RU2006895C1 - Programmable timer - Google Patents

Abstract

FIELD: control of thermal processes. SUBSTANCE: known device having generator, counter, alarm unit, second, fourth, and fifth flip-flops, drying chamber accommodating heater and temperature sensor is provided in addition with temperature control unit, second, third, and fourth comparison units, AND gates, first, third flip-flops, START bus, disable temperature setting unit, door interlocking unit, COOL indicator, DISCHARGE indicator, drying time setting unit, DRYING indicator, adder with appropriate ties. EFFECT: enlarged functional capabilities. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение предназначено для программного управления тепловыми процессами, в частности для программного изменения температуры в сушильных шкафах. The invention is intended for programmed control of thermal processes, in particular for programmed temperature changes in ovens.

Известно прораммное временное устройство, содержащее генератор импульсов, управляемый делитель, три счетчика, три запоминающих блока, программный блок, два элемента задержки, одновибратор, блок запуска, программный блок питания, блок аварийной защиты и сигнализации с соответствующими связями. Known software temporary device containing a pulse generator, a controlled divider, three counters, three storage units, a program unit, two delay elements, a single vibrator, a start unit, a program power supply, an emergency protection and alarm unit with corresponding connections.

Однако это устройство не позволяет программно управлять температурой сушки в сушильной камере, где требуется поддержание температуры в соответствии с фиг. 1: температура в камере, равная температуре окружающей среды Т_о, должна повышаться до заданной температуры сушки Т_с. Температура Т_с должна быть выдержана в течение времени Δ t_с, после чего нагрев не осуществляется. При температуре выше Т_б дверь сушильной камеры должна быть заблокирована (не должна открываться в течение времени с t₂ до t₃). В промежутке времени t_o-t₃должна осуществляться сигнализация "сушка", с t₃ до t₄ - "остывание", с t₄ - "разгрузка". В случае превышения температуры в сушильной камере выше Т_а должна осуществляться аварийная сигнализация.However, this device does not allow programmatically controlling the drying temperature in the drying chamber, where it is necessary to maintain the temperature in accordance with FIG. 1: the temperature in the chamber, equal to the ambient temperature T _o , should increase to a predetermined drying temperature T _s . The temperature T _s must be maintained for a time Δ t _s , after which heating is not carried out. At temperatures above T _{b, the} door of the drying chamber must be locked (must not open during the time from t ₂ to t ₃ ). In the period of time t _o -t _{3 the} alarm must be "drying", from t ₃ to t ₄ - "cooling", with t ₄ - "unloading". In the event that the temperature in the drying chamber is higher than T _a , an alarm should be carried out.

В предлагаемое устройство, содержащее генератор, счетчик, блок аварийной сигнализации, второй, четвертый и пятый триггеры, сушильную камеру с расположенными в ней нагревателем и датчиком температуры, введены блок регулирования температуры, первый, второй, третий, четвертый блоки сравнения, элемент И, первый, третий триггеры, шина "Пуск", блок задания температуры сушки, блок задания предельной температуры, блок задания температуры блокировки, блок блокировки двери, индикации "остывание", блок индикации "разгрузка", блок задания времени сушки, блок индикации "сушка", сумматор с соответствующими связями. In the proposed device, containing a generator, counter, alarm unit, second, fourth and fifth triggers, a drying chamber with a heater and a temperature sensor located therein, a temperature control unit, first, second, third, fourth comparison units, an element And, the first , third triggers, Start bus, drying temperature setting block, limit temperature setting block, blocking temperature setting block, door blocking block, cooling indications, unloading indication block, drying time setting block , indication unit "drying", adder with corresponding connections.

