Systém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou diferencie meranej teploty

Číslo patentu: U 7079

Dátum: 01.04.2015

Autori: Balara Milan, Matisková Darina

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

m) SK ÚŽITKOVÝ VZOR 7 0(22) Dátum podania prihlášky 12. 6. 2014 (13) Druh dokumentu y(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) Int. C 1. 0015.01)(43) Dátum zverejnenia prihlášky 4. 11. 2014 Vestník UPV SR č. 11/2014ÚRAD úžitkového vzoru 1. 4. 2015 PRIEMYSELNĚHO Vestník UPV SR č. 04/2015 VLASTNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenie. SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 17. 2. 2015(62) Číslo pôvodnej prihlášky v prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Technická univerzita v Košiciach, Fakulta výrobných technológií so sídlom v Prešove, Prešov, SK(54) Názov Systém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou diferencie meranej teplotySystém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou teplotnej diferencie je obvod riadenia teploty média (9) v priestore nádoby (8). Hlavnou regulovanou veličinou je údaj teploty média prenášaný spojom (22). Pomocnou regulovanou veličinou je údaj teplotnej diferencie média prenášaný spojom (18). Akčná veličina prenášaná spojom ( 15) zabezpečuje optimálny časový priebeh teploty média. Do spätnej väzby obvodu je začlenený blok diferencie snlmanej hodnoty výstupu tvorený diferenčným blokom(26) a oneskorovacim blokom (25). Do uvedeného bloku je privedený údaj o veľkosti výstupnej teploty zo snímača teploty média (7), (spoj 21) a tiež ten istý údaj po prechode cez oneskorovací člen (25) spojom (20). Spojom (18) je vedený rozdiel medzi súčasnou a predchádzajúcou teplotou média (9). Tento údaj vstupuje do ústredného člena regulátora, ktorý obsahuje príslušné diferenčnć bloky (l) a (3),ústredný člen regulátora teploty média (2), ústredný člen regulátora diferencie teploty média (4) a akčný člen (5).Technické riešenie sa týka zariadení, kde dochádza k samočirmej regulácii teploty média V uzavretom priestore.Médium (plyn, kvapalina, pevná látka) v uzavretom priestore tvorí objekt, ktorý v prípade potreby jeho ohrevu na určitú zvolenú teplotu a jej udržovanie možno pokladať za vyhrievanú sústavu (regulovanú sústavu). Vyhrievaná sústava obsahuje okrem vyhríevaného média obvykle aj zdroj tepelnej energie (napr. elektrický odporový ohrievač) napájaný zo zdroja energie a tiež snímač teploty média. Riadiacim vstupom do takejto sústavy je (akčná) veličina generovaná regulátorom (riadiacou jednotkou), ktorý obsahuje okrem ústredného člena aj akčný člen a snímač teploty. Akčný člen dodáva energiu do ohrievača média, ktorý generuje príslušný tok tepelnej energie určujúci veľkosť teploty vyhrievaného média (výstupnej regulovanej veličiny). Regulačný obvod teploty vyhrievanej sústavy je obvykle riešený tak, že na výstup regulovanej sústavy je pripojený snímač teploty, ktorý svojím signálom vstupuje do regulátora a ten na základe jeho porovnania so žiadanou hodnotou teploty média generuje signál ústredného člena regulátora vstupujúci do akčného člena regulátora. Z akčného člena vystupuje akčná veličina, ktorá je vstupom do regulovanej sústavy, jej výstupom je teplota vyhrievanej sústavy (regulovaná veličina). Do vyhrievanej (regulovanej) sústavy vstupujú taktiež poruchové veličiny, ktoré predstavujú vplyv okolia na regulovanú sústavu. Ich vplyv je čiastočne potláčaný regulačným obvodom v dôsledku fungujúcej spätnej väzby a vlastnej funkcie regulátora.Typickým príkladom takéhoto riešenia je riešenie súvisiace s problematikou regulácie teploty formy pri výrobe tenkostenných kovových odliatkov metódou tlakového liatia. Automatický ohrev a chladenie formy je vykonávaný prietokom kvapalného média s vysokým bodom varu. Pri cykle ohrevu formy je ohriata kvapalína prečerpávaná cez prečerpávacie kanáliky formy a ochladená sa vracia do nádoby s ohrievačom, v ktorej dochádza k jej ďalšiemu automatickému ohriatiu. Pri súčasnom riešení systémov regulácie teploty sa vyskytujú v