Устройство для программного управления циклическими процессами Советский патент 1987 года по МПК G05B19/08 

12

ронного перехода к очередному циклу работы и контроля как минимального, так и максимального времени срабатьгоания каждого исполнительного органа. Устройство для программного управления циклическими процессами содержит генератор 1, делитель частоты 2, времязадающий блок 3, блок набора программ 4, элементы задержки 1 1 , ИЛИ 10, элемент И 8, блок обнуления 7. Цель достигается за счет введения в устройство блока 12 сравнения, первой 13 и второй 14 групп датчиков времени, первой 15, второй 16 и третьей 17 групп триггеров уп

Изобретение относится к автоматике, в частности к системам программного .управления, и предназначено для управления циклическими процессами в АСУ ТП.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования,

На фиг,1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства на фиг.2-7 - функциональные схемы время- задающего блока, блока набора программ, блока сигнализации и регистрации сбоя, блока обнуления, блока . сравнения, датчика времени соответственно; на фиг.8-10 -временные диаграммы и алгоритм работы устройства соответственно.

Устройство для программного управления циклическими процессами( фиг. 1 ) содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, времязадающий блокЗ, блок 4 набора программ, исполнительные органы 5, блок 6 сигнализации и регистрации сбоя (отказа), блок 7 обнуления, группу элементов И 8, группу датчиков 9 окончания операций , первый элемент ИЛИ 10, элемент 11 задержки, блок 12 сравнения, первую группу датчиков 13 времени, вторую группу датчиков 14 времени, первую группу триггеров 15, вторую группу триггеров 16 управления, третью группу триггеров 17 управления, группу дешифраторов 18, триггер 19 пуска, второй элемент И11И 20, вход 21

равления, группы дешифраторов 18, триггера 19 пуска и второго элемента Ш1И 20. Данное устройство обеспечивает контроль работы исполнительных органов и позволяет определить тип неисправности при выходе их из строя в случае окончания работы исполнительными органами раньше минимального времени работы, окончания работы на интервале от максимального времени работы до максимального времени вьшолнения определенной прог paMi-ibi, а также продолжения работы и после максимального времени выполнения определенной программы. 10 шт

0

,

5 устройства, вход 22 Останов устройства, счетный вход 23 и вход 24 записи кода времени времязадакяцего блока 3, управлянщий вход 25, счетный вход 26 и вход 27 обнуления блока 4 набора программ, информационный выход 28, управляющие выходы 29 и выходы 30 контроля блока 4 набора программ, входы 31 группы датчиков 13 времени и входы 32 группы датчиков 14 времени, выходы 33 группы датчиков 13 и 14 времени, первуй 34, вторую 35 и третью 36 группы входов и вход 37 обнуления блока 6 сигнализации и регистрации сбоя (отказа), первую 38 и вторую 39 группы входов и управляющий вход 40 блока 12 сравнения, выход 41 блока 6 сигнализации и регистрации сбоя (отказа), вькод - 42 блока 12 сравнения и выход 43 блока 7 обнуления.

Времязадающий блок 3 содержит счетчик 44, элемент И 45, формирователь 46, блок 4 набора программ - счетчик 47, регистр 48, элементы И 49-50, а блок 6 - RS-триггеры 51- 53, элементы ИЛИ 54-56, формирователь 57, Блок 12 сравнения содержит элементы И 58-61, элементы ИЛИ 62, а .датчики времени - счетчик 63 и элементы И 64 и 65

Устройство для программного управления циклическими процессами работает следующим образом.

31298712

После включения питания подачей нала на вход 21 Пуск производитустановка в нулевое положение ка 4 набора программ, блока 6 сигсопо вх НИ тр гр Та бл си су

нализации и регистрации сбоя и через блок 7 - обнуление триггера 19 и триггеров 5-17. Сигналы с выхода блока 7 обнуления одновременно поступа- пает на элемент 1I задержки и по истечении времени задержки ад на вход 24 времязадающего блока 3, вход 26 блока 4 набора программы и IC- входы триггера 19 пуска. По переднему фронту этого сигнала происходит вьщача сигналов на вьпсодах 29 блока 4 на исполнительные органы 5 и запись во времязадающий блок 3 кода времени с выхода 28 блока 4 набора программ. По заднему фронту сигнала с выхода элемента 1I задержки происходит включение генератора 1 импульсов и времязадающий блок 3 начинает отсчитывать интервал времени необходимой длительности. Длительность интервалов времени, отсчитываемых

времязадакяцим блоком 3, выбирается равной максимальному времени работы исполнительных органов по данной программе, С выхода блока 3 в момент окончания отсчитываемого интервала времени подается импульс на вход 25 блока 4 набора программ, на выходах 30 которого, соответствующих работающим по данной программе исполнительным органом, формируются импульсы, поступающие на вторые входы группы элементов И 8.

