SU1416952A1 - Two-position temperature regulator - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и предназначено преимущественно дл  двухпозиционного регулировани  температуры тепловых объектов , инерционные характеристики которых соизмеримы с инерционными характеристиками датчика температуры. Цель изобретени  - повышение точности регул тора. Дл  достижени  цели в двухпозиционном регул торе температуры предусмотрен блок коррекции 5, включающий в себ  дифференциальный усилитель 6, соединенный с датчиком 1 и задатчиком 4 температуры,интегратор 8, элементы выделени  знака сигнала 9,10 и второй сумматор II,выходом подключенный к входу первого сумматора 2, 3 ил. f (ЛThe invention relates to the field of automation and is intended primarily for on-off temperature control of thermal objects, the inertial characteristics of which are commensurate with the inertial characteristics of the temperature sensor. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the controller. To achieve the goal, a two-position temperature controller provides a correction unit 5, which includes a differential amplifier 6 connected to a sensor 1 and a temperature setpoint device 4, an integrator 8, signal extraction elements 9.10 and a second adder II, output connected to the input of the first adder 2, 3 Il. f (L

Description

S S

О5 СОO5 CO

СПSP

юYu

аbut

пP

±1± 1

юYu

дзиг.1dzig.1

1one

14169521416952

10ten

1515

Изобретение относитс  к автоматике и предназначено преимущественно дл  двухпозиционного регулировани  температуры тепловых объектов, инерционные характеристики которых соизмеримы с инерционными характе- ристиками датчика температуры, в частности, на поточно-конвейерных лини х производства керамических изделий .The invention relates to automation and is intended primarily for on-off temperature control of thermal objects, the inertial characteristics of which are commensurate with the inertial characteristics of the temperature sensor, in particular, on flow-conveyor lines for the manufacture of ceramic products.

Цель изобретени  - повышение точности при работе с инерционными датчиками температуры и упрощение регул тора оThe purpose of the invention is to improve the accuracy when working with inertial temperature sensors and simplify the controller

На фиг,1 изображена структурна  схема предлагаемого регул тора; на фиг. 2 - кривые изменени  температуры объекта регулировани  , г и датчика температуры Т и Тд (при работе предлагаемого регул тора без корректирующего устройства - обычное двухпозиционное регулирование и с корректируклцим устройством); на фиг. 3 - вариант реализации одного из блоков структурной схемы устройстваоFig. 1 shows the structural scheme of the proposed controller; in fig. 2 - temperature curves of the object to be controlled, g and temperature sensor T and Td (when the proposed controller is operated without a correction device, the usual two-stage regulation and with the device being corrected); in fig. 3 is an embodiment of one of the blocks of the structural scheme of the device

Регул тор содержит последовательно соединенные датчик 1 температурный, первый 2, и релейный регул - 30The regulator contains series-connected temperature sensor 1, first 2, and relay control - 30

к увеличению амплитуды колебаний А температуры объекта регулировани  Трр . В общем случае, когда в области рабочих температур посто нна  времени нагрева объекта регулировани  отличаетс  от посто нной времени остывани , по вл етс  установившеес  отклонение среднего значени  температуры от заданнойto an increase in the amplitude of vibration A of the temperature of the object being regulated by Trp. In the general case, when, in the operating temperature range, the constant heating time of the control object differs from the constant cooling time, a steady-state deviation of the average temperature from the predetermined temperature appears.

ЛТLT

СТср - Тз  STsr - Tz

где Тwhere t

срwed

срwed

- средн   температура объекта регулировани , Tj - заданна  температура. Регул тор с корректирующим устройством работает следующим образом- average temperature of the control object, Tj - set temperature. Regulator with corrective device works as follows.

В начале процесса регулировани , когда температура объекта регулирова«- m At the beginning of the adjustment process, when the temperature of the object is regulated “-m

20 ни  ТОР меньще заданной Tj20 nor TOR less than given Tj

наon

2525

торtorus

3, задатчик 4 температуры,3, temperature setting device 4,

а таквход усилител  6 поступает сигнал рассогласовани , равный Tj - TJ. And the input of the amplifier 6 receives the error signal equal to Tj - TJ.

-н Е. -not.

Сигнал рассогласовани  + f по цепи коррекции поступает в сумматор 11, в котором происходит суммирование сигнала коррекции с сигналом задани , В результате происходит, уменьшение задани  на ЛТзо. Настройка значени  Tjj может быть произведена в блоке 10.The error signal + f along the correction circuit enters the adder 11, in which the correction signal is summed with the reference signal. As a result, the reference to LTZo decreases. Setting the value of Tjj can be made in block 10.

