Устройство для регулирования технологических параметров Советский патент 1986 года по МПК G05D23/19 G05B23/02 

четвертого и пятого элементов памяти первый вход пятого элемента памяти соединен с выходом шестого элемента И, причем выход усилителя подключен через последовательно соединенные преобразователь переменного напряжения в постоянное и дифференцирующее устройство к первому входу третьего формирователя, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к входу второго формирователя, первому входу четвертого исполнительного элемента и выходу третего элемента памяти, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через инвертор соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго формировател первый вход пятого элемента И соединен с вторым выходом второго элемента памяти, первый выход пятого элемента памяти подключен к входу третьего исполнительного элемента и к второму входу четвертого исполнительного элемента, а второй выход пятого элемента памяти соединен с вторым входом первого исполнительного элемента, причем второй выход датчика параметра подключен к второму входу усилителя, третий выход датчика параметра соединен с источником переменного напряжения, четвертьй выход датчика параметра подключен к источнику питания, первый вход первого элемента памяти соединен с выходом четвертого элемента И, а второй вход первого элемента памяти подключен к выходу первого формирователя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик параметра содержит транзистор, транИзобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами и предназначено для использования, например, при регулировании температуры в сушильных устройствах,

Целью изобретения являются обеспечение возможности раздельной диагностики неисправностей схемы регулизисторный оптрон, пять резисторов и термометр сопротивления, причем термометр сопротивления и три резистора образуют измерительный мост, первый вывод которого, подключенный к первому выводу термометра сопро- . тивления и коллектору фототранзистора транзисторного оптрона, является вторым выходом датчика параметра, второй вывод измерительного моста, соединенньы с вторым выводом термометра сопротивления, подключен к общей шине, с которым соединены эмиттеры транзистора и фототранзистора транзисторного оптрона, третий вывод измерительного моста является третьим выходом датчика параметра, база транзистора подключена к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого является входом датчика параметра, а коллектор транзистора через обратно включенный фотодиод транзисторного оптрона соединен с одним из выводов пятого резистора, другой вывод которого является четвертым выходом датчика параметра.

3. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что второй формирователь содержит первый и второй инверторы, элемент задержки и элемент 2И-Ш1И-НЕ, первый вход которого соединен с входом первого инвертора, и это соединение является входом второго формирователя, выход первого инвертора подключен к входу элемента задержки и четвертому входу элемента 2И-ИПИ-НЕ, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента 2И-ИЛИ-НЕ и через инвертор подключен к третьему входу элемента 2И- ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом второго формирователя.

рования и исполнительного элемента и повышение надежности устройства.

На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы; на фиг. 3 - схема датчика температуры.

2

Устройство содержит элементы 1-5 памяти, датчик 6 температуры, усилитель 7, пороговьй элемент (триггер Шмидта) 8, счетчик 9, элементы И 10- 15, счетный триггер 16, при этом счетный триггер 16 и элементы И 12 и 13 образуют генератор 17 двухтактных сигналов (ГДТС), генератор 18 импульсов, элемент ИЛИ 19, элемент задержки, формирователи 21-23, . преобразователь 24 переменного напряжения в постоянное, дифференцирующее устройство 25, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, инвертор 27, исполнительные элементы 28-31, узел 32 установки начального состояния. Узел 32 установки начального состояния собран, например, по схеме отключения питания микропроцессора, при этом к выходу такой схемы подключен инвертор.

Устройство работает следующим образом.

При включении элементы 4 и 5 памяти устанавливаются в исходное сое- тояние. ГДТС 17 выдает с первого выхода импульс начала рабочего цикла, а с второго - импульс для диагностики состояния схемы регулирования.

Импульс диагностики с второго выхода ГДТС 17 в момент времени t устанавливает в 1 элемент 1 памяти, в О элементы 2,4 и 5 памяти и поступает на элемент 20 задержки (ждущий мультивибратор). Импульс с выхода элемента 1 памяти воздействует на датчик 6 температуры, кото рьй содержит (см. фиг. 3) транзис- торньй каскад 33, транзисторный оп- трон 34, измерительный мост 35 с датчиком 36 температуры в одном из плеч. В измерительньй мост 35 вводится разбаланс, и, если регулятор исправен, то на выходе триггера Шмидта 8 будет последовательность импульсов. При наличии некоторого числа импульсов на выходе триггера Шмидта 8 счетчик-делитель 9 своим выходным импульсом устанавливает в момент времени tj элемент 2 памяти в 1, в результате чего на вход элемента И 10 с выхода элемента 2.памяти подается разрешающий потенциал. В момент времени tj потенциал со схемы 20 задержки запускает формиро- ватель 21, выходной импульс которого возвращает в исходное состояние элемент 1 памяти. Импульсом с вькода