На фиг. 2 представлена функциональная структурная схема устройства. Устройство содержит сушильную камеру 1, в которой расположены нагреватель 2 и датчик 3 температуры, блоки 4,5 и 6 сравнения, блок 7 регулирования температуры, сумматор 8, блок 9 задания температуры сушки, блок 10 задания предельной температуры, триггер 11, блок 12 аварийной сигнализации, блок 13 задания температуры блокировки, триггер 14, блок 15 блокировки двери, элемент И 16, элемент 17 индикации "остывание", триггеры 18, 19 и триггер 20, элемент 21 индикации "разгрузка", блок 22 сравнения, блок 23 задания времени сушки и счетчик 24 импульсов, входы которого соединены с генератором 25 импульсов. Второй вход триггера 19 соединен с шиной 26 "Пуск", выход - c элементами 27 индикации "сушка" и третьим входом блока 7 регулирования температуры, соединенного с нагревателем 2. In FIG. 2 shows a functional block diagram of a device. The device comprises a drying chamber 1, in which a heater 2 and a temperature sensor 3, comparison blocks 4,5 and 6, a temperature control unit 7, an adder 8, a drying temperature setting unit 9, a limit temperature setting unit 10, a trigger 11, an emergency block 12 are located alarm, block 13 to set the temperature of the lock, trigger 14, block 15 of the door lock, element And 16, element 17 of the indication "cooling", triggers 18, 19 and trigger 20, element 21 of the indication "unload", block 22 comparison, block 23 of the time drying and counter 24 pulses, the inputs of which are connected They are equipped with a 25-pulse generator. The second input of the trigger 19 is connected to the bus 26 "Start", the output with elements 27 indication "drying" and the third input of the temperature control unit 7, connected to the heater 2.

Блок 7 регулирования температуры (фиг. 3) включает в себя блок 28 суммирования, генератор 29, сумматор 30, элемент 31 сравнения, счетчик 32, тиристорный блок 33, генератор 34, блок 35 вычитания, умножитель 36, задатчик 37 коэффициентов, умножитель 38, задатчик 39 коэффициентов. The temperature control unit 7 (Fig. 3) includes a summing unit 28, a generator 29, an adder 30, a comparison element 31, a counter 32, a thyristor unit 33, a generator 34, a subtraction unit 35, a multiplier 36, a coefficient adjuster 37, a multiplier 38, adjuster of 39 coefficients.

Программное временное устройство работает следующим образом. Software temporary device operates as follows.

При включении источника питания устройство переходит в исходное состояние: триггеры 11, 14, 18, 19, 20 и счетчик 24 сбрасываются в нулевое состояние. When you turn on the power source, the device returns to its initial state: triggers 11, 14, 18, 19, 20 and counter 24 are reset to zero.

При подаче сигнала по шине 26 "Пуск" триггер 19 устанавливается в состояние "лог. 1", разрешая работу элемента 27 индикации "сушка" и блока 7 регулирования температуры по уставке, заданной в блоке 9 задания температуры сушки. When a signal is supplied via the “Start” bus 26, the trigger 19 is set to the “log. 1” state, allowing the operation of the “drying” indication element 27 and the temperature control unit 7 according to the setting specified in the drying temperature setting unit 9.

Регулирование температуры осуществляется следующим образом. Temperature control is as follows.

При подаче питания или подаче сигнала по шине 26 "Пуск" обнуляется сумматор 28 и запускается генератор 29 импульсов. Через каждый период τ (эпюра 1, на фиг. 4), определяемый генератором 29 импульсов, с датчика 3 вводится значение текущей температуры Т_n в камере, и производится расчет управляющего воздействия по формуле
τ_n= k₁/k₂(T_c-T_n)+k₃/k₄

(T_c-T_n), (1) где τ _n - длителььность нагрева в n-й момент;
К₁. . . К₄ - коэффициенты;
Т_с - заданная температура сушки;
Т_n - температура в камере в n-й момент;
T_{i -} температура в камере в i-й момент;
i= о, n - последовательность моментов управления.When applying power or applying a signal on the bus 26 "Start", the adder 28 is reset and the pulse generator 29 starts. After each period τ (plot 1, Fig. 4), determined by the pulse generator 29, the value of the current temperature T _n in the chamber is entered from the sensor 3, and the control action is calculated by the formula
τ _n = k ₁ / k ₂ (T _c -T _n ) + k ₃ / k ₄

(T _c -T _n ), (1) where τ _n is the duration of heating at the n-th moment;
K ₁ . . . To ₄ - coefficients;
T _s - set drying temperature;
T _n - temperature in the chamber at the n-th moment;
T _{i -} temperature in the chamber at the i-th moment;
i = o, n is a sequence of control times.

