О5 СО
СП
ю
а
п
±1
ю
дзиг.1
1
1416952
10
15
Изобретение относится к автоматике и предназначено преимущественно
для двухпозиционного регулирования температуры тепловых объектов, инерционные характеристики которых
соизмеримы с инерционными характе- ристиками датчика температуры, в частности, на поточно-конвейерных
линиях производства керамических изделий .
Цель изобретения - повышение точности
при работе с инерционными датчиками температуры и упрощение регулятора о
На фиг,1 изображена структурная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - кривые изменения температуры
объекта регулирования , г и датчика температуры Т и Тд (при работе предлагаемого регулятора без
корректирующего устройства - обычное двухпозиционное регулирование и с корректируклцим устройством); на
фиг. 3 - вариант реализации одного из блоков структурной схемы устройствао
Регулятор содержит последовательно соединенные датчик 1 температурный, первый 2, и релейный регуля- 30
к увеличению амплитуды колебаний А температуры объекта регулирования
Трр . В общем случае, когда в области рабочих температур постоянная времени
нагрева объекта регулирования отличается от постоянной времени остывания
, появляется установившееся отклонение среднего значения температуры от заданной
ЛТ
СТср - Тз
где Т
ср
ср
- средняя температура объекта
регулирования, Tj - заданная температура. Регулятор с корректирующим устройством
работает следующим образом
В начале процесса регулирования,
когда температура объекта регулирова«- m
20 ния ТОР меньще заданной Tj
на
25
тор
3, задатчик 4 температуры,
а таквход усилителя 6 поступает сигнал рассогласования, равный Tj - TJ.
-н Е.
Сигнал рассогласования + f по цепи коррекции поступает в сумматор
11, в котором происходит суммирование сигнала коррекции с сигналом задания, В результате происходит,
уменьшение задания на ЛТзо. Настройка значения Tjj может быть произведена в блоке 10.
Уменъщение задания по цепи коррекции приводит к тому, что предлагаемый
регулятор выдает сигнал на выключение (точка а ) через релейный
40
тор J, задсичш-. .
же блок 5 коррекции, состоящий из
последовательно соединенных дифференциального усилителя 6, масщтабирующе-
го блока 7, интегратора 8, элементов с 9 и 10 вьщеления знака сигнала и второго сумматора 11.
На фиГй 3 иллюстрируется одно из возможных схемных рещений блока 5
коррекции.
Зона нечувствительности современных регуляторов может быть сделана
весьма небольшой и составлять величину в десятые доли градуса. Однако
действительные колебания температуры 5 некоторое время тоже начинает падать объекта регулирования (фиг„2) При переходе температуры датчика че-
бывают во много раз больше. Это свя- рез точку а сигнал рассогласования
зано с наличием запаздьшания в систе- к
ме регулятор да,тчик температуры - объект регулирования, основным источ-.
ником которого является обычно инерционность датчика температуры, особенно
при использовании защитных чехлов .
При работе без корректирующего
устройства из-за запаздывания датчи- п -плчоиис точка Ъ
регулятор 3 с упреждением, компенсируя ухудшение качества регулирования
, вызванное инерционностью датчика температуры.
После выключения температуры
объекта регулирования Трр начинает падать, а температура датчика температуры
Тд из-за инерционности сначала несколько возрастает, а через
равен нулю, а в дальнейшем приобретает отрицательное значение, так как
Тз - Т
ка температуры J
t а л i«.-,.,«.. . ,
включение (точка Ъ)
ка 1 л ji-.. , р
И выключение (точки а, с) происходят
с запаздьюанием, что приводит
Интегратор 8 при отрицательном
сигнале рассогласования начинает про цесс обратного ,1-штегрирования, При
этом сигнал коррекции на вход сумматора 11 подается через блок 9. В сум
маторе происходит коррекция задания на Tjg в сторону увеличения, что,
в свою очередь, вызывает упреждаю0
15
30
к увеличению амплитуды колебаний А температуры объекта регулирования
Трр . В общем случае, когда в области рабочих температур постоянная времени
нагрева объекта регулирования отличается от постоянной времени остывания
, появляется установившееся отклонение среднего значения температуры от заданной
ЛТ
СТср - Тз
где Т
ср
ср
- средняя температура объекта
регулирования, Tj - заданная температура. Регулятор с корректирующим устройством
работает следующим образом
В начале процесса регулирования,
когда температура объекта регулирова«- m
20 ния ТОР меньще заданной Tj
на
25
вход
усилителя 6 поступает сигнал рассогласования, равный Tj - TJ.
-н Е.
Сигнал рассогласования + f по цепи коррекции поступает в сумматор
11, в котором происходит суммирование сигнала коррекции с сигналом задания, В результате происходит,
уменьшение задания на ЛТзо. Настройка значения Tjj может быть произведена в блоке 10.
Уменъщение задания по цепи коррекции приводит к тому, что предлагаемый
регулятор выдает сигнал на выключение (точка а ) через релейный
40
с
5 некоторое время тоже начинает падать При переходе температуры датчика че-
рез точку а сигнал рассогласования
регулятор 3 с упреждением, компенсируя
ухудшение качества регулирования , вызванное инерционностью датчика температуры.
После выключения температуры объекта регулирования Трр начинает
падать, а температура датчика температуры Тд из-за инерционности сначала
несколько возрастает, а через
некоторое время тоже начинает падать
При переходе температуры датчика че- рез точку а сигнал рассогласования
равен нулю, а в дальнейшем приобретает отрицательное значение, так как
Тз - Т
Интегратор 8 при отрицательном
сигнале рассогласования начинает процесс обратного ,1-штегрирования, При
этом сигнал коррекции на вход сумматора 11 подается через блок 9. В сумматоре
происходит коррекция задания на Tjg в сторону увеличения, что, в свою очередь, вызывает упреждающее
включение регулятора ке ъ .
3 в точПри этом температура объекта регу ,(
вр
начинает расти, а тем- , I
лирования Т
пература датчика Т после некоторого продолжающегося снижения начинает тоже расти.
После перехода температуры датчи- ка через точку b сигнал рассогласования вновь становится положительным
и интегратор 8 начинает процесс обратного интегрирования. В дальнейшем процесс повторяется,
В результате благодаря такому выполнению блока коррекции уменьшаются
амплитуда колебаний и установившееся отклонение среднего значения темпера туры объекта регулирования
Формула изобретения
Лвухпозиционный регулятор температуры
, содержащий последовательно соединенные датчик температуры, первый сумматор и релейный регулятор,
а также задатчик -температуры и блок коррекции, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности
регулятора, в нем блок коррекции содержит последовательно соединенные
дифференциальный усилитель, интегратор , включенные параллельно и встречно
элементы вьщеления знака сигнала и второй сумматор, к третьему входу которого подключен выход задатчика
температуры, а выход второго сумматора соединен с вторым входом первого
сумматора, причем выходы датчика и задатчика температуры подключены к
входам дифференциального усилителя.
.
tT)
