Устройство для программного управления Советский патент 1984 года по МПК G05B19/02 

Изобретение относится к устройствам автоматического управления и может быть использовано для управ™ ления импульсными дозаторами реагентов в технологических процессах цветной металлургии, Известно устройство для автоматического дозирования реагентов, содержгицее преобразователь, генератор множитель сигналов, реле времени и усилитель мощности, соединенный с электромагнитами дозаторов реагентов СИ . Но так как на вход устройства подается аналоговый сигнал, то необ ходимы его дополнительные преобразо вания при работе устройства совмест но с цифровыми вычислительными маши нами (UBMJ в системах автоматизированного управления технологически процессом, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство д программного управления, содержащее генератор импульсов, блок выбора режима управления, последовательно соединенные формирователь импульсс в усилитель мсэдности и исполнительный элемент, элемент И, элемент или, триггеры первую и вторую группы элементов И-НЕ и счетчик. Это устро ство может быть подключено непосред ственно к ЦШ так как входным сигналом устройства является цифровой код С21. Для получения необходимой точности следования импульсов управлен количество .триггеров, элементов и разрядность счетчика должны быть значитеяьншвд, но при этом надежнос устройства, обратно пропорциональна количеству используемых элементов, будет НИЗКОЙ. Работоспособность эле ментов ИЛИ и третьего И, выполняющи функцию защиты от появления на выхо устройства постоянного сигнала при нулевом состоянии триггеров, которо может возникнуть в момент включения устройства, также влияет на надежность последнего, так как они распо ложены в цепи следования импульсов управления. Кроме того, устройство не позволяет изменять длительность импульсов управления, что необхо,димо для получения оптимальной характеристики регулирования устройства. Целью изобретения является упрсяцение устройства, расширение возможностей регулирования изменением длительности импульсов управления и интервала их следования. Указанная цель достигается тем, что устройстЬо для программного управления, содержащее блок выбора режима управления, генератор импульсов, ВЕлходом соединенный с первым входом элемента 2И-НЕ, и последовательно соединенные группу первых триггеров, счетчик, делитель частоты и первый элемент 2И, выход элемента 2И-НЕ подключен к счетному входу деп лии.аля частоты, информационные выидды блока выбора режима управления соединены с информационными входаг группы первых триггеров, содержит формирователь импульса два элемента 2И, элемент 2ИЛИ, второй триггер, дифференцирующий элемент и третий триггер,, прямой выход которого подключен ко второму входу первого элемента 2И, первым установочным входом - к соответствукщему управляющему выходу блокс1 выбора режима управления, вторым установочным входом через второй элемент 2И.- к соответствующему управляквдему выходу блока выбора режима управления и к первому входу третьего элемента 2И, вторым входом соединенного с соответствующим управляющим выходом блока выбора режима управления, а выходом - с первым входом элемента 2ИЛИ и с первыми установочными входами группы триггеров, вторые установочные входы которых подключены к выходу формирователя импульсов, выход счетчика импульсов через дифференцируквдий элемент соединен со вторым входом элемента 2ИЛЙ, выход которого подключен ко входу разреше.ния записи счетчика. Блок выбора режима управления содержит группу элементов , дешифратор и группу элементов 2ИЛИ, выходы которых подключены к управляющим выходам блока выбора режима управления, а выходы элементов группы 2ИЛИ-НЕ - к информационным выходам данного блока, информационные 13ХОДЫ которого подключены ко входам элементов группы 2ИЛИ-НЕ . установочные входы блока через дешифратор соединены с первь)1ми вхо-, дани элементов 2ИЛИ, вторые входы которых подключены к соответствующим входам блока. На чертеже пр 5 ведена функ2диональ нал схема устройства. Устройство содержит блок 1 выбора режима управлении с элементами 2ИЛИ--НЕ , дешифратором :з и двумя группами элементов 2ИЛИ, и ъ-7, формирователь б импульса, канапы управления, содержасхие первую группу триггеров ., элемент 2ИЛИ 11, первый 12 и второй 13 элементы 2И, генератор 14 импульсов , счетчик 15, дифференцирукждий элемент 16, элемент 2И-НЕ 17, делитель 18 частоты, третий триггер 19, третий элемент 2И 20, и второй триггер 21, На блок 1 выбора режима управления поступает код, содержащий инфор мация об интервале следования импульсов управления, от ЦВМ на входы 22;,- 22 и от оператора на входы 23л- 23t , информацию об адрес канала управления: от ЦВМ на входы 24 - 24р и от оператора - на вход 2Ь-и - 25й , После преобразований она следует на выходы блока 1. Команды обращения к группе триггеров и к третьему триггеру,команда на измене ние длительности импульса управлени поступает соответственно на входы 2 и27,. 