Уменъщение задани  по цепи коррекции приводит к тому, что предлагаемый регул тор выдает сигнал на выключение (точка а ) через релейныйThe reduction of the task in the correction circuit leads to the fact that the proposed controller gives a signal to turn off (point a) through a relay

4040

тор J, задсичш-. . torus J, zadischsh-. .

же блок 5 коррекции, состо щий из последовательно соединенных дифференциального усилител  6, масщтабирующе- го блока 7, интегратора 8, элементов с 9 и 10 вьщелени  знака сигнала и второго сумматора 11.the same correction unit 5, consisting of a series-connected differential amplifier 6, a mass-stabilizing unit 7, an integrator 8, elements with 9 and 10 of a split of the signal's sign and a second adder 11.

На фиГй 3 иллюстрируетс  одно из возможных схемных рещений блока 5Figure 3 illustrates one of the possible schematic solutions of block 5

коррекции.correction.

Зона нечувствительности современных регул торов может быть сделана весьма небольшой и составл ть величину в дес тые доли градуса. Однако The dead zone of modern controllers can be made quite small and amount to tenths of a degree. but

действительные колебани  температуры 5 некоторое врем  тоже начинает падать объекта регулировани  (фиг„2) При переходе температуры датчика че- бывают во много раз больше. Это св - рез точку а сигнал рассогласовани The actual temperature fluctuations 5 some time also begins to fall under the control object (Fig 2) When the temperature of the sensor transitions, the times are many times larger. This cuts the point and the mismatch signal

зано с наличием запаздьшани  в систе- кthe presence of a delay in the system

ме регул тор да,тчик температуры - объект регулировани , основным источ-. ником которого  вл етс  обычно инерционность датчика температуры, особенно при использовании защитных чехлов .At the same time, the regulator, the temperature sensor is the object of regulation, the main source of whose name is usually the inertia of the temperature sensor, especially when using protective covers.

При работе без корректирующего устройства из-за запаздывани  датчи- п -плчоиис точка ЪWhen working without a corrective device due to the delay of the sensor-pplchoiis point b

регул тор 3 с упреждением, компенсиру  ухудшение качества регулировани , вызванное инерционностью датчика температуры.regulator 3 with anticipation, compensating for the degradation of regulation caused by the inertia of the temperature sensor.

После выключени  температуры объекта регулировани  Трр начинает падать, а температура датчика температуры Тд из-за инерционности сначала несколько возрастает, а черезAfter turning off the temperature of the control object, Trr begins to fall, and the temperature of the temperature sensor TD due to inertia first increases slightly, and

равен нулю, а в дальнейшем приобретает отрицательное значение, так какis equal to zero, and further becomes negative, since

Тз - ТTz - T

ка температуры Jka temperature j

t а л i«.-,.,«.. . ,t a l i ".-,.," ... ,

включение (точка Ъ)inclusion (point b)

ка 1 л ji-.. , рka 1 l ji- .., p

И выключение (точки а, с) происход т с запаздьюанием, что приводитAnd shutdown (points a, c) occurs with a delay, which leads

Интегратор 8 при отрицательном сигнале рассогласовани  начинает про цесс обратного ,1-штегрировани , При этом сигнал коррекции на вход сумматора 11 подаетс  через блок 9. В сум маторе происходит коррекци  задани  на Tjg в сторону увеличени , что, в свою очередь, вызывает упреждаю0The integrator 8, with a negative error signal, starts the process of reverse, 1-integrating. At the same time, the correction signal to the input of the adder 11 is fed through block 9. In the sum of the matrix, the task is corrected by Tjg upwards, which in turn causes a preemptive 0

1515

30thirty

к увеличению амплитуды колебаний А температуры объекта регулировани  Трр . В общем случае, когда в области рабочих температур посто нна  времени нагрева объекта регулировани  отличаетс  от посто нной времени остывани , по вл етс  установившеес  отклонение среднего значени  температуры от заданнойto an increase in the amplitude of vibration A of the temperature of the object being regulated by Trp. In the general case, when, in the operating temperature range, the constant heating time of the control object differs from the constant cooling time, a steady-state deviation of the average temperature from the predetermined temperature appears.

ЛТLT

СТср - Тз  STsr - Tz

где Тwhere t

срwed

срwed

- средн   температура объекта регулировани , Tj - заданна  температура. Регул тор с корректирующим устройством работает следующим образом- average temperature of the control object, Tj - set temperature. Regulator with corrective device works as follows.

