Многоканальный регулятор тепловых процессов Советский патент 1983 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автомати ческому регулированию технологических процессов термообработки издели в группе технологических установок. По основному авт. св. № 943667 известен многоканальный регулятор тепловых процессов, содержащий соединенные последовательно опорный г нератор и делитель частоты, включен ные последовательно блок управлзния и блок опроса, измерительные входы по числу каналов которого связаны с датчиками температуры, управляющие выходы - с исполнительными органами по числу каналов, а выход согласования связан с первым входом блока управления, а также включенные последовательно счетчик импульсов, первый блок памяти, коммутатор импульсов, первые -буферный элемент и сумматор, а также первый и второй элементы И, распределитель импульсов формирователь тактовых импульсов, блок индикации, селектор импульсов, таймер и блок программирования, вход которого подключен к выходу счетчике, импульсов, к первым входам формирователя тактовых импульсов, блока индикации и второму управляющему входу блока опроса, а выходы: первый - к второму входу первого сумматора, второй - к первому входу селектора импульсов, третий - к первому входу блока управления, четверд тый - к первому входу второго элемен та И, второй вход которого соединен с выходо л таймера, а выход - с треть им. управляющим блоком опроса, четвер тый управляющий вход которого соединен с вторым входом первого буферного элемента и первым выходом распределителя импульсов, второй выход которого подключен к третьему входу первого блока памяти, а входы - к выходу первого элемента и первому выходу делителя частоты, соединенном с входом счетчика импульсов, второй выход делителя частоты связан с первым входом,.а третий через формирователь тактовых импульсов - с вторым входом первого элемента И, причем селектор импульсов вторым входом CBH зан с вторым входом блока индикации и выходом первого блока памяти, а вы ходы через блок управления с третьим входом блока индикации и вторым входом коммутатора импульсов, третий вход которого соединен с вторым вы- ходом блока управления Cl. . Однако в таком регуляторе возможна ложная коррекция программы при : воздействии импульсной кратковременной помехи на измерительные цепи, что .приводит к снижению точности программирования. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости регулятора. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный регулятор тепловых процессов введены соединенные последовательно третий элемент И, второй блок памяти, второй буферный элемент, второй сумматор и четвертый элемент И, связанный вторым входом с вторым входом третьего элемента И и вторым выходом блока управления, а выходом - с третьим входом коммутатора, причем третий элемент И первым входом подключен к второму выходу распределителя импульсов, второй буферный элемент вторым входом связан с первым выходом распределителя импульсов, второй выход второго сумматора соединен с вторым входомвто рого блока памяти. На чертеже приведена структурная схема регулятора. Регулятор содержит опорный генератор 1, делитель частоты 2, первый 3 элемент И, распределитель 4 импульсов, счетчик 5 импульсов, формирова тель 6 тактовых импульсов, первый блок памяти 7, первый 8 сумматор, блок 9 программирования, блок 10 индикации, коммутатор 11, первый 12 буферный элемент, селектор 13 импульсов, блок 14 управлер ия, второй 15 элемент И, блок 16 опроса, таймер 17, термодатчики 18, исполнительные органы 19, второй 20 буферный элемент, второй 21 блок памяти, второй 22 сумматор, третий 23 и четвертый 24 элементы И. Генератор 1, делитель частоты 2 ц счетчик 5 соединены последовательно. Выход счетчика 5 подключен к адрес--, ным входам блоков 7 и 21 памяти, блока 9 программирования, блока 10 индикации, формирователя 6 тактовых импульсов, блока 16 опроса. Делите.Ц| 2 соединен также с входами формирователя 6 тактовых импульсов, элемен та И 3 и распределителя 4 импульсов, первый вход которого соединен С выходом элемента И 3, а выходы (с первого по четвертый) подключены соответственно к тактовым входам буферного элемента 20, элемента И 23, буферного элемента 12 и блока опроса 16, блока 7 памяти. Выход блока памяти соединен с первым входом коммутатора 11 и вторыми входами блока 10 индикации и селектора 13. Буферный элемент 12 соединен с выходом коммутатора 11 и через сумматор 8 - с информационным входом блока 7 памяти. Буферный элемент .20 соединен с выхрдом блока 21 памяти и через сумматор 22 - с вторым входом блока 21 памяти, третий вход которого соединен с выходом элемента И 23. Выходы блока 9 программирования подключены кЗадающим входам сумматора 8, селектора 13, лока 14 управления и элемента И 15, соединенного также с таймером 17 и третьи входом блока опроса 16, который соединяет термодатчики 18 с третьим входом блока 14 управления и первый выход последнего - с исполнительными органами 19. Второй вход блока 14 управления соединен с вторыми входами элементов И 23 и 24, а третий выход - с третьим входом блока 10 инди каций и вторым входом коммутатора 11 третий вход которого связан с первым выходом сумматора 22 через элемент . И 24. Устройство работает следующюл обраэом. Блок 9 программирования выдает за несенную в него оператором информацию о режимных параметрах в цифровом коде для каждого канала термообработ ки, а именно: на cyNwaTop 8 о темпе нагрева или охлаждения, на селектор 13 об .