Значение τ_n из сумматора 30 подается на вход элемента 31 сравнения, на второй вход которого включен выход счетчика 32 импульсов, который обнуляется импульсами генератора 29 импульсов (эпюра 2, на фиг. 4). При этом на выходе элемента 31 сравнения появляется уровень логической "1" (эпюра 2, фиг. 4), которым тиристорный блок 33 подает питание на нагреватель 2 сушильной камеры, счетчик 32 импулььсов начинает заполняться импульсами с генератора 34. По достижении счетчиком 32 состояния, равного τ_n, на выходе элемента 31 сравнения устанавливается уровень логического "0", и тиристорный блок 33 отключает питание с нагревателя 2 сушильной камеры. Расчет τ_n производится следующим образом.The value of τ _n from the adder 30 is fed to the input of the comparison element 31, the second input of which includes the output of the pulse counter 32, which is reset by the pulses of the pulse generator 29 (plot 2, in Fig. 4). In this case, at the output of the comparison element 31, a logic level “1” appears (plot 2, FIG. 4), by which the thyristor unit 33 supplies power to the heater 2 of the drying chamber, the pulse counter 32 starts to fill up with pulses from the generator 34. When the counter 32 reaches the state, equal to τ _n , at the output of the comparison element 31, the logic level is set to “0”, and the thyristor unit 33 turns off the power from the heater 2 of the drying chamber. The calculation of τ _n is as follows.

В блоке 35 вычитания определяется разность Т_с-Т_n. Сумматор 28 арифметически складывает полученную интегралььную составляющую в текущем моменте управления с суммой интегральных составляющих в предыдущих моментах управления. Таким образом, на сумматоре 28 реализуется интегральное звено закона регулирования.In the subtraction block 35, the difference T _c −T _{n is} determined. The adder 28 arithmetically adds the resulting integral component in the current control moment with the sum of the integral components in the previous control moments. Thus, the adder 28 implements an integral link of the regulation law.

Умножитель 36 умножает полученную интегральную сумму на коэффициент из задатчика 37 коэффициентов К₃/К₄ выражения (1), в сумматоре 30 вычисляется сумма путем суммирования интегральной составляющей из умножителя 36 и пропорциональной составляющей, полученной в умножителе 38 перемножением коэффицента задатчика коэффициентов К₁/К₂ выражения (1) и разности Т_с-Т_n с блока 35 вычитания, на котором реализуется пропорциональное звено закона регулирования.The multiplier 36 multiplies the obtained integral sum by the coefficient from the key generator 37 of the coefficients K ₃ / K _{4 of} expression (1), in the adder 30, the sum is calculated by summing the integral component from the multiplier 36 and the proportional component obtained in the multiplier 38 by multiplying the coefficient of the key factor K ₁ / K ₂ expressions (1) and differences T _{c -} T _n from the subtraction block 35, on which the proportional link of the regulation law is realized.

По достижении температуры в камере значения T_б в момент времени t₁ блок 5 сравнения вырабатывает сигнал, устанавливающий триггер 14 в состояние " лог. 1", которая подается на блок 15 блокировки двери, и дверь в сушильную камеру блокируется.When the temperature in the chamber reaches the value of T _b at time t _1, the comparison unit 5 generates a signal setting the trigger 14 to the “log. 1” state, which is supplied to the door blocking unit 15, and the door to the drying chamber is blocked.