0

15

20

Q25

50 5530

35

40

45

элемента 20 задержки счетчик 9 сбрасывается в исходное состояние. При исправной работе регу пятора в момент времени tj элемент 2 памяти находится в состоянии, когда с его второго выхода снимается нулевой потенциал, и элемент 4 памяти остается в исходном состоянии, исполнительный элемент 29, управляющий средством сигнализации, исправной работы устройства, не срабатывает. В момент времени tj; импульс с выхода элемента И 11 подтверждает нулевое состояние элемента 3 памяти. Исполнительньш элемент 28 не включен. Цикл диагностики закончен.

В момент времени tц импульс рабочего цикла с первого выхода ГДТС 17 через элемент ИЛИ 19 устанавливает элемент 2 памяти в О и поступает на элемент 20 задержки. Счетчик- делитель 9 при поступлении определенной последовательности импульсов с триггера Шмидта 8 в момент времени tj устанавливает в 1 элемент 2 памяти, импульс с первого выхода которого поступает на вход элемента И 10 и при наличии разрешающего потенциала с второго выхода элемента 1 памяти в момент времени t когда импульс со схемы 20 задержки запускает формирователь 21, 1 поступает на первый вход элемента 3 памяти, включается исполнительный элемент 28, воздействующий на объект регулирования.

Так как объект обладает транспортным за тздыванием, то температура объекта не возрастает сразу после момента времени tg; она возрастает после момента времени t-j, и напряжение на выходе преобразователя 24 переменного напряжения в постоянное после момента времени t увеличивается.

В момент времени tj импульс с второго выхода ГДТС 17 производит действия, аналогичные тем, которые были в момент времени t. Если цепь датчика 6 температуры оборвана или по какой-либо причине на выходе триггера Шмидта 8 не будет определенной последовательности импульсов, элемент 2 памяти остается в состоянии О. В момент времени импульс со схемы 20 задержки запускает формирователь 21, импульс с его выхода проходит через открытый элемент И 14 и перебрасывает элемент 4

памяти, исполнительный элемент 29 срабатывает, сигнализируя о неисправности регулятора. В случае выдачи на исполнительньй элемент 28 сигнала на нагрев объекта управления (1 на выходе элемента 3 памяти) 1 с выхода элемента 3 памяти поступает также на первьй вход элемента ИСКЛКЬ ЧА1ЩЕЕ ИЛИ 26,, и, если исполнительный элемент 28 исправен, объект управления нагревается, напряжение на выходе преобразователя 24 переменного напряжения в постоянное увеличивается, поэтому на выходе дифференцирующего устройства 25 - положительное напряжение, при поступлении которого на вход формирователя 23 на выходе последнего будет О. На входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 26 будет комбинация, состоящая из 1 и О, следовательно, с выхода инвертора 27 снят О, элемент И 15 заперт. Если исполнительный элемент отключается, объект управления остывает, Если исполнительный элемент исправен, -то на выходах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ опять будет комбинация, содержащая О и 1,, Фор мирователь 22 запирает эла- мен т И 15 по его первому входу в моменты включения и отключения исполнительного элемента| длительность импульса формирователя 21 выбирается большей транспортного эапаздрлвания

i 4-/объекта управления, чтобы не было ложного переключения на резервный исполнительный элемент 31 при исправ- 5 ном основном исполнительном элементе 28 в моменты включения и отключения нагрева. Формирователь 22 формирует прямоугольные импульсы по фронту и срезу входного сигнала. Если

10 в момент времени t, исполнительный элемент 28 отказал, то через время, равное транспортному запаздыванию объекта управления, в момент времени t ,i. напряжение на выходе преобра15 зоватепя 24 переменного напряжения в постоянное начинает уменьшаться, и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ lillH 26 будет комбинация, содержащая две элемент 5 памяти пере20 ключается, отключается неисправный исполнительный элемент 28 и включается резервный исполнительный элемент 31: срабатывает также исполнительный элемент 30, сигнализирующий

25 о том, что основной исполнительный элемент 28 неисправен. Аналогично, если подгш сигнал на охлаждение объекта управления, а в исполнительном элементе 28 произошла неисправность

30 типа КЗ и нагреватель остался включенным, то на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 будет комбинация, содержащая два о, и происходит переключение на резервный исполнительный элемент 31,

Риг

.«Vwrtft 4rM/2i

prtl tztj

пгпгпг

П r-n П П Г.

n ttt ft-jf/

/lomwff температурь/

BbixodZ

..d

Фиг.З