Вторая группа датчиков 14 времени формирует на выходах 33 в момент начала работы исполнительных органов 5 сигналы, длительность которых определяется минимальным временем работы соответствукнцего исполнительного органа. По заднему фронту сигнала

на выходе 33 происходит переключение 45 гера 19 пуска и при поступлении на

триггеров 15 управлеиия в единичное состояние, что приводит к включению первой группы датчиков 13 времени и появлению на выходе 33 единичного сигнала. Длительность сигналов на выходах 33 определяется интервалом времени между максимальным и минимальным временами соответствующего исполнительного органа,

В момент включения исполнительных органов происходит переключение соответствующих работающим органам триггеров 16 управления в единичное

50

55

вход 26 блока 4 набора программ и вход 24 времязадапщего блока 3 обе печит переход к выполнению следующе програм1 а 1, После отработки последне программы включается первая програм ма, и цикл работы повторяется.

При выходе из строя какого-либо из исполнительных органов 15 возмож три случая,

1, Исполнительный орган прекрати работу до момента - минимальное время работы соответствующего испол нительного органа.

W

t5

0

состояние, сигналы с выходов которых поступают через элемент ИЛИ 10 на вход 40 и открывают блок 12 сравне-ь НИН. Одновременно сигналы с выходов триггеров 16 поступают на первую грлщпу входов 38 блока 12 сравнения. Так как на вторую группу входов 39 блока 12 сравнения поданы нулевые сигналы, то на выходе 42 сигнал отсутствует.

В момент окончания работы исполнительных органов датчики 9 окончания операций формируют импульсы, поступающие на управляющие входы группы дешифраторов 1В.

Если работа исполнительного органа закончилась на интервале от минимального до максимального времени работы, то соответствует его исправному функционированию, на входах 1 и 2 дешифратора 18 присутствует код, соответствукнций числу 2, следовательно, в момент подачи импульса на вход V дешифратора сформируется сигнал на втором выходе дешифратора и триггер I7 переключится в единичное состояние. Сигнал единицы с соответствующего триггера будет подан на одни из входов второй группы блока 12 сравнения 39, После окончания работы всех исполнительных органов, когда коды на входах первой 38 и второй 39 групп блока 12 сравнеиня совпадут, на выходе 42 будет сформи- 5 рован сигнал который через блок 7 обнуления поступит на входы R, первой, второй и третьей групп триггеров управления. В результате сигнал на входе 40 исчезнет, что приведет к запиранию блока 12 сравнения, Одновременно сигнал с выхода блока 7 обнуления через элемент 1I задержки

0

5

0

по истечении времени задержки «ад подтвердит единичное состояние триг0

5

вход 26 блока 4 набора программ и вход 24 времязадапщего блока 3 обеспечит переход к выполнению следующей програм1 а 1, После отработки последней программы включается первая программа, и цикл работы повторяется.

При выходе из строя какого-либо из исполнительных органов 15 возможны три случая,

1, Исполнительный орган прекратил работу до момента - минимальное время работы соответствующего исполнительного органа.

512

В этом случае к моменту поступления сигнала с выхода датчика 8 окончания операции, соответствующего неисправному исполнительному органу, на вход V дешифратора 18, на его пер вом входе будет присутствовать код единицы, так как на выходе датчика 14 времени сигнал присутствует, а на втором входе - код нуля, так как на выходе датчика 13 времени сигнал отсутствует. Это приводит к формированию сигнала на первом выходе дешифратора .18, который поступит на вход блока 15 сигнализации и регистрации сбоя (отказа).

2. Исполнительньй орган /5/ закончил работу на интервале , Т ( - максимальное время работы соответствующего исполнительного ор- гана; Т - максимальное время работы всех исполнительных органов по заданной программе),

В этом случае к моменту поступления сигнала с выхода датчика 9 окончания операции, соответствующего неисправному исполнительному органу, на вход V дешифратора 18, на его первом и втором входах будут отсутствовать сигналы. Это приведет к появлению сигнала на нулевом выходе дешифратора 18, который поступит на вход блока 15 сигнала- зации и регистрации сбоя (отказа); 3. Исполнительный орган вообще не закончил работу до момента време- ни Т. Так как в момент времени Т появляются сигналы на выходах 30 блока 4 набора программ, то в этом случае триггер 17 управления, соответствующий вьшедшему из строя ис- полнительному механизму, не переключится в единичное состояние, Импульс с соответствующего выхода 30 блока 4 набора программ проходит на один из выходов блока элементов ИВ и фиксируется блоком 6 сигналазации и регистрации сбоя (отказа).

Во всех рассмотренных случаях блок 6 подает сигнал о том, какой исполнительный орган вышел из строя каков вид отказа и обнуляет триггер 19 пуска, что приводит к остановке генератора 1 импульсов. Устройство прекратит работу.

