Электронные регуляторы температуры

Электронные регуляторы – функционально законченные устройства, предназначенные для регулирования температуры. Могут выполнять функции дистанционной передачи показаний и сигнализации. Не предназначены для визуального наблюдения измеренного значения температуры.

Электронные регуляторы работают в комплекте с термометрами сопротивления или термопарами.

В состав электронного регулятора входят:

- реохордный задатчик;

- устройство компенсации температуры свободных концов для ТП или мостовая измерительная схема для ТС;

- усилитель сигнала отклонения;

- реле или бесконтактное выходное устройство;

- устройства сигнализации «мало» и «много»;

- вспомогательные устройства (источник питания и т.п.).

Рассмотрим функциональную схему простейшего ЭР температуры дискретного действия.

1 - реохордный задатчик;

2 - устройство компенсации температуры свободных концов t _с;

3 - усилитель отклонения;

4 - импульсный элемент;

5 - реле или/и тиристорный ключ;

R _н - сопротивление нагревателей печи;

R, С - элементы обратной связи импульсного элемента.

Регулятор температуры работает следующим образом. С выхода реохордного задатчика 1 снимается малое напряжение постоянного тока Е _зад, связанное с заданным значением температуры t _зад. Шкала задатчика оцифрована в градусах Цельсия.

Для измерения текущего значения температуры t используют термопару (на схеме не показана), которая вырабатывает сигнал Е (t, t _c). Этот сигнал поступает на вход устройства 2 компенсации температуры свободных концов t _с. С выхода устройства 2 снимается выходной сигнал Е(t), связанный с текущим значением температуры t.

Оба сигнала – Е _зад и Е(t) – поступают на входы усилителя отклонения 3, где вычисляется сигнал отклонения ε = Е _зад– Е(t). Сигнал отклонения ε подается на вход импульсного элемента 4, где преобразуется в соответствии с законом регулирования в последовательность импульсов. R-C элементы обратной связи используют для настройки параметров закона регулирования.

Последовательность импульсов с выхода импульсного элемента 4 поступает на реле или/и тиристорный ключ 5, что приводит к изменению мощности в нагрузке R _н.

Работу дискретного регулятора можно проиллюстрировать следующим образом.

Отклонение составляет ε = t _зад– t.

Позиционный закон регулирования:

Р _max; ε > 0 (t < t _зад);

Р _min=0; ε < 0 (t > t _зад).

Импульсный закон регулирования:

А _имп = Р _max = const; Т _имп = const;

τ _имп = var.

Амплитуда импульсов А _имп и период их следования Т _имп постоянны, а длительность импульсов τ _имп определяется законом регулирования: τ _имп= F(ε, εdτ, dε/dτ);

P _им= P _ср= А _имп · τ _имп/ Т _имп = (Р _max/ Т _имп) · F (…).

Таким образом, получаем, что при позиционном законе регулирования длительность импульса мощности на нагревателях печи определяется только знаком отклонения и не зависит от его значения. В этом случае качество регулирования будет невысоким. С проблемами позиционного регулирования можно ознакомиться при выполнении лаб. работы №4.

При импульсном законе регулирования длительность импульса мощности на нагревателях зависит от значения отклонения (τ _имп= F(ε, εdτ, dε/dτ)) и качество управления объектом будет выше (см. лаб. работу №4). Импульсныйзакон регулирования является аналогом непрерывного закона. Погрешность регулирования температуры обычно составляет ±1 %.

Дата добавления: 2014-01-14