Программное устройство для управления @ -водоподготовительными фильтрами Советский патент 1985 года по МПК G05B19/18 G05B19/07 

:о 9: Изобретение относится к автомати ческому управлению процессами водоподготовки,например, для котельных, ТЭЦ,ГРЭС,АЭС. Известно устройство групповой си стемы автоматического восстановлени рабочей способности фильтров, содер жащее командный блок, два блока зап ретов , блок временной программы, блок размножения команд автоматичес кого управления, блок исполнительно матрицы, исполнительные блоки групп фильтров, блок контроля, блок развертки горизонтальных шин матрицы, блок аварийной сигнализации, блок сигнализации ,блок размножения команд дистанционного управления, причем один выход командного блока связан с блоком исполнительной матрицы через первый блок запретов, блок временной программы и блок размножения команд автоматического управления, второй выход командного блока запре тов и блок размножения команд дистанционного управления, третий выход командного блока соединен с бло ком сигнализации, выход блока исполнительной матрицы через исполнительные блоки групп фильтров и блок контроля соединен с блоком развертки горизонтальных шин матрицы, выход которого связан с блоком исполнительной матрицы, а другой выход блока контроля - с блоком авари ной сигнализации l . Недостатками этого устройства являются его сложность и невысокая надежность. Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления,содержащее генератор импульсов, датчики фильтров, связанные через ин-, дивидуальные коммутирующие узлы, блок , блоки задержки, одновибратор, блок запрета,, двоичный счетчик,управляющий блок и блок сравнения кодов на элементах И, причем коммутирующие узлы соединены также с вторыми входами элементов И, гене ратор импульсов соединен с двоичным счетчиком через блок запрета, запре щающий вход которого связан с датчи ками через блок памяти по его гасящ му входу, а выходы элетиентов И чере дополнительный общий элемент И и блок задержки подключены к управляющему блоку и основному входу блока памяти 2 , Используются общепринятые для технологических процессов водоподтехнологическаяготовки термины: совокупность исполнитель ных устройств (вентили, задвижки и т.п.) и трубопроводов, при помощи которых через фильтр пропускается вода и регенерирующий-раствор; операция сохранение одной и то же технологической линии в течение определенного времени; формирование (подготовка) технологической линии для проведения операции восстановления - процесс составления технологической линии, заключающийся в последовательной установке исполнительных устройств в положения, необходимые для-проведения данной операции. В известном устройстве условием начала отсчета времени каждой операции восстановления является формирование технологической линии, присущей данной операции. Однако формирование такой технологической линии не может быть необходимым и достаточным условием ее проведения, так как при отработке программы восстановления фильтра часто встречаются операции, проводимые по одним и тем же технологическим линиям, но в течение разных по длительности промежутков времени. Например, продолжительность проведения операции промывки фильтра перед включением в работу (после резерва) составляет, как правило, несколько минут, а продолжительность промывки после пропуска регенерационного раствора - несколько часов, причем как та, так и другая операции проводятся по одной и той же технологической линии, а проведение операции промывки после пропуска регенерационного раствора в течение нескольких минут вместо нескольких часов недопустимо по технологическим соображениям. Кроме того, при работе индивидуальных коммутаторов известного устройства возможны наложения кодов задания времени операций восстановления, приводящие к непредсказуемому изменению времени проведения операций восстановления, что в свою очередь вздет к некачественному, а иногда и к неправильному восстановлению фильтров. Таким образом, недостаток известного устройства состоит в невысокой надежности работы устройства вследствие наложения кодов задания времени операции при работе индивидуальных коммутаторов и отсутствия признаков отличия операций, повторяк)щихся в ходе отработки одной и той. же проrpaMivM, но имеющих различные длительности их проведения.Кроме того, устройство сложно,что также снижает его надежность в работе. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Цель достигается тем, что в программном устройстве для управления Rl- водоподготовительннми фильтрами, содержащем rf датчиков фильтров. соединенных выходами с первыми входами соответствующих коммутирующих узлов/ генератор импульсов и последовательно соединенные счетчик длительности операции, блок сравнения кодов и элемент задержки, выход которого подключен к первому входу бло ка управления,- коммутирующие узлы выполнены в виде программируемых мат риц и введен счетчик числа операций счетный вход которого соединен с выходом элемента задержки, установочный вход - с первым выходом блока управления, а выход - с вторыми входами ко мутирующих узлов, первые выходы которых подключены к установочному вхо ду счетчика длительности операции, а вторые выходы - к второму входу блока сравнения кодов, выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика длительности операции , а вторые выходы блока управления - с соответствующими третьими входами коммутирующих узлов. На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства на фиг.2 схема технической реализации блоков устройства на уровне стандартных функциональных элементов; на фиг.З временная диаграмма работы устройства,. Устройство содержит блок 1 управления, элемент 2 задержки, ,двоичный счетчик 3 числа операций, коммутирующие узлы - программируемые логические матрицы 4, датчик 5 фильтров, двоичный счетчик б длительности операций, генератор 7 импульсов и блок 8 сравнения кодов. Управление работой устройства осуществляется блоком 1 управления, который формирует сигналы вызова опе ратора, воспринимая импульсные сигналы об окончании операций, поступаю щие с выхода элемента 2 задержки на его вход и на вход счетчика 3 числа операций; производит сброс счетчика 3 числа операций в исходное (йулевое состояние путем подачи на его R -вход импульсного сигнала, формируемого пе ред началом отработки программы восстановления любого фильтра, а также в момент включения напряжения питания; управляет работой коммутирующих узлов 4 по k выходам, подключенным к входам выборки коммутирующих узлов программируемых логических мат риц 4, причем при восстановлении пер вого фильтра .возбуждается первый выход, второго - второй выход, а последнему 1с -му фильтру соответствует возбуждение k -го выхода блока 1; m входы коммутирующих узлов программируемых логических матриц 4 подключены к датчикам и .концевым выключателям запорной арматуры фильтров условно расположенных в датчиках 5, а и входы - к выходам счетчика 3 числа операций. Блок 1 управления содержит десятичный счетчик сдешифратором, построенный на микросхеме 3-К176ИЕ8, на выходах которого формируются сигналы окончания операций восстановления, одновибратор, построенный на микросхеме 2-К176ЛЕ5, логический элемент И-НЕ микросхемы 1 - К176ЛА9, обеспечивающий запуск одновибратора после отработки программы восстановг ления любого фильтра, а также в момент включения напряжения питания, 9рга|1ы отключения фильтров на вос,становление - переключатели типа П2К с зависимой фиксацией, элемент 2 задержки построен на резисторе, конденсаторе и логическом элементе ИЛИНЕ микросхемы 4, а двоичный счетчик 3 числа операций - на микросхеме 5 - К1760Е1. Программируемые логические матрицы 4 могут быть выполнены в виде постоянных запоминающих устройств информационной емкостью не менее 2 т+п g -разрядных слов . Адреса ячеек ПЗУ, в которых хранятся В-разрядные данные, определяются (m+n)разрядным двоичньлм кодом, В разрядов которого характеризуют состояние фильтра, а п разрядов -. порядковые номера операций в программе восстановления данного фильтра. Выходные В-разрядные слова (предварительно записанные в ПЗУ в соответствии с алгоритмом восстановления данного фильтра) имеют следующую структуру: первый разряд управляет работой счетчика 6 времени операций, при этом. логическая Ч устанавливает счетчик в нулевое состояние, а логический О разрешает счет импульсов генератора 7 счетчиком б, остальные (6-1) разрядов представляют собой длительности операций восстановления в двоичном или двоично-десятичном коде.Программируемые логические матрицы в зависимости от уровня логических сигналов w входах выборки могут иметь по выходам состояние невыбора с высоким выходным импедансом при логической входе выборки, а также активное со--, стояние логического) О или логической (в зависимости от вне-, денной программы) при логическом на выходе выборки. Так .как число исполнительных устройств,, необходимых для восстановления одного водоподогревательного фильтра в большинстве случаев не превышает восьми, а число операций восстаной ления в алгоритме 2 8, то для построения riporpaNn«KfpyeMHX логических матриц наиболее подходят микросхемы К573РФ2 информационной емкостью

