, а с выходом - вход блока управления, причем второй вход первого элемента сравнения подключен ко второму выходу дифференциального датчика температуры, а выход второго элемента сравнения связан с другим входом предварительного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Производственно-технический опыт 1977, Р 9, с 28-30 рис. 1.

2. Авторское свидетельство СССР

М б12216, кл. G 05 D 23/22i 1978 (прототип) .,