Выделитель максимума Советский патент 1984 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для регулирования нескол ких параметров с помощью одного рег лятора. Известен вьщелитель максимума, предназначенный для вьщеления из нескольких поданных на его входы электрических сигналов максимального по абсолютному значению m. Вьделитель максимума (ВМ), рассчитанный на прием сигналов от N объектов регулирования, состоит из N каналов, в каждом из которых имеются два полуканала (для сигнало разной полярности). Каждый полуканал состоит из операционного усилит ля (инвертирующего или неинвертирукмцего), выполненного на интеграль ных микросхемах, и вьщеляющего диод с -общей для всех полуканалов нагрузкой. Вьщеляющий диод открыт, если напряжение наего аноде больше чем напряжения на анодах других диодов.При этом вьщеляющие диоды других полуканалов заперты и на выход вьщелителя максимума проходит только максимальный из входных сигналов. Вьщеленный сигнал подаетс на вход регулятора, который управля ет исполнительным механизмом. Одновременно в полуканале с максимальным входным сигналом вырабаты вается индицирующий сигнал, который указьшает полуканал с максимальным сигналом. Этот сигнал поступает на вход коммутирующего ключа, имеющего зону нечувствительности, который включает соответствующий исполнител ный механизм в требуемом направлени Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является выделитель максимума, состоящий из N каналов (2N полуканалов), каждый из которых содержит два ключа и соединенные по входам инвертирующий и неинвертирующий усилители, к выхо дам каждого из которых подключен диод, между объединенными выходами всех диодов и точкой нулевого потен циала включен резистор, элемент И и реле времени 2 . Однако при эксплуатации известного ввделителя максимума возможно такое положение, когда на два или более входов будут поступать равные по величине (т.е. меньшие зоны нечувствительности ключей) сигналы. Несмотря на то, что использование реле времени позволяет уменьшить время одновременного отключения ключей, качество регулирования будет невысоким, так как время задержки устанавливается жестко и не учитывает изменения условий эксплуатации. Целью изобретения является повышение качества регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в вьщелитель максимума, каждый из N каналов которого содержит два ключа, два диода, два элемента И и соединенные по входам инвертирующий и неинвертирующий усИлители, выход инвертирующего усилителя соединен с входом первого диода и с первым входом первого элемента И, выход неинвертирующего усилителя соединен с входом второго диода и с первым входом второго элемента И, другие 2(N-1) входов первого и второго элементов И подключены к выходам диодов других (N-I) каналов соответственно, выходы диодов и управляющие входы элементов И всех каналов подключены к первому входу сумматора, в каждый канал введены два триггера, R-вход первого триггера соединен с выходом инвертирующего усилителя, R-вход второго триггера соединен с выходом неинвертирующего усилителя, S-входы первого и второго триггеров соединены с выходами второго и первого элементов И соответственно, выходы первого и второго триггеров соединены с входами первого и второго ключей соответственно, а общие входы первого и второго триггеров каждого канала подключены к входу сумматора. На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 таблица состояний триггера. Устройство содержит всего N каналов. Для упрощения каналы 3,4,..., N-1 и N не показаны. Каяодый i-й канал содержит первьй и второй ключи 1j и 2 ,, первый и второй элементы И 3 и 4,- инвертирующий и неинвертирующий усилители 6- , первый и второй диоды 7j и общий для всех каналов сумматор (резистор) 9 и первый и второй триггеры 10- и 11. На фиг.2 принято, что R и S соответствующие входы триггера, Q - выход триггера} Q -хранение состояния триггера. Устройство работает следующим образом. Предположим, что на вход первого канала поступил сигнал положительной полярности, больший по абсолютной величине, чем сигнал на входе второго канала. Поскольку /ивхгЛдиод 8 будет открыт и на сумматоре 9 вьзделится максимальный сигнал, который будет подан на вход регулятора. Это напряжение, поскол ку оно максимально, закрывает диоды остальных каналов, в том числе и диод 82 второго канала. Диоды 72 в первом и втором канале также будут заперты отрицательным напряж нием, поступившим на их аноды с вы ходов инвертирующих усилителей 