16384 бит (число разрядов адресного слова - И,информационного - 8) Датчики 5 фильтров и концевые выключатели исполнительных устройств обслуживают фильтр/двоичный счетчик 6 длительности операций построен по микросхеме 7-К176ИЕ1,генератор 7 прямоугольных импульсов - на микросхеме 4 - К176ЛЙ5, а блoк 8 сравнения кодов - на микросхеме 10 - К561ИП2.

На временной диаграмме работы устройства (фиг.З) обозначены момент ij) включения напряжения питания, MOMeHT,ij начала отсчета времени первой (начально.й) операции восстановления, момент j окончания отсчета времени первой операции восстановления, момент i начала отсчета времени второй операции восстановления, момент Ч окончания отсчета времени второй one-. рации восстановления, время t(-toj в течение которого оператор формирует технологическую линию для проведения первой операции восстановления

последовательно закрывая, к примеру, задвижки 1 и 2 и открывая задвижки 3 и 4, время i i Проведения первой операции . : восстановления, составляющее,например, 2Т, где Т период следования импульсов генератора 7, время , в течение которого оператор формирует технологическую линию проведения второй операции восстановления, последовательно открывая, к примеру, задвижку 1, закрывая задвижки 3 и 4 и открывая задвижку 5,время проведения второй операции восста;нов ления, составляющее,например,4Т, сигналы А1-А7 датчиков положения исполнительных устройств № 1, ..,, № 7, условно расположенных в датчике 5, выходные сигналы А8-А10 . счетчика 3 числа операций, сигнал ВМ1 на первом выходе управления блока 1, выходные сигналы В1-В5 ПЛГ44 (высокоимпедансное состояние, выходов ПЛМ обозначается знаками XXX), выходные сигналы G генератора

7импульсов, выходные сигналы Ql,Q2,q4,Q8. счатчика б длительности операций, выходкой сигнал ЕС блока

8сравнения кодов, В1лходной сигнал I элемента 2 задержки, сигнал D на

динамическом ваходе блока 1, выходные сигналы С)- Сддесятичного счетчи ка управляющее блока I об окончании операций восстановления № 1, ..., 8 соответственно.

При включении напряжения питания (точка t(, на фиг.З). на динамическом выходе блока 1 появляется импульс, который устанавливает в исходное , нулевое состояние счетчик;- 3 числа операций. Выходы коммутирующих узлов (программируемых логических матриц 4

под воздействием сигналов логической 1, поступающих с k выходов блока 1, находятся в высокоимпедансном состоянии независимо от уровня сигналов на остальных входах« Двоичный счетчик 6 при этом находится в нулевом состоянии, так как для него высокоимпедансное состояние первых выходов программируемых логических матриц 4 равносильно логической . Выходные сигналы блоков 2 и 8 также равны логическому О вследствие неравенства кодов на входах блока 8 сравнения.

После окончания рабочего цикла фильтра оператор, воздействуя на исполнительные устройства, отключает наиболее загрязненный (например, первый) фильтр на восстановление и формирует технологическую линию для проведения первой (начальной) операции восстановления, номер которой определен (при h 3)трехразрядным (в данный момент нулевым) кодом счетчика 3 числаопераций,очередность и моменты отключения фильтров на восстановление определяются oneратором в соответствии с утвержденными для каждой водоподготовительной установки режимными картами, составленными на основе типовых инструкций с учетом конкретных местных условий) После того, как исполнительные уст-, ройства первого фильтра переходят в требуемые состояния, на входах , А1-А7. (первой сверху на фиг.2) програгФ1ируемой логической матрицы : 4 устанавливается двоичный (при ) семиразрядный код,который ли свидетельствует ,о том, что технологическая линия для проведения первой начальной операции восстановления сформирована. Далее оператор, воздействуя на ту1 /1блер Восстановление фильтра № 1 блока 1 управления инициирует появление сигнала, логичесО