I

После устранения причины сбоя за- .пуск устройства производится описанным порядком.

5

7

5

/

5

0 55

0

2 6

Таким образом, технические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным состоят в повышении надежности функционирования и быстродействия.

Формула изобретения

Устройство для программного управления циклическими процессами, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, времязадающий блок, блок набора программ, исполнительные органы, блок сигнализации и регистрации сбоя, блок обнуления, группу элементов И, rpyiiny датчиков окончания операций, первый элемент ИЛИ, элемент задержки, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом времязадающего блока, выход которого соединен с управляющим входом блока набора программ, выход кода времени которого соединен с информационным входом времязадающего блока, группа управляющих выходов блока набора программ соединена с входами исполнительных органов, выходы которых соединены с входами датчиков окончания операций, первый вход устройства соединен с входами обнуления блока набора программ и блока сигнализации и регистрации сбоя и с первым входом блока обнуления, выход которого соединен с входом элемента задержки, группа выходов контроля блока набора программ соединена с первыми входами группы элементов И, выходы которых соедине- ны с первой группой входов блока сигнализации и регистрации сбоя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функ- ционирования, введены блок сравнения, первая и вторая группы датчиков, первая, вторая и третья группы триггеров управления, группа дешифраторов, триггер пуска, второй элемент ИЛИ, выход элемента задержки соединен с входом записи времязадающего блока, со счетным входом блока набора программ и с I- и С-входами триггера пуска, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход делителя частоты соединен с первой группой входов датчиков первой группы и первой группой входов датчиков второй группы, выходы которых подключены к первым входам де7 12987

шифраторов группы и к I- и С-входам первой группы триггеров управления, выходы триггеров управления первой группы соединены с второй группой входов датчиков первой группы, вы- - 5 хоДы которых соединены с вторыми входами дешифраторов группы, выход блока обнуления соединен с R-входами триггеров управления .первой, второй и третьей групп, управлякяцие выходы 10 блока набора программ соединены с S-входами триггеров второй группы, выходы которых соединены с первой группой входов блока сравнения, с входами первого элемента ИЛИ и вторы-15 ми входами датчиков второй группы, выходы группы датчиков окончания опера- ции соединещ .с управляющими входами дешифраторов группы, первая группа выходов которых соединена с второй 20

28

45

и

Фиг.д

128

группой входов блока сигнализации и регистрации сбоя, вторая группа выходов дешифраторов группы соединена с третьей группой входов блока сигнализации и регистрации сбоя, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, третья группа выходов дешифраторов группы соединена со S-входами третьей группы триггеров управления, выходы которьпс соединены с второй группой входов блока сравнения и вторыми входами группы элементов И, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом блока обнуления, второй вход устройства соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с Е-входом триггера пуска.

|

ЦЦ

25

2

i

31

ВЦ

32

7ВД 7

Г2ла;

16 °тъ)

5 1МЗ)

9

13(35; 13(36;

/9 21

73(ад

65

33

Фаз. 7

Фиг.8

7(4)1

Начам

ПоЯача сигнала на вкой, установка S нулевое noMiKCMue блоха Ч набора програни и 1лока В игнанлациа. и. регистрации сдоя

IfopnupoeaHue сигнала перемда к очередной программе, обнуление триггеров 15 П

Писк

Lll.lilliiL

Фиг..9

Лгпись Koia Но е/амязаЛгюиши ОлокЗ, выдача сигналов па eojitoAix 23 SfOKat,запуск шпотительчык органов S, переклаченис трщ- zepOQ о единичное состояние

flepeivaowHue триггера а/ускавелтичное состояние, запуск генератора 1иипилкоо,изменение шароруашш на (tiiujaax запомимаю- gcmpoucmo iTffOxa ч иавара программ

HavCMl отсчета овеиемидатчияом J време- Ии. и. Иргмйзадатцин блоком 3

I.

Фарниравание тчаю об axomtanutt накимаыноа IpavHu fc/mfenro прп/пнны, выдача xndb на Ин- ивы Хконтрокк (лока t mSopa преграмм

±.

foOftiffoSanie Сигнала ав emtajf гтчктиго типа

Htm ,..« Да

uptOfi 3

орнитЯание стнамооот- каз Imoaoto тат

Редактор Н.Егорова

Составитель И.Швец Техред И.Попович

Заказ 886/49Тираж 864Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д.4/5

Прои. эволствеино-полиграфическое предприятие, г.Ужт орсчд, ул .Проектняя , 4

Корректор Л.Плтай

Изобретение относится к области автоматики, в частности к системам программного управления, и предназначено для управления циклическими процессами в АСУ ТП. Цель изобретения состоит в повышении надежности функ1и1онирования. Это возможно за счет реализации в устройстве асинх33 MmFl « (Л г