Приборы регулирования температуры

Регуляторы температуры прямого действия

Температура является показателем термодинамического состояния объекта и используется как выходная координата при автоматизации тепловых процессов. Характеристики объектов в системах регулирования температуры зависят от физических параметров процесса и конструкции аппарата. Поэтому общие рекомендации по выбору АСР температуры сформулировать невозможно и требуется тщательный анализ характеристик каждого конкретного процесса.

Регулирование температуры в инженерных системах производится значительно чаще, чем регулирование каких-либо других параметров. Диапазон регулируемых температур невелик. Нижний предел этого диапазона ограничен минимальным значением температуры наружного воздуха (—40 °С), верхний — максимальной температурой теплоносителя (+150 °С).

К общим особенностям АСР температуры можно отнести значительную инерционность тепловых процессов и измерителей (датчиков) температуры. Поэтому одной из основных задач при создании АСР температуры является уменьшение инерционности датчиков.

Системы автоматического регулирования температуры обычно разрабатываются по единой структурной схеме (рис.8.1) и состоят из задатчика 3, устройства сравнения УС, чувствительного элемента (датчика) ЧЭ, объекта регулирования OP исполнительного устройства ИУ и усилителя У. Задатчиком (уставкой) устанавливают в термической установке требуемый уровень температуры, который должен поддерживаться системой автоматически. Чувствительный элемент (например, термоэлектрический преобразователь – термопара), находящийся в термической установке – объекте регулирования, измеряет действительное значение температуры и подает сигнал в устройство сравнения. Этот сигнал сравнивается с заданным ,и в результате вырабатывается сигнал рассогласования. Усилитель преобразует сигнал рассогласования в управляющий сигнал требуемого вида и мощности, который воздействует на исполнительное устройство, регулирующее подачу электроэнергии. При этом система приходит в равновесие, и сигнал рассогласования становится равным нулю.

Температура термической установки прямо пропорциональна подводимой мощности питания. Плавно изменяя подводимую мощность, поддерживают постоянную в любой момент времени температуру. При ступенчатом изменении подводимой мощности температура лишь в среднем за какой-то период времени может быть пропорциональна ей.

Точность регулирования температуры обеспечивается охватом блоков питания отрицательной обратной связью по напряжению, которая способствует постоянству температуры установки, так как основные внешние колебания сетевого напряжения стабилизируются контуром усилителя. Кроме того, точность регулирования температуры зависит от используемого блока питания. Чем чаще включается установка, тем выше должна быть точность регулирования. Однако частота включения установки ограничивается допустимым режимом работы коммутационной аппаратуры. При использовании бесконтактных блоков питания на магнитных усилителях или тиристорах частота включения установки не ограничивается.