tejto súvislosti nedostatky v priebehu a kvalite regulácie teploty. Môžu to byť nasledujúce javy- systémy majú odlišné prechodove charakteristiky pri rôznych veľkostiach vstupov,- systémy môžu mať prechodové charakteristiky kmitavé, tlrnené. Preregulovania spôsobujú nadmemý odber energie a zhoršujú kvalitu regulácie,- statická charakteristika systémov je nelineárna, V prenose majú dopravné oneskorenie,- systémy sú citlivé na vplyv vonkajších poruchových veličín (vonkajšia teplota a pod.),- majú obmedzený rozsah nastaviteľných parametrov regulátora.V týchto prípadoch je vhodné, aby pri náležitej funkcii a štruktúre takého regulačného obvodu došlo k potlačeniu alebo úplnému odstráneniu uvedených nedostatkov.Uvedené nedostatky čiastočne alebo úplne odstraňuje systém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou teplotnej diferencie. Systém má štruktúru kaskádového regulačného obvodu teploty s hlavnou regulovanou veličinou (teplota média) a pomocnou regulovanou veličinou (teplotná diferencia média). Kaskádový regulátor tohto obvodu generuje akčnú veličinu vzniknutú v dôsledku spracovania informácie o teplote a diferencii teploty média počas zvoleného časového rozpätia. Takto vygenerovaná akčná veličina zabezpečuje optimálny časový priebeh teploty média a ustálenú hodnotu (výstupnej) teploty média. Do spätnej väzby takéhoto obvodu riadenia je začlenený blok diferencie snímanej hodnoty výstupu (diferencie teploty vyhrievaného média). Do uvedeného bloku je privedený údaj o veľkosti výstupnej teploty zo snímača teploty média a tiež ten istý údaj po prechode cez oneskorovací člen (člen s dopravným oneskorením). Na výstupe diferenčného bloku je rozdiel medzi súčasnou a predchádzajúcou teplotou média (diferencia meranej teploty). Tento údaj vstupuje do ústredného člena regulátora. Ten obsahuje príslušné diferenčné bloky, ústredný člen regulátora teploty média, ústredný člen regulátora diferencie teploty média a akčný člen. Jeho výstup je pripojený na vstup regulovanej sústavy, t. j. k zostave vyhrievacieho telesa, nádoby obsahujúcej médium. Teleso snímača teploty je súčasťou regulátora. Akčná veličina vystupujúca z regulátora zabezpečuje optimálny časový priebeh a ustálenú hodnotu (výstupnej) teploty média. Tým zabezpečuje dosiahnutie cieľa regulácie(dosiahnutie žiadanej teploty média) v optimálnom čase pri minimálnej spotrebe zdrojov energie.Obvody snímania hodnoty teploty média môžu byť analógové alebo diskrétne. Tie sú realizované vo forme analógovo diskrétnej hardvérovej sústavy alebo sú realizované pomocou softvér v mikropočítači, ktorý vykonáva obvykle aj funkciu riadiacej jednotky. V takomto prípade sú súčasťou obvodu aj príslušné prevodníky. Snímanie signálu výstupu je v takejto sústave jednoduché a tiež generovanie signálu jeho diferencie nieje problematické, nakoľko ide 0 pomaly sa meniacu sa veličinu, obvykle so zanedbateľnou šumovou a inou rušivou zložkou.Systém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou teplotnej diferencie preukazuje V prevádzke vlastnosti, ktoré sú podstatne priaznivejšie ako pôvodné riešenie. Takýto systém má predovšetkým kratšiu dobu regulácie, podstatne menšiu dynamickú chybu regulácie, menšie alebo žiadne preregulovanie a umožňuje uplatniť väčšie hodnoty konštánt ústredných členov riadiacej jednotky. V dôsledku toho je zvýšená invariantnosť systému voči poruchám a taktiež jeho parametrická invariantnosť (robustnosť).Prehľad obrázkov na výkresochTechnické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou výkresu, obrázok 1 znázorňuje celkové blokové usporiadanie funkčných častí zariadenia.Na obrázku l je znázomený príklad uskutočnenia technického riešenia. Systém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou teplotnej diferencie je systém riadenia teploty média g v uzavretom priestore nádoby § (t. j. v regulovanej sústave) má štruktúru kaskádového regulačného obvodu teploty. Hlavnou regulovanou veličinou je údaj teploty média g prenášaný spojom 22 a pomocnou regulovanou veličinou je údaj teplotnej diferencie média prenášaný