Резервированное устройство для регулирования технологических процессов Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 G05B9/03 

Изобретение относится к автоьтати- ческому регулированию и может быть использовано при построении высоконадежных систем с контролем иоправнос- ти регулирующих блоков.

Цель изобретения повышение на- дежностя устройства путем исключения ложных переключений и увелргчение быстродействия отключения неисправного блока.

На чертеже показана функциональна схема устройства.

Устройство содержит пороговые элементы 1 и 2 5 дифференцирующий элемент 3, элементы НЕ 4 и 5, элементы И .6 и 7, блок 8 управления переключателями 5 элемент ИЛИ 9, реле 10, переключатели И и 12, сумматор 13, основной релейный регулирующий блок 14, формирователь 15.релейного закона регулирования, резервный релейный регулирующий блок 16, блок 17 переключателей, сумматор 8, элемент 19 обратной связи и регулирующий элемент 20.

Пороговые элементы 1 и 2 реализуются на базе компараторов, срабатывающих при отклонении: входного сигнала от нулевого значения, т.е. . на их выходе появляется сигнал логиеской 1 при положительном .входном сигнале (и логического О в остальых случаях). Практически они могут быть выполнены на операционном усиителе с нелинейной обратной связью (например„ со стабилитроном). Дифференцирующий элемент 3 может быть пассивным (на RC-элементах), Элементы И, ЛИ, НЕ представляют собой обычные элементы цифровой логики, например, выполненные в. виде микросхем.

Устройство работает следующим об- разом .

Релейный регулирующий блок 14 предг тавляет собой сумматор 13, вьще- ляющий сигнал рассогласования Между уставкой и текущим значением регулируемого параметра, и последовательно соединенный с ним формирователь 15 релейногозакона регулирования. Он формирует импульсы регулир лощего воздействия, причем указаннъ е импульсы появляются на том выходе (Б - больше, на схеме вверху, или М - меньше, на схеме внизу), воздействие на объект от которого ведет к уменьшению сигнала рассогласования. При отказах формирователя 15 возникают ложные-воздействия на регулируемый объект, под.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

которыми понимаются такие, воздействия, которые ведут к увеличению сигнала рассогласования, а следовательно, к опасному нарушению нормального функционирования обьекта. 1тобы иск- лочить нарушение работы устройства при отказах блок 14 резервируется, а логическая схема на элементах 1-8 обеспечивает обнаружение отказа и подключение резерва с помощью переключателей 11-12.

Предположи, что сигнал рассогласования положительный и продолжает возрастать. При этом на выходе порогового элемента 1 появляется сигнал логической 1, на выходе дифферен- ifHpyioniero элемента 3 - сигнал положительный, что обуславливает также наличие на выходе порогового элемента 2 сигнала логической I.

Указанные двоичные сигнаш:, поступают непосредственно на второй и третий входа первого элемента. И 6, а через элементы НЕ 4 и 5 - на второй и третий входы второго элемента И 7. На элементах И 6 и 7 проверяются соответствия управляющих команд на выходах Б и М знаку сигнала рассогласования и знаку скорости изменения этого рассогласования. При правильной работе устройства в рассматриваемом случае импульсы должны появиться на выходе М блока 14, что обеспечит уменьшение рассогласования. При этом ни элемент И 6,. ни элемент И 7 не получают трех сигналов логических I одновременно. Если же импульсы появляются на выходе Б, т.е. .направлены на дгитьнейшее увеличение рассогласования , логические 1 появляются на всё.х трех входах первого элемента И 6, благодаря; чему через элемент ШМ 9 срабатьгаает рв.пе 10, которое контактами П и 12 подключает исправ- ньтй блок 16 (при этом реле должно обеспечить запоминание сигнала, т.е. либо иметь соответствующую блокировку, либо быть нейтральным, поляризо- BaHiibtM, либо включаться через триггер и т.п.). В отдельных сл-учаях резервный блок 16 можно не ставить и ограничиться отключением блока 14. После того, как в результате в.оздей- ствия иМпульсов с выхода М отклонение начинает уменьшаться, на выходе диффереР1цирующ,его элемента 3 появляется отрицательный сигнал, что приводит к снятию сигнала логт-гческой 1 на выходе порогового элемента 2

.

