Программатор время-параметр Советский патент 1984 года по МПК G05B19/418 

-КЗ

ДУГ 1 Изобретение относится к системам цифрового программного управления и может быть использовано для-управления технологичскими пpoцecca ш. Известны устройства управления объектами, содержащие программируемы источники аналогового управляющего сигнала. В состав программируемых источников входя.т блоки управления и:цифроаналоговые преобразователи р Указанные устройства характери-- зуются сложностью преобразователей код - напряжение, выполненных на дис кретных элементах, и недостаточной точнрстью преобразования из-за приме нения нерегулируемых интегральных преобразователей код - аналог. Наиболее близким техническим решением к изобретению является программатор время-парамечр 15ИПП-1, который выпускается серийно для при нения в системах автоматического управления технологическим, испытател ным и другим оборудованием. Управле ние осуществляется путем подачи на исполнительные и регулируемые устро ства последовательного ряда команд в виде ступенчатого изменения напря жения постоянного тока. Программато 15И11П-1 содержит индикатор, процессор, соединенный выходом с входом счетчика и индикатором, а выход сче чика подключен к входу цифроаналого вого преобразователя. Цифроаналоговый преобразователь состоит из преобразователя напряжения, преобразователя декодирующего десятиразрядного отрицательных токо согласующего усилителя и усилителя мощности, выход которого является выходом устройства программатора время-пар.аметр С2 1 Недостаток известного устройств большая погрешность задания выходно напряжения io,25 В) из-за использования нерегулируемого преобразователя код - аналог, собранного на ин тегральных схемах. Целью изобретения является , увеличение точности задания выходного напряжения. Поставленная цель достигается те что в программатор время-параметр, содержащий индикатор, процессор, Цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный выходом с выходом программатора, введены первый, второй к третий ключи, суммирующий усилитель, первый, втор 7 и третий делители напряжения, повторитель, источник опорного напряжения и регистр данных, подключенный входом к вьгходу процессора, а выходом - к входам индикатора, к управляющим входам первого, второго и третьего ключей и к входу цифроаналогового преобразователя, связанного выходом с входом первого делителя напряжения, соединенного выходом первым входом суммирующего усилителя, подключенного выходом к входу усилителя мощности, вторым входом к .выходу повторителя, а третьим входом - к выходу третьего ключа, соединенного информационным входом с выходом третьего делителя напряжения, связанного входом с выходог источника опорного напряжения и с входом второго делителя напряжения, подключенного выходом к информационному входу второго ключа,- соединенного выходом свходом повторителя и с выходом первого ключа, связанного информационным входом с шиной нулевого потенциала. На фиг.1 представлена блок-схема программатора; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства. Устройство состоит из индикатора 1, процессора 2, регистра 3 данных, цифроаналогового преобразователя 4, первого делителя 5 напряжения,первого ключа 6, источника 7 опорного напряжения, второго делителя 8 напряжения, второго ключа 9 , повторителя 10, суммирующего усилителя 11, третьего делителя 12 напряжения, третьего ключа 13, усилителя 14 мощности. Данньш с процессора 2 передаются в регистр 3 данных, откуда поступают на входы цифроаналогозого преобразователя 4, на индикатор I и на управляющие входы ключей 6, 9 и 13. Напряжение с выхода источника 7 опорного напряжения поступает на входы второго и третьего регулируемых делителей 8 и 12, выходы которых подключены к входам соответственно второго итретьего ключей 9 и 13. Выходы первого и второго -ключей 6 и 9 соединены с входом повторителя 10, выходом подключенного к второму иходу суммирующего усилителя 11, аналоговый вход первого ключа 6 подключен .к. общей шине, а выход третьего аналогового ключа I3 соединен с третьим 1входом суммирующего усилителя 1I. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 4 поступает на вход первого делителя 5 напряжения (делитель напряжения на два J, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя 11-. С выхода суммирующего усилителя 11 программируемое аналоговое напряжение подается на вход усилителя 14 мощности, выход которого лвляется выходом устройства программатора время-параметр. Устройство работает следуюпщм образом. Временные управляющие сигналы устройства вырабатываются процессором 2. Эти управляющие сигналы заносятся врегистр 3 данных, Где хранятся до следующей команды выводы данных из процессора.Времена хранени старой и записи новой управляющей информации в различных разрядах регистра данных отличаются по величине между собой в зависимости от элемент та устройства, к которому они подключены ( цифроаналоговому преобразователю, ключам, индикатору). Временная последовательность управляющей информации задается программирова|нием процессора. Первая часть разрядов регистра данных определяет выход ное напряжение цифроаналогового прео разователя 4. Вторая часть разрядов регистра данных служит для управлени работой ключей 6, 9 и 3. Последний разряд регистра, его третья часть, задает период смены информации в индикаторе, соответствующей содержимому первой части регистра данных, тем самым позволяя высвечивать выход ное напряжение программатора с достаточной для наблюдения периодичностью. Выходное напряжение цифроаналогового преобразователя равно V,V --i-ffV, где V( (шаг квантования выходного напряжения равел h ); N - десятичное число, соответствующее коду на входе цифроаналогового преобразователя; c(V - погрешность преобразователя код - напряжение. Для уменьшения погрешности аналого-цифрового преобразоваиия в устрой ство введен делитель 5 напряжения на два и источник напряжения V /2, где V, - максимальное выходное наомакпряжение на выходе программатора, равное максимальному напряжению на выходе цифроаналогового преооразователя при отсутствии погрешности в его работе. Это напряжение формируется из напряжения опорного источника 7 с помощью делителя 8. На выходе делителя иа два напряжение равно V5()/ -Когдатребуемое выходное напряжение программатора лежит в пределах Sbfx ertic. выходе программатора устанавливается напряжение J...v, т.