5 и 52 первого и второго каналов. Тот факт, что диоды 7, и 7 заперты, означает наличие на зтих диодах запирающих напряжений (единица) . Эти напряжения поступают на входы элемента И 3 , благодаря чему на его выходе получается единица, которая поступает на вход S (второй вход) триггера 11| . На первом (R) входе триггера будет нуль, так как падение напряжения на открытом диоде мало. В результате на выходе триггера получится единица (таблица состояний триггера, фиг.2), за счет чего сработает ключ 2, , включающий соответствующий исполнительньй механизм в требуемом направлении. Сигналы навыходе элементов И остальных полуканалов (А, Aj и Sg будут нулевыми, так как на одном из входов, а именно на входе, к ко торому поступает сигнал с анода вы деляющего диода 8j, будет нулевой сигнал. Эти сигналы приведут остал ные триггеры в состояние О. Теперь предположим, что напряжение Ognj возрастая, сравнялось с напряжением Ugx, - Тогда окажутся открытыми одновременно диоды 8| и 8 и падение напряжения на них будет близко к нулю. Следовательно, на выходе И 3 будет нуль, так как на входе И 3 будет нуль.- На S и R-BX дах триггера 11 будут нули, что означает сохранение состояния триггера, т.е. на выходе его сохраняетс единица. На входах S и R триггера 11,тоже будут нули, следовательно, на выходе его сохраняется нуль. При дальнейшем возрастании входного сигнала U g 2 ° превысит величину входного сигнала U gx, Это приведет к открытию диода 8 и закрытию диода 8, . При этом на выходе элемента И Зл будет единица, так как на всех трех входах элемента И 3 будет единица. Это значит, что на R и S-входах триггера 11« будут сигналы соответственно О и 1, что означает единица на выходе триггера 11и включение ключа 2,. На выходе элементов И 4,, 3,, 4- будут нули, т.е. на R и S-входах триггеров 10, 11, 10 будут сигналы 1 и О, поэтому на выходе этих триггеров будут нули, т.е. соответствующие ключи и исполнительные механизмы не включатся. Таким образом, при вхождении двух или более входных сигналов в зону нечувствительности ключей остается. . включенным тот ключ, который бьт включен до этого. Остальные ключи остаются отключенными. I При числе каналоВ)большем двух, процессы происходят аналогично. Если входные сигналы (Jg имеют отрицательную полярность, то вместо неинвертирукицего усилителя надо рассматривать соответствующий инвертирующий. В остальном процессы проходят аналогично. Внедрение предлагаемого устройства улучшит качество регулирования ; в системах с эпизодически замыкающимся контуром. Это .даст возможность увеличить число объектов, обслужи- ваемых одним регулятором при заданном качестве регулирования, тем самым расширить область применения таких систем, kpoMe того, позволит получить определенный экономический эффект, как за счет уменьшения капитальных затрат, так и за счет удешевления эксплуатации средств автоматизации. За счет использования предлагаемого устройства в системе регулирования с эпизодически замыкающимся контуром многозонных печей, например, стекловаренных, возможно обслуживание одним регулятором вместо четьфех восьми объектов (или параметров), что даст экономию стоимости одного регулятора (400 руб.)

на одну вось№1зонную печь или на восемь однотипных отдельных объектов регулирования. При внедрении устройства на нескольких .предприятиях или объектах экономический эффект соответственно возрастает.

ВЬЩЕЛИТЕЛЬ МАКСРЩУМА,каждый из N каналов которого содержит два ключа, два диода, два элемента И и соединенные по входам инвертирующий и неинвертирующий усилители, выход инвертирующего усилителя соединен с входом первого диода и с первым входом первого элемента И, выход неинвертирующего усилителя соединен с входом второго диода и с первым входом второго элемента И, другие 2 (N-1) входов первого и второго элементов И подключены к выходам диодов других (N-1) каналов соответственно, выходы диодов и управляющие входы элементов И всех каналов подключены к первому входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, з каждый канал введены два триггера, R-вход п рвого триггера соединен с выходом ийвертирзпощего усилителя, R-вход второго триггера соединён с выходом неинвертирующего усилителя, S-входы первого и второго триггеров соединены с. выходами второго и первого эле(Л ментов И соответственно, выходы первого и второго триггеров соединены с входами первого и второго ключей соответственно, а обпще входы перво- S го и второго триггеров каждого канала подключены к входу сумматора.