УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемое техническое решение относится к области электротермии, в частности к устройствам управления температурой электропечей сопротивления.
Известно устройство для регулирования температуры электропечи сопротивления («Электрооборудование и автоматика электротермических установок». Справочник. - М.: Энергия, 1978, с.304), содержащее задатчик температуры, регулятор напряжения, датчик температуры и регулирующее устройство, включающее в себя усилительное звено, интегральное звено и дифференциальное звено, суммирующее устройство, входы которого связаны с выходом интегрального, дифференциального и усилительного звеньев, и элемент сравнения, суммирующий вход которого связан с задатчиком температуры, а вычитающий вход с выходом датчика температуры. Данное устройство имеет следующие недостатки: при работе системы, состоящей из данного регулятора, регулятора напряжения, датчика температуры и электропечи, не учитываются изменяющиеся физические параметры футеровки, что приводит к «выбегу» температуры при переходе на работу с новой уставкой (заданием) при реализации сложного процесса термообработки.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в повышении точности регулирования путем уменьшения отклонения регулируемой температуры печи от заданного значения.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство, применяемое для регулирования температуры электропечи сопротивления, содержащее задатчик температуры, регулятор напряжения, датчик температуры и регулирующее устройство, включающее в себя усилительное звено, интегральное звено и дифференциальное звено,
суммирующее устройство, входы которого связаны с выходом интегрального, дифференциального и усилительного звеньев, и элемент сравнения, суммирующий вход которого связан с задатчиком температуры, а вычитающий вход с выходом датчика температуры, согласно полезной модели, дополнительно снабжено первым блоком умножения, вторым блоком умножения, третьим блоком умножения, а также первым функциональным блоком, вторым функциональным блоком и третьим функциональным блоком, корректирующими значения параметров усилительного, интегрального и дифференциального звеньев в функции температуры, причем выход первого функционального блока соединен с входом первого блока умножения, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения и вторыми входами второго и третьего блоков умножения, при этом выход первого блока умножения соединен через усилительное звено с первым входом сумматора, выход второго функционального блока соединен с входом второго блока умножения, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения, при этом выход второго блока умножения соединен через интегральное звено со вторым входом сумматора, выход третьего функционального блока соединен с входом третьего блока умножения, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения, при этом выход третьего блока умножения соединен через дифференциальное звено с третьим входом сумматора.
По второму варианту известное устройство для управления температурой электропечи сопротивления, содержащее регулятор напряжения, датчик температуры и регулирующее устройство, включающее в себя интегральное звено, дифференциальное звено, усилительное звено, суммирующее устройство, входы которого связаны с выходом интегрального, дифференциального и усилительного звеньев соответственно, и элемент сравнения, суммирующий вход которого связан
с задатчиком температуры, а вычитающий вход с выходом датчика температуры, согласно полезной модели, снабжено первым блоком умножения, вторым блоком умножения, третьим блоком умножения, а также первым функциональным блоком, вторым функциональным блоком и третьим функциональным блоком, корректирующими значения параметров усилительного, интегрального и дифференциального звеньев в функции температуры, соединенных своими входами с выходом датчика температуры, причем выход первого функционального блока соединен с входом первого блока умножения, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения и вторыми входами второго и третьего блоков умножения, при этом вход первого блока умножения соединен через усилительное звено с первым входом сумматора, выход второго функционального блока соединен с входом второго блока умножения, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения, при этом выход второго блока умножения соединен через интегральное звено со вторым входом сумматора, а выход третьего функционального блока соединен с входом третьего блока умножения, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения, при этом выход третьего блока умножения соединен через дифференциальное звено с третьим входом сумматора.
На фигурах представлены варианты структурных схем устройства для управления температурой электропечи сопротивления: вариант 1 на фиг.1 и вариант 2 на фиг.2.