По достижении температуры в сушильной камере значения температуры сушки Т_с импульсом от блока 4 сравнения срабатывает сумматор 8, на выходе которого устанавливается код, равный сумме кодов текущего времени t₂ и задания времени сушки Δ t_с:
t₃ = t₂ + Δ t_с.Upon reaching the temperature in the drying chamber, the drying temperature T _{with an} impulse from the comparison unit 4 is activated by an adder 8, the output of which sets a code equal to the sum of the codes of the current time t ₂ and setting the drying time Δ t _s :
t ₃ = t ₂ + Δ t _s

Текущее время определяется состоянием счетчика 24 импульсов, на вход которого подаются импульсы образцовой частоты от генератора 25 импульсов. По достижении счетчиком 24 состояния, равного коду времени t₃, срабатывает блок 22 сравнения, и триггер 18 устанавливается в единичное состояние. Сигнал с выхода триггера 18 включает элемент 17 индикации "остывание", сбрасывает триггер 19, который запрещает сообщение "сушка" и работу блока 7 регулирования температуры, а также разрешает работу элемента И 16.The current time is determined by the state of the counter 24 pulses, the input of which is supplied pulses of the reference frequency from the generator 25 pulses. When the counter 24 reaches the state equal to the time code t ₃ , the comparison unit 22 is activated, and the trigger 18 is set to a single state. The signal from the output of the trigger 18 includes an element of indication “cooling”, resets the trigger 19, which prohibits the message “drying” and the operation of block 7 temperature control, and also allows the operation of the element And 16.

При уменьшении температуры в камере до Т_б в момент времени t₄сигналом с второго выхода блока 5 сравнения через элемент И 16 сбрасывается триггер 14, сигнал с которого снимает блокировку двери, а также устанавливается триггер 20, сигнал которого вызывает индикацию "разгрузка" в элементе 21 индикации "разгрузка", сбрасывает индикацию "остывание" через триггер 18 и элемент 17 индикации "остывание". На этом цикл сушки заканчивается. (56) Авторское свидетельство СССР N 1446601, кл. G 05 B 19/18, 1986. When the temperature in the chamber decreases to T _b at time t _{4, the} signal from the second output of the comparison unit 5 passes through the And 16 element the trigger 14, the signal from which unlocks the door, and also sets the trigger 20, the signal of which causes the indication "unloading" in the element 21 of the indication "unloading", resets the indication of "cooling" through the trigger 18 and the element 17 of the indication of "cooling". This completes the drying cycle. (56) Copyright certificate of the USSR N 1446601, cl. G 05 B 19/18, 1986.

Claims (2)