28 и 29, 30 и 31, Объединенны элементами 5-7, они подаются на пер вый, второй и третий 32 - 32 и 33-35 выходы управления блока 1. На вход 36 формирователя импульсов под ется напряжение от источника питани устройства. Команда обращения к триггерам.яв ляется взаимно независимой во време ни по отношению к командам обращени к третьему триггеру и на изменение длительности. Она подается на устройство при необходимости занесения информации в триггеры, позволяя сиг налу с какого-либо из выходов 32iiЭ2п пройти на входы разрешения зап си триггеров. После этого команда снимается. Команда обращения к триггеру-фиксатору подается на устройство при изменении длительности импульса управления. Последовательность поступления этой команды и команды на изменение длительности, подаваемой только при уменьшении длительности, может быть любой при работе устройства совместно с пультом оператора, так как команды на нем фиксируются и снимаются после нажатия кнопки адреса требуемого канала управления. При работе устройства совместно с ЦВМ эти команды поступают на него в одной посылке с кодом адреса канала управления, т.е. одновременно, но длительность команды на изменение длительности должна быть больше,чем у двух других сигналов. Это требование определяется синхронным типом триггера 19. При рйбсте устройства совместно с ЦВМ последняя в соответствии с введенной в нее программой производит периодический опрос датчиков, и по результатам анализа параметров технологического процесса определяет необходимость подачи той или иной информации на устройство. В неавтоматическом режиме эта операция производится оператором в соответствиис накопленным у него практическим опытом по результатам анализа показаний вторичных приборов и по непосН редственным наблюдениям за ходом технологического процесса. Счетчик 15 представляет иэ себя двоичный счетчик с предварительной записью информации, он работает в режиме непрерывного счета импульсов, поступайвдих на его счетный вход. Счетчик 18 - двоичный, работает периодически, по окончании цикла отработки счетчиком 15 заданного интервала следования импуль,сов ,и до появления сигнала на первом или втором его выходах, в зави-, симости от того, каким иэ них сбрасывается триггер 21. Первый выход счетчика отведен от среднего из счетных триггеров, последовательность которых его образует la этом случае коэффициент деления счетчика имеет меньшее значение), а второй - от последнего из них (в этом случае коэффициент деления; вдвое больше). За счет этого реализуется работа устройства с различными значениями длительностей импульсов управления. Временной связи между подачей команд с пульта оператора и сигналами с выходов счётчика 18 нет. Команды могут подаваться в любой момент , независимо от состояния счетчика, задержка в изменении длительности может быть не больию, чем на один цикл (это не имеет существенного значения). Инверсный код интервала следования импульсов управления с инверсных информационных выходов блока 1 выбора режима управления подается на установочные входы триггеров 10л lOt: . Запись информации производится по команде обращения со входов 26 и 27 в триггеры того канала 9|-9rt управления, в Kotopoiit на первый вход элемента 2И 12 поступает, кроме того, сщрес канала - сигнал логической единицы с выходов элементов ,. Б результате совпадения этих сигналов на выходе элемента 12 появляется импульс, поступакяций на входы разрешения записи триггеров 10; -lOt, производящий запись информации . Этот же импульс через элемент 2ИЛИ 11 поступает на вход разрешения записи счетчика 15. Так как информация о коде интервала следования импульсов управления инвертируется дважды элементами 2 и 10, то в счетчик она запишется в том виде, в котором поступает на вход блока 1 выбора режима управления. Каждый импульс генератора 14 импульсов, поступая на счетный вход счетчика 15, будет изменять его содержимое на единицу, пока его состояние не станет нулевым. При этом сформируется фронт сигнгша окончания отработки заданного интервала. Для того, что«йл цикл отработки его повторился, необходимо в счетчик 15 записать вновь содержимое триггеров первой группы 10,1-10 Для этСго сигнал с его выхода через дифференцируквдий элемент 16 и элемент 2ИЛИ 11 подается на вход разрешения записи счетчика. В результате в нем снова записывается код, содержащийся в триггерах, и цикл обработки заданного интервала повторяется. Дифференцирующий элемент 16 необходим для ограничения длительности выходного сигнала счётчика 15, чем устраняется возможность перевода счетчика в единичное состояние импульсом генератора 14, следующим после отработки заданного интервала.