уровне изотермы, на блок 14 управления о гистерезисе регулирования и коррекции, на элемент И 15 о времени окончания цикла термообработки. Сигнал генератора 1 преобразу ется делителем частоты 2 в сигнал с частотами (для управления адресными входами блоков с помощью счетчика 5), „ (для тактирования работы распределителя 4 импульсов через эле мент И 3 - определяет частоту перезаписи информации в блоке 7 памяти) у (для управления формирователем 6 тактовых импульсов). При этом число разрядов распределителя импуль сов 4. Формирователь 6 осуществляет формирование импульса: одного сигнала с длительностью между моментами обнуления счетчика 5, соответствукмдей времени разового опроса всех кана- лов. При этом Осуществляется операция суммирования прежних значений сигнала задания в блоке 7 памяти с заданным на сумматор 8 значением приращения. Темп изменения сигнала задания равен где К - код приращения. Блок 7 памяти - оперативное запоминаквдее устройство (ОЗУ) с послов;ной выборкой, причем разрядность слова (строки) определяется требуемой точностью задания режима термообработки, а количество слов (столбцы) - числом каналов регулирования. Распределитель 4 импульсов с приходом сигнала от формирователя 6 так товых импульсов в течение каждого адресного сигнала формирует короткий импульс, сдвигающийся за такт от. первого выхода к четвертому. В момент смены адреса распределитель 4 принудительно обнуляется. Блок 7 работает постоянно в режиме пословной выборки, а с приходом тактового сигнала от распределителя 4 импульсов - выборка дополняется операцией суммирования или коррекции-(в случае нарушения режима термообработки). При этом по адресному сигналу ocifществляется выборка информгщии из блока 7, ее передача через коммутатор 11 (если сигнал задания меньше уровня изотермы) на буферный элемент 12 и запись в память последнего по сигналу распределителя 4. Далее сигнал задания суммируется в сумматоре , 8 с заданным приргицением и по сигналу распределителя 4 заносится в данное слово ОЗУ вместо прежней информации. Если в результате действия помех динамическая ошибка регулирования превысит.допустимое значение, на втором выходе блока 14 управления появится сигнал разрешения на запись дополнительной Ч в данное слово блока 21 памяти. Блоки 20, 21 и 23 работают аналогично блокам 7,8 и 12 и тактируются также распределителем 4 импульсов, реализуя многоканальный счетчик импульсов.. Эти блоки образуют в каждом канале цифровой фильтр, исключающий ложную коррекцию при прохождении кратковременной помехи. Степень фильтрации К равна объему памяти информационного слова ОЗУ. Коррекция программы произойдет только в случае многократного (К-граз) появления сигнала коррекции в рассматриваемом канале за несколько циклов опроса этого канала. При появлении К-го сигнала коррекции программы канала в буферный элемент 20 запишутся все разрядные , на выходе сумматора 22 появится сигнал переполнения, подключающий коммутатором 11 код сигнала об ратной связи через сумматор 8 для записи в блок 7 Па№1яти. Таким образом, за время присутствия каждого адресного сигнала (соответствующего номеру опрашиваемого канала) поочередно осуществляется запись информации в буферный элемент 20. в блок 21памяти, в буферный элемент 12 и затег в блок 7 памяти. Каждадй канал регулирования работает независимо от других каналов. Селектор 13 пропускает на выход наименьший из входных сигналов сигнал задания от блока 7 либо код уровня изотермы. Блок 16 опроса периодически йоследовательно подключает блок 14 управления к термодатчику 18 и первому входу исполнительного органа 19. По второму входу пос;леднего производится откючение закончившего программу термообработки .канала.при равенстве заданного времени .блоком 9 программирования и текущего времени таймера 17. Блок 14 управления усиливает сигнал термодатчика, определяет значение сигнала ошибки (разность сигнала задания и термодатчика), по которому формирует сигналы управления и коррекции. Логический уровень управл ющего сигнала по стробирукицему импульсу распределителя 4 запоминается в исполнительных органах 19 фиксаторамипорядка. Перед пуском канала в работу блоком 9 программирования устанавливается режим термообработки/ а затем подается разрешаккций сигнал на включение исполнительного органа-. С этого момента блок 7 памяти начинает формировать сигнал задания, изменякядийся от начальной температурь до уровня изотермы, который фиксируется селектором 13, переключающим регулятор в режим стабилизации параметра. Если помехи и возмущения нарушают режим термообработки, сигнал ошибки превышает допустимое значение и фиксируется блоком 21 памяти. Многократные сбои свидетельствуют о значительности помехи или сбое в программоносителе . В этом случае помеха проходит через цифровой фильтр (блоки 20-24) на коммутатор II.и корректирует програ ««у. по сигналу обратной связи, ликвидируя тем самым большие уровни сигнала ошибки.. Таким образом, предлагаемый регулятор представляет собой цифровую многоканальную систему с индивидуальным программированием работы ее каналов и эффективной фильтраци&Й помех, реализованной на основе многоканального цифрового фильтра.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ по авт. св. № 943667, отличающийся : тем, что, с целью повышения надежности, он содержит соединенные последовательно третий элемент И второй блок памяти, второй буферный элемент, второй сумматор и четвертый элемент И, связанный /вторым входом с вторым входом третьего элемента И и вторым выходом блока управления, а выходом - с третьим входом коммутатора, причем третий элемент И первым входом подключен к второму выходу распределителя импульса, второй буферный элемент вторым входом связан с первым выходом распределителя импульсов, второй выход второго сумматора соединен с вторьом входом второго бло- ка памяти. S (Л CZ