1. ПРОГРАММНОЕ ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов, блок аварийной сигнализации, три триггера, датчик температуры и нагреватель сушильной камеры, отличающееся тем, что дополнительно введены блок регулирования температуры, четыре блока сравнения, блок задания температуры сушки, блок задания предельной температуры, четвертый триггер, сумматор, блок задания температуры блокировки, блок блокировки двери сушильной камеры, три элемента индикации и элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, второй вход - с выходом первого триггера, входом первого элемента индикации и с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к входу "Пуск" программного временного устройства, выход элемента И соединен со счетным входом третьего и четвертого триггеров, установочный вход четвертого триггера соединен с выходом первого блока сравнения, а выход - с входом блока блокировки двери сушильной камеры, выход третьего триггера подключен к входу второго элемента индикации и к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первая группа входов которого подключена к группе разрядных выходов первого счетчика импульсов и к первой группе входов сумматора, вторая группа входов второго блока сравнения соединена с группой выходов сумматора, вторая группа входов которого подключена к группе выходов блока задания времени сушки, управляющий вход - к выходу третьего блока сравнения, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока задания температуры и с первой группой входов блока регулирования температуры, вторая группа входов третьего блока сравнения подключена к группе выходов датчика температуры, к второй группе входов первого блока сравнения и к второй группе входов блока регулирования температуры, выход которого соединен с нагревателем сушильной камеры, а управляющий вход - с выходом второго триггера и с входом третьего элемента индикации, первая группа входов четвертого блока сравнения соединена с группой выходов блока задания предельной температуры сушки, вторая группа входов - с группой выходов датчика температуры, а выход - с входом пятого триггера, выходом соединенного с входом блока аварийной сигнализации. 1. SOFTWARE TEMPORARY DEVICE, comprising a first pulse counter, the counter input of which is connected to the output of the first pulse generator, an alarm unit, three triggers, a temperature sensor and a drying chamber heater, characterized in that a temperature control unit, four comparison units, and a unit are additionally introduced setting the drying temperature, block setting the limit temperature, the fourth trigger, adder, block setting the temperature of the lock, blocking the door lock of the drying chamber, three display elements and e element I, the first input of which is connected to the output of the first comparison unit, the second input - with the output of the first trigger, the input of the first indication element and the first input of the second trigger, the second input of which is connected to the "Start" input of the program temporary device, the output of the element And is connected to the counting input of the third and fourth triggers, the installation input of the fourth trigger is connected to the output of the first comparison unit, and the output is connected to the input of the blocking blocking door of the drying chamber, the output of the third trigger is connected to the input of the second element this indication to the first input of the first trigger, the second input of which is connected to the output of the second comparison unit, the first group of inputs of which is connected to the group of bit outputs of the first pulse counter and to the first group of inputs of the adder, the second group of inputs of the second comparison unit is connected to the group of outputs of the adder, the second group of inputs of which is connected to the group of outputs of the unit for setting the drying time, the control input is for the output of the third unit of comparison, the first group of inputs of which is connected to the group of outputs of the unit of operation temperature and with the first group of inputs of the temperature control unit, the second group of inputs of the third comparison unit is connected to the group of outputs of the temperature sensor, to the second group of inputs of the first comparison unit and to the second group of inputs of the temperature control unit, the output of which is connected to the heater of the drying chamber, and the control input - with the output of the second trigger and with the input of the third display element, the first group of inputs of the fourth comparison unit is connected to the group of outputs of the unit for setting the limit temperature of drying, second Paradise group of inputs - with the group of outputs of the temperature sensor, and the output - with the input of the fifth trigger, the output connected to the input of the alarm unit. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок регулирования температуры содержит тиристорный блок, два генератора импульсов, сумматор, два умножителя, счетчик импульсов, два задатчика коэффициентов, элемент сравнения, блок суммирования и блок вычитания, первая и вторая группы входов которых соединены соответственно с первой и второй группами входов блока регулирования температуры, а группа выходов - с первой группой входов первого умножителя, вторая группа входов - с группой выходов первого задатчика коэффициентов, а группа выходов - с группой входов блока суммирования и первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого подключена к группе выходов второго умножителя, первая группа входов которого соединена с группой выходов второго задатчика коэффициентов, вторая группа входов - с группой выходов блока суммирования, группа выходов сумматора соединена с первой группой входов элемента сравнения, вторая группа входов которого подключена к группе разрядных выходов счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов, а установочный вход - с выходом второго генератора импульсов, выход элемента сравнения через тиристорный блок подключен к выходу блока регулирования температуры, установочные входы блока суммирования и второго генератора импульсов подключены к управляющему входу блока регулирования температуры.  2. The device according to claim 1, characterized in that the temperature control unit comprises a thyristor unit, two pulse generators, an adder, two multipliers, a pulse counter, two coefficient adjusters, a comparison element, a summing unit and a subtraction unit, the first and second groups of inputs of which connected to the first and second groups of inputs of the temperature control unit, respectively, and the group of outputs to the first group of inputs of the first multiplier, the second group of inputs to the group of outputs of the first coefficient setter, and the group of outputs to g the group of inputs of the summing unit and the first group of inputs of the adder, the second group of inputs of which is connected to the group of outputs of the second multiplier, the first group of inputs of which is connected to the group of outputs of the second coefficient adjuster, the second group of inputs to the group of outputs of the summing unit, the group of outputs of the adder is connected to the first group the inputs of the comparison element, the second group of inputs of which is connected to the group of discharge outputs of the pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the first pulse generator, and installation input - with the output of the second pulse generator, the output of the comparison element through the thyristor unit is connected to the output of the temperature control unit, the installation inputs of the summing unit and the second pulse generator are connected to the control input of the temperature control unit.

Images