При включении устройства на вход 36 формирователя импульсов а подается напряжение питания. В результате на его выходе в момент включения появляется нулевой логический уровень, устанавливагадий триггеры всех каналов в -нулевое состояние, т.е. на их инверсных выходах появляются сигналы с уровнем логичекой единицы, которые переписываютс и в счетчик 15. В результате на его выходе будут появляться сигналы с максимально возможным интервалом следования, определяемым коэффициентом деления счетчика, до первого обращения к данному каналу управления оператора или ЦВМ. Благодаря это устраняется опасность появления| на выходе устройства постоянног сигйала.

Появившийся по окончании отработки заданного интервала следования импульсов управления на выходе счетчика 15 сигнал запустит спусковой триггер 21, чем сформирует фронт

импульса управления, обнулит делител 18 и разрешит поступление на его вхо импульсов с генератора 14 импульсов, В зависимости от того, какой сигнал находится на выходе триггера 19 с единичным или нулевым логическим уровнем - триггер 21 будет приведен в исходное состояние сио налами или с первого, или со второго выходов делителя 18 при поступлении их на его входы - соответственно счетный или сброса. Этим будет сформирован спад импульса управления меньшей или большей длительности. Изменение состояния триггера 1У, т.е. длительности импульса управления, производится подачей команды с уровнем логических нуля или единицы с выхода 35 блока 1, которая заносится в триггер-фиксатор 19 при появлении на его входе разрешения записи сигнала логической единицы, являющейся результатом совпадения на входах элемента 2И 13 вдреса канала управления и команды обращения к триггеру-фиксатору 19, подаваемой с выхода 34 блока 1,

Использование элемента М 12 и 13 позволяет разделить во времени изменение состояний триггеров 10 и триггера 19, т.е. обеспечивает независимость регулирования периода (интервала; следования импульсов управления и их длительности,

Применение предлагаемого устройства взамен известного позволяет увеличить его надежность и снизить стоимость за счет сокращения количества элементов, расширить возможности регулирования благодаря изменению как интервала следования импульсов управления, так и их длительности.,

1. УСГРОЙСГВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок выбора режима управления, генератор импульсов, выходом соединенный с первым входом элемента 2И-НЕ, и последовательно соединенные группу первых триггеров, счетчик, делитель частоты и первый элемент 2И, выход элемента 2И-НЕ подключен к счетному выходу делителя частоты, информационные выходы блока выбора режима управления соединены с информационными входами группы первых триггеров, отличающее ся. тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит формирователь импульса, два элемента 2И, элемент 2ИЛИ, второй триггер, дифференцирующий элемент и третий триггер, прямой выход которого подключен ко второму входу первого элемента 2И, первым установочным входом - к соответствующему управлянвдему выходу блока выбора режима управления, вторым установочным входом через второй элемент 2И - к соответствующему управляюще 1у выходу блока выбора режима управления и к первому входу третьего элемента 2И, вторым входом соединенного с соответствующим управляющим выходом блока выбора режима управления, а выходом с первым входом элемента 2ИЛИ и с первыми установочными входами группы триггеров, вторые установочные входы которых подключены к выходу формирователя импульса, выход счетО чика через дифференцирующий элемент 9 соединен со вторым входом элемента (Л CZ 2ИЛИ, выход которого подключен к входу разрешения запиА счетчика, 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок выбора .режима управления содержит группу элементов 2ИЛИ-НЕ, деимфратор и группу элементов 2ИЛИ, выходы э которых подключены к управляющим выходам блока выбора режима управления, а выходы элементов группы 2ИЛИ-НЕ - к информационным выходам данного блока, информационные входы которого подключены к входам элемен:о эо тов группы 2ИЛИ-НЕ, установочные входы блока через дешифратор сое; нены с первьлми входакн элементов . 2ИЛИ, вторые входы которых подклю- , чены к соответствующим установочнЕ входам блока.