и замене ее на логический О. При большой величине скорости приближения сигнала рассогласования к нулю блок 14 может сформировать несколько замедляющих импульсов на выходе Б. При этом ни у одного из элементов И 6 и 7 на всех трех входах одновременно сигналы логических единиц не появляются, чем обеспечивается отсутствие ложных срабатьшаний в рассматриваемом устройстве. Логика обнаружения отказа устроена так, что отказ обнаруткивается только при отклонении сигнала рассогласования от нуля и в направлении увеличения этого отклонения. Первый же управляющий импульс на увеличение отклонения без задержки фиксируется как отказ.

При наличии сигнала рассогласова- вания другого знака устройство работает аналогично.

Таким образом, по сравнению с известным, у которого отказ обнаруживается после отклонения сигнала рассогласования за величину зоны нечувствительности, на что уходит допол- нительное время, а также могут появляться ложные срабатьгоания при быстром приближении сигнала рассогласования к нулю, предлагаемое устройство обеспечивает более быстрое обнаружение отказа без ложных срабатьшаний

Формула изобретения

. Резервированное устройство для регулирования технологических процессов , содержащее основной релейный регулирующий блок, резервный релейный регулирующий блок, первый и вто396874

рой элементы И, соединенные первьп т входами соответственно с первым и вторым выходами основного релейного регулирующего блока, блок управления 5 переключателями, выход которого подключен к управляющему входу блока переключателей, первым и вторым выходами соединенного с соответствующими выходами устройства, первый и второй 10 информационные входы блока переключателей связаны соответственно с первым и вторым выходами основного релейного регулирующего блока, третий и четвертый информационные входы блока пеf5 реключателей связаны соответственно с первым и вторым выходами резервного релейного регулирующего блока, первый и второй входы блока управления переключателями соединены соот20 ветственно с выходами первого и второго элементов И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены первый и второй пороговые

25 элементы, дифференцирующий элемент и два элемента НЕ, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам второго элемента И, а входы - соответственно к выходам

Q первого и второго пороговых элементов И, соответственно к второму и третьему входам первого элемента И, выход дифференцирующего элемента подключен к входу второго порогового элемента, а входы дифференцирующего элемента и первого порогового элемента подключены к выходу отклонения регулируемого параметра от уставки основного релейного регулирующего бло0

5

f6

/П9

Voc

IS

w

n

.-Ьг1.

Vflc

-гН

Ш

ill

Составитель В.Иванов Редактор Н.Рогулич Техред О.Гортвай

Заказ 3395/48 Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий М3035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

/5

zo

I M

п 1

Г

I

I

«Л

«

т

Корректор М.Максимицшнец

Изобретение относится к области авфоматического регулирования и может быть использовано при построении высоконадехшых систем с контролем исправности регулирующих блоков. Изобретением регпается задача повьшения надежности путем исключения ложных переключений и увеличения быстродействия отключения неисправного блока в релейных системах регулирования технологических процессов. Устройство содержит основной и релейный лирующий блоки, а также пороговые элементы, дифференцирующий элемент, элементы НЕ, элементы И, блок управления переключателями, элемент ИЛИ, реле, переключатели. С помощью логических элементов лроверяется соответствие управляющих команд из релейного регулирующего блока знаку рассогласования значения параметра и его уставки и знаку скорости изменения, этого рассогласования. Появляющееся несоответствие, которое происходит из-за отказов j фиксируется блоком управления переключателями, в котором срабатывает реле, и переключателями заменяется отказавший блок резервным. 1 ил. (J) ГчЭ САд СО а 00