Устройство для управления температурой электропечи сопротивления содержит последовательно соединенные задатчик температуры 2, регулятор напряжения 3, датчик температуры 4 и регулирующее устройство 5, включающее в себя интегральное звено 7, дифференциальное звено 8, усилительное звено 6, суммирующее устройство 9, входы которого связаны с выходом интегрального 7, дифференциального 8 и усилительного 6 звеньев соответственно, и
элемент сравнения 10, суммирующий вход которого связан с задатчиком температуры 2, а вычитающий вход с выходом датчика температуры 4, а также первый блок умножения 11, второй блок умножения 12, третий блок умножения 13, а также первый функциональный блок 14, второй функциональный блок 15 и третий функциональный блок 16, корректирующие значения параметров усилительного 6, интегрального 7 и дифференциального 8 звеньев в функции температуры, соединенных своими входами с выходом задатчика температуры 2,причем выход первого функционального блока 14 соединен с входом первого блока умножения 11, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения 10 и вторыми входами второго 12 и третьего 13 блоков умножения, при этом вход первого блока умножения 11 соединен через усилительное звено 6 с первым входом сумматора 9, выход второго функционального блока 15 соединен с входом второго блока умножения 12, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения 10, при этом выход второго блока умножения 12 соединен через интегральное звено 7 со вторым входом сумматора 9, а выход третьего функционального блока 16 соединен с входом третьего блока умножения 13, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения 10, при этом выход третьего блока умножения 13 соединен через дифференциальное звено 8 с третьим входом сумматора 9.
Согласно второму варианту устройство для управления температурой электропечи сопротивления содержит последовательно соединенные задатчик температуры 2, регулятор напряжения 3, датчик температуры 4 и регулирующее устройство 5, включающее в себя интегральное звено 7, дифференциальное звено 8, усилительное звено 6, суммирующее устройство 9, входы которого связаны с выходом интегрального 7, дифференциального 8 и усилительного 6 звеньев соответственно, и элемент сравнения 10, суммирующий вход которого связан с задатчиком температуры 2, а вычитающий вход с выходом
датчика температуры 4, а также первый блок умножения 11, второй блок умножения 12, третий блок умножения 13, а также первый функциональный блок 14, второй функциональный блок 15 и третий функциональный блок 16, корректирующие значения параметров усилительного 6, интегрального 7 и дифференциального 8 звеньев в функции температуры, соединенных своими входами с выходом датчика температуры 4,причем выход первого функционального блока 14 соединен с входом первого блока умножения 11, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения 10 и вторыми входами второго 12 и третьего 13 блоков умножения, при этом вход первого блока умножения 11 соединен через усилительное звено 6 с первым входом сумматора 9, выход второго функционального блока 15 соединен с входом второго блока умножения 12, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения 10, при этом выход второго блока умножения 12 соединен через интегральное звено 7 со вторым входом сумматора 9, а выход третьего функционального блока 16 соединен с входом третьего блока умножения 13, соединенного своим вторым входом с выходом элемента сравнения 10, при этом выход третьего блока умножения 13 соединен через дифференциальное звено 8 с третьим входом сумматора 9.
Устройство для управления температурой электропечи сопротивления работает следующим образом.
На вход элемента сравнения 10 поступают сигналы от задатчика температур 2 и от датчика температур 4, которые вычитаются. Полученное значение (сигнал рассогласования) поступает на входы блоков умножения 11, 12, 13 а после на вход усилительного 6, интегрального 7 и дифференциального 8 звеньев. Сигналы от усилительного 6, интегрального 7 и дифференциального звеньев поступают на вход суммирующего устройства 9, которое подает итоговый сигнал от звеньев на регулятор напряжения 3. Регулятор напряжения 3 выдает управляющее воздействие на объект управления - электропечь сопротивления.
Функциональные блоки 14, 15, 16 получают сигналы либо от задатчика температуры 2, либо от датчика температуры 4. В соответствии с полученным значением каждый блок подает сигнал на соответствующий блок умножения - 11, 12, 13, через которые сигнал, полученный умножением поступающих сигналов от элемента сравнения 10 и функциональных блоков, поступает на усилительное 6, интегральное 7 и дифференциальное 8 звенья.