spojom l 8. Kaskádový regulátor tohto systému (bloky l až 6, blok 7, 25 a 26) generuje akčnú veličinu (spoj Q) vznilmutú v dôsledku spracovania informácie o teplote (spoj Q, spoj 2 l, spoj 22) a diferencii teploty média (spoj 18) počas zvoleného časového rozpätia. Takto vygenerovaná akčná veličina zabezpečuje optimálny časový priebeh teploty média a ustálenú hodnotu (výstupnej) teploty média. Do spätnej väzby takéhoto obvodu riadenia je začlenený blok diferencie snímanej hodnoty výstupu(díferencie teploty vyhríevaného média) tvorený diferenčným blokom gs a oneskorovacím blokom z Do uvedeného bloku je privedený údaj o veľkosti výstupnej teploty z telesa 1 snímača teploty média 2 (spoj Ä) a tiež ten istý údaj po prechode cez oneskorovací člen 25 (člen s dopravným oneskorením) spojom Q. Na výstupe diferenčného bloku ě (spoj Q) je rozdiel medzi súčasnou a predchádzajúcou teplotou média 2 diferencía meranej teploty, spoj 18). Tento údaj vstupuje do ústredného člena regulátora, ktorý obsahuje príslušné diferenčné bloky l a 3, ústredný člen g regulátora teploty, ústredný člen i teplotnej diferencie a akčný člen j. Jeho výstup je pripojený na vstup regulovanej sústavy, t. j. k zostave vyhrievacíeho telesa Q, nádoby § obsahujúcej médium 2. Teleso 7 snímača teploty je súčasťou regulátora. Akčná veličina (spoj 15) vystupujúca z regulátora zabezpečuje optimálny časový priebeh a ustálenú hodnotu (výstupnej) teploty média 2. Tým zabezpečuje dosiałmutie cieľa regulácie (žiadanej teploty média 2 prenášanej spojom m) V optimálnom čase,pri minimálnej spotrebe zdrojov energie.Zariadenie podľa navrhovaného riešenia je možno použiť všade, kde je potreba samočinného riadenia teploty určitého množstva média, ktorého pohyb slúži na ohrev ďalších zariadení. Príkladom je regulácia teploty kvapaliny na ohrev lisovacích a zlievarenských foriem. Tiež je vhodný na vyhrievanie priestorov obytných,pracovných, skladovacích a pod. Kvalita regulácie teploty je zabezpečovaná snímaním a spracovaním riadiacej a výstupnej veličiny, systém je tiež odolný (invariantný) pred vplyvmi vonkajších porúch.l. Systém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou teplotnej diferencie v y z n a č u j ú c í s a t ý m , že je tvorený nádobou (8) naplnenou médiom (9), do ktorého je zasunuté vyhrievacie teleso (6) a teleso (7) snímača teploty, akčným členom (5), ústredným členom (4) teplotnej diferencie, diferenčným blokom (3), ústredným členom (2) teploty, diferenčným blokom (l), oneskorovacím blokom (25) a diferenčným blokom (26), pričom riadiaci spoj (10) vstupuje do díferenčného bloku (l), z neho vystupujúci spoj (l l) je spojený s ústredným členom (2) teploty, z neho vystupujúci spoj (12) je pripojený k diferenčnému bloku (3), zároveň z neho vystupujúci spoj (13) je pripojený k ústrednému členu (4) teplotnej diferencie,z neho vystupujúci spoj (14) je spojený s akčným členom (5) a z neho vystupujúci spoj (15) je pripojený k vyhrievaciemu telesu (6).2. Systém riadenia teploty media v uzavretom priestore so slučkou teplotnej diferencie podľa nároku l,v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že z telesa (7) snímača teploty vystupujúci spoj (19) vstupuje do dife SK 7079 Ylrenčného člena (26) a z neho vystupujúci spoj (18) je spojený s diferenčným blokom (3), pričom z telesa (7) snímača teploty, vystupujúci spoj (21) je pripojený k oneskorovacíemu bloku (25) a z neho vystupujúci spoj(20) je pripojený k diferenčnému bloku (26), ktorý je spojom (18) pripojený k diferenčnému bloku (3), pričom z telesa (7) snímača teploty vystupujúci spoj (22) je pripojený k diferenčnćmu bloku (l).

MPK / Značky

MPK: G05D 23/19

Značky: diferencie, riadenia, slučkou, meranej, teploty, media, priestore, systém, uzavretom

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-u7079-system-riadenia-teploty-media-v-uzavretom-priestore-so-sluckou-diferencie-meranej-teploty.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Systém riadenia teploty média v uzavretom priestore so slučkou diferencie meranej teploty</a>

Podobne patenty