е. абсолютгной погрещностью, в два раза меньшей, чем погрешность цифроаналогового преобразователя. Если требуемое выходное напряжение программатора V жит в пределах 2вы 5mcii то выходное напряжение устанавливаетVomaxся равным Vgj,, |ai. т.е. снова с погрешностью V/2 . Такая двухрежимная работа устройства осуществляется коммутацией ключей 9 и 6, Ключ 6 подает на 5 торой вход суммирующего усилителя 11 через повто- ,, ритель 10 напряжения опорный нулевой потенциал, при этом ключ 9 разомкнут. Открытый ключ 9 подает на второй вход суммирующего усилителя 1I напряжение , при этом ключ 6 ; размыкается. Управление ключами осу ществляется программным занесением данных из процессора ,в регистр 3 данных. Повторитель 10 служит для устранения влияния сопротивления открытого ключа 9, так как этот ключ коммутирует относитепьно большое напряжение отклонения в канале передачи этого напряжения вызовут и большие ошибки в задании напряжения. Основную погрешность цифроаналогогвых преобразователей вносят обычно старшие разряды декодирующей матрицы. Это связано с тем, что старшие разряды вызывают наибольшие изменения на-: пряжения. Поэтому относительно небольшой разброс номиналов в целях старших разрядов вызывает отклонения выходного напряжения, соизмериьше с весами младших разрядов. Для компенсации погрешности, вызванной старшими разрядами цифроаналогового преобразователя введены третий делитель 12 и 511 третий ключ 13. На выходе делителя 12 устанавливается напряжение смещения, равное с обратным знаком среднему отклонению напряжения на выходе делителя на два от требуемого уровня при включении старших разрядов. При появлении старших разрядов в коде,поступающем на цифроаналоговый преобразователь 4, процессор 2 выдает управляющий сигнал дчя замыкания ключа 13, в результате чего напряжение смещения поступает на тре тий вход суммирующего усилителя и вызвает компенсирующие изменения напряжения на выходе усилителя 14 мощности. Третий делитель 12 выполнен термозависимым для компенсации температурных изменений весов старщих разрядов, вносящих наибольший вклад в выходное напряжение программатора. На фиг.2 приведена временная диаграмма работы устройства ( для управления рассмотрен двухразрядный цифроаналоговый преобразователь ), Пусть требуется выходное напряжение программатора, которое изображено на фиг.2 а. Напряжение на выходе цифр о а налогового преобразователя V, изображено на фиг.2 б. Максимальное напряжение V достигается тремя ступеньками при минимальной величине ступеньки изменения этого напряжения. При включении второго разряда цифроаналогового преобразователя возникает ошибка задания напряженияtfV (фиг.2 б). Компенсация зтой ошибки производит открывание ключа 13, подающего напряжение компенсации V (фиг.2 гj на третий вход суммирующег 7 усилителя 11. Когда Vg , то включается ключ 9, размь кается ключ 6 и напряжение ,д,/2(фиг.2) в подается на второй вход суммирующего усилителя 11. На фиг.2 д изображена временная зависимость состояния регистра 3 данных. По оси ординат откладывается номер разряда Р регистра данных. Первый и второй разряды - это разряды цифроаналогового преобразователя 4. Третий, четвертый и пятый разряды управляют соответственно ключами 6, 9 и 13. Шестой . разряд управляет индикатором 1. Наличие управляющего сигнала обозначено в соответствующем разряде регистра данных. Таким образом, первый и второй разряды задают выходное нап;лжение на выходе цифроаналогового преобразо;вателя 4, третий разряд замыкает ключ 6, четвертый разряд замыкает ключ 9, пятый разряд замыкает ключ 13. На фиг.2 д шестой разряд разрешает непрерывную индикацию напряжения , Содержимое регистра 3 дан- ных хранится в запоминающем устройстве процессора 2, которое программируется в соответствии с требуемой временной зависимостью У„ программатора время-параметр. Введение в известное устройство регистра данных, делителя напряжения на два, суммирующего усилителя, регулируемых делителей напряжения, источника опорного напряжения и трех ключей позволило повысить точность программатора время-параметр при установке требуемого выходного напряжения .

VUonaitc

ивых

ПРОГРАММАТОР ВРЕМЯ-ПАРAIIETP, содержар1ий индикатор, процессор, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный выходом с выходом программатора, отличающийся тек, что, с целью увеличения точности задания выходного напряжения, в него введены первый, второй и третий ключи, суммирующий усилитель, первый, второй и третий делители напряжения, повторитель, источник опорного; напряжения и регистр данных, подключенный входом к выходу процессора, а выходом- к входам индикатора, к управляющим входам первого, второго.и третьего ключей и к входу цифроаналогового преобразователя, связанного выходом с входом первого делителя напряжения, соединенного выходом с первым входом суммирующего усилителя, подключенного выходом к входу ущ лителя мощности, вторым входом - к выходу повторителя, а третьим входом - к выходу третьего ключа, соединенного информационным входом с выходом третьего делителя напряжения, связанного входом с выходом источника опорного напряжения и с входом второго делителя напряжения, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с входом повторителя и с выходом первого ключа, связанного информационным входом и шиной нулевого потенциала.

VUR