В начале процесса регулировани , когда температура объекта регулирова«- m At the beginning of the adjustment process, when the temperature of the object is regulated “-m

20 ни  ТОР меньще заданной Tj20 nor TOR less than given Tj

наon

2525

вход усилител  6 поступает сигнал рассогласовани , равный Tj - TJ. the input of amplifier 6 receives an error signal equal to Tj - TJ.

-н Е. -not.

Сигнал рассогласовани  + f по цепи коррекции поступает в сумматор 11, в котором происходит суммирование сигнала коррекции с сигналом задани , В результате происходит, уменьшение задани  на ЛТзо. Настройка значени  Tjj может быть произведена в блоке 10.The error signal + f along the correction circuit enters the adder 11, in which the correction signal is summed with the reference signal. As a result, the reference to LTZo decreases. Setting the value of Tjj can be made in block 10.

Уменъщение задани  по цепи коррекции приводит к тому, что предлагаемый регул тор выдает сигнал на выключение (точка а ) через релейныйThe reduction of the task in the correction circuit leads to the fact that the proposed controller gives a signal to turn off (point a) through a relay

4040

с with

5 некоторое врем  тоже начинает падать При переходе температуры датчика че- рез точку а сигнал рассогласовани 5 some time also begins to fall when the temperature of the sensor passes through a point and the error signal

регул тор 3 с упреждением, компенсиру  ухудшение качества регулировани , вызванное инерционностью датчика температуры.regulator 3 with anticipation, compensating for the degradation of regulation caused by the inertia of the temperature sensor.

После выключени  температуры объекта регулировани  Трр начинает падать, а температура датчика температуры Тд из-за инерционности сначала несколько возрастает, а черезAfter turning off the temperature of the control object, Trr begins to fall, and the temperature of the temperature sensor TD due to inertia first increases slightly, and

некоторое врем  тоже начинает падать При переходе температуры датчика че- рез точку а сигнал рассогласовани some time also begins to fall when the temperature of the sensor passes through a point and the error signal

равен нулю, а в дальнейшем приобретает отрицательное значение, так какis equal to zero, and further becomes negative, since

Тз - ТTz - T

Интегратор 8 при отрицательном сигнале рассогласовани  начинает процесс обратного ,1-штегрировани , При этом сигнал коррекции на вход сумматора 11 подаетс  через блок 9. В сумматоре происходит коррекци  задани  на Tjg в сторону увеличени , что, в свою очередь, вызывает упреждающее включение регул тора ке ъ .The integrator 8, with a negative error signal, starts the process of reverse, 1-integrating. At the same time, the correction signal to the input of the adder 11 is fed through block 9. In the adder, the task is corrected by Tjg upwards, which in turn causes the controller to proactively turn on ъ.

3 в точПри этом температура объекта регу ,(3 at the same time

врtime

начинает расти, а тем- , Ibegins to grow and tempered, I

лировани  ТT

пература датчика Т после некоторого продолжающегос  снижени  начинает тоже расти.The temperature of sensor T, after some continued decrease, also begins to increase.

После перехода температуры датчи- ка через точку b сигнал рассогласовани  вновь становитс  положительным и интегратор 8 начинает процесс обратного интегрировани . В дальнейшем процесс повтор етс ,After the sensor temperature passes through point b, the error signal again becomes positive and integrator 8 begins the process of reverse integration. In the future, the process is repeated,

В результате благодар  такому выполнению блока коррекции уменьшаютс  амплитуда колебаний и установившеес  отклонение среднего значени  темпера туры объекта регулировани As a result, due to this execution of the correction unit, the oscillation amplitude and the steady-state deviation of the average temperature of the object of regulation are reduced.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Лвухпозиционный регул тор температуры , содержащий последовательно соединенные датчик температуры, первый сумматор и релейный регул тор, а также задатчик -температуры и блок коррекции, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности регул тора, в нем блок коррекции содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель, интегратор , включенные параллельно и встречно элементы вьщелени  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 усилител .A two-way temperature controller containing a series-connected temperature sensor, a first adder and a relay controller, as well as a temperature controller and a correction unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of the controller, the correction unit contains a series-connected differential amplifier, integrator , connected in parallel and counter elements of the sign of the signal and the second adder, to the third input of which the output of the temperature setpoint is connected, and the output of the second adder is connected to W The first input of the first adder, the outputs of the sensor and setpoint temperature connected to the inputs of the differential amplifier. .. tT)tT)