на первом выходе управкого

ляющего блока 1 (точка tj .на фиг.З), При этом на первом выходе первого коммутир тощего узла (программируемой логической матрицы 4) появляется сигнал логического О, разрешая счет импульсов генератора 7 двоичным счетчиком 6, а на его остальных выходах - установиться двоичному, (при Е -1 4) четырехразрядному коду задания времени цервой (начальной) операции восстановления Двоичный , счетчик 6 отсчитывает импульсы генератора 7 до тех пор, пока его выходной -.КОД не еравняется с выходным четырехразрядным кодом первого коммутирующего узла - программируемой матрицы 4 (точка tg на фиг.З),При этом условии срабатывает блок В уравнения кодов, выходной сих-нал которого с задержкой г определяемой блоком 2, поступая на блок 1 управления, оповещает оператора об окоН чании первой (начальной) операции восстановления и устанавливает единицу в младшем разряде счетчика чис ла 3 операций. Изменившийся выходной код счетчика 2 числа операций, поступая (при h - 3) на входы А8-А10 первого коммутирующего узла - программируемой логической матрицы 4, вызывает на ее выходах (при 5) новый пятиразрядный код,первый разряд которог (логическая ) устанавливает двоичный счетчик б в нулевое состоя ние и запрещает счет импульсов гене ратора 7, а остальные четыре разруб будут заданием времени для проведения следующей второй - операции восстановления, при этом на входах блоков 2 и 8 устанавливаются сигналы логического О вследствие неравенства кодов на вхойах блока 8 сравнения. Этот пятиразрядный код остается неизменным до пор, пока оператор, воздействуя на соответствующие исполнительные устройства, не сформирует технологи ескую линию, присущую второй, операции восстановления, номер которой, определен и -разрядным ( XI данный момент все разряды кода, кроме Младгаегю, равйы нулям) кодом счетчика 3 oneраций, . После того, как исполнительные устройства первого фильтра перейдут в требуемые состояния (точка на фиг.З), на входах А1-А7 первого коммутирующего узла (програкми руемой логической матрицы 4) устанавливается двоичный семиразрядный код, который свидетельствует о том что технологическая линия для прове дения второй операции .подготовлена а на ее выходах появляется пятираз рядный код, в первом разряде которого будет логический а зна чения .остальных разрядов останутся прежними. Двоичный счетчик 6 -при этом начинает отсчет времени второй операции восстановления. Аналогичны образом происходит последовательна подготовка и проведение всех остал ных операций восстановления первого фильтра. После проведения последней опера ции восстановления, номер которой задан единичным выходным кодом счет чика 3 числа операций, оператор включает восстановленный первый фильтр в работу-и возвращает в исходное состояние тумблер Востано ление фильтра № 1 управляющего блока 1. При этом управляющий блок 1 вырабатывает на динамическом вьнс импульс, который устанавливает в нуль (очищает) счетчик 3 числа .операцииVна первом (из выходов) выходе - сйгЯал логической 1 ,ко торый устанавливает в высокоимпедамсное состояние выходы первого коммутирующего узла - программируемой логической матрицы 4, что в свою очередь приводит к установке в нулевое состояние двоичного счетчика 6, После этого устройство возвращав ется висходное первоначальное состояние и готово к отработке программы восстановления следующего фильтра, Аналогичным образом происходит последовательное восстановление в произвольном порядке остальных (при k 3) двух фильтров группы, вызываемое появлением сигналов лона остальных двух гического выходах управляющего блока 1. Таким образом, проведение каждой / операции восстановления поставлено в зависимость от выполнения двух условий, из которых является существование технологической линии, присущей данной операции, а другим номер операции в программе восстановления фильтра, причем задание времени на проведение каждой операции и сигнал на начало отсчета времени формируются на выходах соответствующих программируемых логических матриц 4 после поступления на их входы сигналов, характеризующих состояние фильтра и выходных сигналов счетчика 3, задающего номера операций. Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известного обеспечивает однозначность выполнения операций восстановления в соответствии, с заданным алгоритмом управления, а также исключает воз можность неправильного отсчета времени операций, обусловленную наложением нием кодов задания времени при работе индивидуальЕ1ых коммутаторов известного устройства, а также HMeef более простую схему, следовательно, его использование повышает надежн ность АСУ ТП обработки воды. чПри этом повышается качество обрабатывав мой фильтрами воды, что в свою очередь ведет к уменьшению накипных отложений, солевых заносов И коррозии парогенераторов, увеличению КПД и сроков службы. По сравнению с команднйми «г электропневматическими приборами типа КЭП, которые чаще всего используются для программного управления процессами восстановления фильтров, такое устройство обладает более высокой надежностью и удобством эксплуатации вследствие отсутствия контактных и электромеханических элементов и возможности простого изменения прогргилмы функционирования (программирование вместо электрического монтажа). Оценка экономического эффекта в денежном выражении существенным образом зависит от качества исходной воды, технологической схемы водоподготовки, производительности парогенераторов и других факторов.

t1

1

Л

i I I I r I

M

Ш

I