Устройство для программного управления электропотребителем Советский патент 1987 года по МПК G05B19/418 

11

Изобретение относится к области программнот о управления циклическими технологическими процессами и может быть использовано, например, для управления работой электрокотлов с уче том дефицита активной мощности энергосистемы, а также других электроприемников, обладающих аккумулирующей способностью.

Целью изобретения является повы- шение точности управления с учетом степени загрузки энергосистемы.

На .фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы напряжений раз- личных блоков функциональной схемы; на фиг,3 - принципиальная схема возможной реализации блока команд; на фиг,4 - временная диаграмма работы блока команд; на фиг,5 - принципи- альная схема возможной реализации блока подтверждения изменения частоты,

Устройство содержит (фиг,1) генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 индикации, блок 4 памяти, блок 5 набора программ, первый элемент И 6, исполнительный элемент 7, первый счетчик 8 импульсов, первый элемент И 9, четвертый элемент И 10, преобразователь П напряжения, второй счетчик 12 импульсов, блок 13 команд, задатчик 14 уставки, формирователь 15 импульсов, второй элемент И 16, третий элемент И 17, блок 18 подтверждения изменения частоты, триггер 19,

Блок 18 подтверждения изменения частот (фиг,5) содержит D-триггеры 20 - 23, элементы И 24, 25, Блок 13 команд (фиг,3) вьшолнен на двоично- десятичном счетчике 26 с дешифратором 27,

V

Устройство работает следующим об- разом,

С выхода генератора I импульсов, стабилизированного кварцевым резонатором, сигнал с частотой (например, 32768 Гц) поступает на вход делите- ля 2 частоты, к которому подключен блок 3 индикации для визуального наблюдения. Со второго -выхода делителя 2 частоты прямоугольные импульс поступают на информационный вход бло ка 4 памяти,представленного параллельно-последовательным регистром сдвига, В блок 5 набора программы вводится уставка отклонения от час62

тоты сети 50 Гц. Величина отклонения

определяется выражением

&f-N,

где bf - контролируемое отклонение

по частоте;

N - число секунд в период замера.

Уставка набирается- на наборном поле блока 5 с помощью перемычек. Если перемычки замкнуты, то в сдвигающий регистра блока 4 памяти записываются нули при разомкнутых - единицы , Кодовая комбинация из нулей и единиц поступает на второй вход элемента И 6 (фиг,2), Контролируемое напряжение промьппленной частоты сети подается на вход с преобразователя напряжения, представляющего собой триггер и}митта, с помощью которого производится преобразование синусоидального напряжения в прямоугольную форму. Данный сигнал поступает на счетный вход счетчика 12 через элемент И 9, Элемент И 9 управляется счетчиком 8, определяющим калиброванный период времени счета и паузы. На его счетный вход постоянно поступают управляющие импульсы с третьего выхода делителя 2 частоты. Эти же управляющие импульсы через элемент И 10 поступают на счетный вход блока 13 команд, выполненного на двоично-десятичном счетчике 26 с дещиф- ратором 27 (фиг,3), после з.аполне- ния емкости счетчика 8, С приходом каждого такого импульса на прямых , .выходах Q блока 1 3 команд поочередно появляется сигнал (фиг,4), Сигнал с прямого выхода Q, поступает на вторые входы элементов И 16, 17, Сигнал, снимаемый с прямого выхода Qg блока 13 команд устанавливает двоичный счетчик 12 в нулевое состояние, тем самым подготавливая его к началу счета, Следзпюшяй импульс, снимаемый с прямого выхода Qj, осуществляет запись числа по установочному входу счетчика 12 с помош.ю зпдатчика 14 уставка. Величина предварительно записываемого числа в содержимое счетчика 12 определяется по формуле

п (50

.где fup - частота уставки, Гц;

Г

С - калиброванный период времени счета, с.

31

Нмиульс с прямого выхода Q4 рез формирователь 15 импульса Пуск частотомера устанавливает по сбросовым входам содержимое двоично-десятичного счетчика 26 с дешифратором 27 блока 13 команд и счетчика 8 в нулевое состояние. При этом прекра щается поступление управляющих импульсов с третьего выхода делителя 2 частоты на счетный вход блока 13 команд до очередного момента заполне ния емкости счетчика 8, после чего описанная ранее последовательность работы блоков повторится. Время заполнения емкости счетчика 8 определяет калиброванный период счета; импульсов счетчиком 12, а длительность заполнения двоично-десятичного счетчика 26 с дешифратором 27 блока 13 команд определяет период подготовки устройства к очередному счету частоты. В случае, если частота контролируемой сети больше значения величины уставки, то счетчик 12 переполняется и на его прямом Q-Быходе последнего разряда сигнал принимает состояние логической единицы. При обратном соотношении величин частоты сигнал присутствует уже на инверсном Q-вы- ходе последнего разряда счетчика 12. Данные сигналы соответственно через элементы И 16, 17 поступают на первый или второй входы блока 18 подтверждения изменения частоты (фиг.5)

Блок 18 работает следующим образом.

Сигнал о превышении частотой сети значения уставки с прямого выхода Q последнего разряда счетчика 1 2 через элемент И 16 поступает на счетный вход С триггера 20, сбросовые входы R триггеров 22 и 23, а также на первый вход элемента И 24. При этом триггеры 22 и 23 устанавливаются в нулевое состояние, а триггер 20 устанавливается в единичное состояние. Сигнал логической единицы, снимаемый с выхода Q триггера 20, подается на второй вход элемента И 24. Но сигнал о превышении частотой сети значения уставки не проходит через элемент И 24, так как на его третьем входе присутствует сигнал логического нуля, поступающий с прямого выхода Q триггера 21. Приход второго подряд сигнала о превышении частотой сети значения уставки на счетный

987164

вход с триггера 20 изменяет состояние триггеров 20 и 21 на противоположное. Соответственно изменились на противоположные уровни сигналы на втором и третьем входах элемента И 24. Только с приходом третьего подряд сигнала., подтверждающего превышение частотой сети значения уставки, триггер 20 устанавливается опять в единичное 10 состояние.

Таким образом, на всех входах элемента И 24 присутствует сигнал логической единицы и на его выходе появляется сигнал. Данный сигнал пос- 15 тупает на сбросовый вход R триггера 19, устанавливая тем самым его в нулевое состояние. В случае поступле- на второй вход блока 18 подтверждения изменения частоты с инверсного 20 выхода Q последнего разряда счетчика 12 сигнала о снижении частоты сети ниже значения уставки не менее трех раз подряд аналогичные процессы происходят теперь с триггерами 22 25 и 23. С выхода данных триггеров сигналы поступают на элемент И 25. При этом триггеры 20 и 21 устанавливаются в нулевое состояние сигналом, подтверляающим непревышение частотой 0 сети значения уставки. В случае нарушения услови о трехкратной непрерывности поступления сигнала одного значения происходит автоматический сброс триггеров в нулевое состояние и. счет начинается заново, при этом триггер 19 не изменяет своего состояния. Выходной сигнал элемента И 25 поступает на установочный вход S триггера 19. С его прямого выхода сигнал 0 О подается на первый вход элемента И 6. В соответствии с комбинацией входных сигналов на элементе И 6 происходит управление исполнительным элементом 7, который в свою очередь 5 управляет объектом. Если сигнал на его входе равен нулю, то управля- емое устройство остается в работе, и наоборот (фиг.2). Тем самым сокращается время перерыва в энерго- 0 снабжении потребителя и уменьшается потребный объем аккумулирующих емкостей.

Формула изобретения

Устройство для программного управления электропотребителем, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом . к входу делителя часто

51

ты, соединенного первым выходом с входом блока индикации, а вторым выходом - с информационным входом блока памяти, подключенного установочным входом к выходу блока набора приграммы, преобразователь напряжения, связанный входом с входом Напряжение промьшшенной частоты сети устройства, а выходом - с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к счетному входу первого счетчика импульсов, соеди- ненног-о установочным, входом с выходом задатчика уставки, а прямым и инверсным выходами последнего разряда - соответственно с первыми входами второго и третьего элементов И, триггер, формирователь импульса, исполнительный элемент, подключенны выходом к выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности управлени с учетом степени загрузки энергосистемы, введены блок команд, блок подтверждения изменения частоты, два элемента И и второй счетчик импульсов подключенный счетным входом с

5 7 9 и J3 15 17 W 21 23 1 3 5

Фиг. 2

166

третьим выходом делителя частоты и с первым входом четвертого элемента И, входом обнуления - с выходом фор-, мирователя импульсов и входом обнуления блока команд, инверсным и прямым выходами последнего разряда - соответственно с вторым входом первого элемента И и вторым входом четвер того элемента И, подключенного выходом к счетному входу блока команд, связанного первым, вторым, третьим и четвертыми выходами соответственно с входом запуска формирователя импульсов, с управляющим входом задатчика уставки, с входом обнуления первого счетчика импульсов и с вторыми входами второго и третьего элементов И, подключенных выходами соответственно к первому и второму входам блока подтверждения изменения частоты, соединенного первым и вторым выходами соответственно с R- и S-входами триггера, подключенного прямым выходом к первому входу пятого элемента И, связанного вторым входом с выходом блока памяти, а выхо- дом-с входом исполнительного элемента.

Фиг.З

Редактор Н.Егорова

Фиг, 5

Составитель Н.Горбунова Техред И.Поповнч

Заказ 886/49 Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Фиг.

Корректор И.Муска

Изобретение касается программно го управления циклическими технологическими процессами и может быть использовано, например, для управления работой электрокотлов, а так Seenw же других электроприемников, обладающих аккумулирующей способностью. Цель изобретения - повышение точности управления с учетом степени загрузки энергосистемы за счет отключения потребителя при истинном дефиците генерирующих мощностей в энергосистеме. Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 индикации, блок 4 памяти, блок 5 набора программ, пятый элемент И 6, исполнительный элемент 7, первый счетчик 8 импульсов, первый элемент И 9, четвертый элемент И 10, преобразователь 11 напряжения, второй счетчик 12 импульсов, блок 13 команд, задатчик l4 уставки, формирователь 15 импульсов, второй элемент И 16, третий элемент И 17, блок 18 подтверждения изменения частоты, триггер 19, 5 ил. &