Устройство для автоматизированного управления технологическим процессом водоснабжения города Советский патент 1988 года по МПК G05B19/418 

33 а

JZ

со оо

со

(pus.1

Изобретение относится к автоматике, в частности к системам автоматизированного управления водоснабжением городов.

Цель изобретения - повышение точности управления.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 регистры, коммутатор 4, первый счетчик 5, дешифратор 6, генератор 7 импульсов, триггер 8, первый 9 и второй 10 элементы И, первый 11, второй 12 и третий 13 элементы ИЛИ, первую 14-16 и вторую 17-19 группы элементов И, группу 20 элементов ИЛИ, первый 21 и второй 22 блоки памяти, второй 23 и третий счетчики 24, сумматор 25, первый 26, второй 27, третий 28, четвертый 29 и штый 30 элементы задержки.

На фиг. 1 также юказаны пусковой вход 31 устройства, второй 32, третий 33 и первые 34 входы устройства, третий 35, вторые 36- 38 и первые 39-41 выходы устройства.

Устройство используется при управлении работой лучевой скважи1 ы, в которой просверлено 17 горизонтальных лучей. Вода из лучей направляется не в шахтный колодец, а в закрытый коллектор из стальных труб, к которому подсоединены все лучи.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все узлы и элементы (триггер 8, регистры I-3, счетчики 5 и 23 и сумматор 25) установлены в исходное нулевое состояние (цепи установки в исходное состояние не юказаны). В исходное состояние не сбрасывается только счетчик 24 импульсов реального времени, которые поступают на его счетный вход с входа 32. На выходе счетчика 24 имеется код реального времени с точностью до 1 мин.

При подаче на вход 31 сигнала «Пуск (фиг. 2а) последний поступает на единичный вход триггера 8 и устанавливает триггер 8 в единичное состояние (фиг. 26), при котором он высоким потенциалом открывает элемент И 9 по одному входу, к другому входу которого подключен генератор 7 импульсов. Первый импульс с выхода генератора 7 (фиг. 2в) проходит через элемент И 9 и через элемент ИЛИ 11 поступает на счетный вход счетчика 5 (фиг. 2г), устанавливая первый номер подлежащего контролю луча. Этот же импульс, задержанный на время переходных процессов в счетчике 5 и дешифраторе 6 элементом 26 задержки (фиг. 2д), проходит через открытый по второму входу элемент И 10 на нулевой вход триггера 8 и сбрасывает его в исходное состояние (фиг. 26). Кроме того, он поступает на импульсные входы всех элементов И 17-19, опрашивая их состояние.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Дешифратор 6 расшифровывает показания счетчика 5. Высокий потенциал, соответствующий номеру контролируемого водозаборного луча (в данном случае № 1,), выдается, во-первых, на выход 39 для управления подключением эталонного значения давления воды данного луча, во-вторых на управляющие входы элементов И 16, подключая информационный выход аналого-цифрового преобразователя первого луча к информационному входу элементов И 16, и в-третьих на вход элемента И 17, открывая его по одному входу.

Импульс с выхода элемента 26 (фиг. 2д) задержки проходит через элемент И 17 и поступает, во-первых, на вход считывания блока 22 памяти, который выполнен в виде постоянного запоминающего устройства, а во-вторых, через элемент ИЛИ 12 на вход элемента 27 задержки, где задерживается на время считывания данных из ячейки ПЗУ блока 22 памяти (фиг. 2е). В ячейки блока

22памяти хранится базовый адрес, по которому информация, получаемая с одного из входов 34, должна быть записана в блок 21 памяти. Считанный из блока 22 памяти адрес поступает на информационный вход регистра 3, на синхронизирующий вход которого поступает синхроимпульс с выхода элемента 28 задержки (фиг. 2ж), который записывает базовый адрес в регистр 3.

Код базового адреса с регистра 3 поступает на одни информационные входы сумматора 25, на вторые информационные входы которого поступает код номера такта опроса с информационного выхода счетчика 23 (к данному моменту времени счетчик

23обнулен и его показания равны нулю). Синхроимпульсом с выхода элемента 28, задержанным элементом 29 на время переходных процессов в регистре 3 (фиг. 2з), поступающим на сиихровход сумматора 25, последний суммирует показания базового адреса и счетчика 23 и выдает их в качестве младших разрядов адресного входа блока 21 памяти, старшие разряды которого образованы разрядами счетчика 24 реального времени, на вход которого с входа 32 поступают импульсы с датчика реального времени, синхронизирующие также работу генератора 7.

Параллельно с этим импульсом с выхода элемента ИЛИ 12, поступающим иа син- хровходы элементов И 16 и регистра 2, код с одного из входов 34 через элементы И 16 и ИЛИ 20 записывается в регистр 2, выход которого соедин,ен с входом блока 21 памяти.

Импульсом с выхода элемента 29 задержки, задержанным элементом 30 задержки (фиг. 2и), поступающим на управляющий вход записи блока 21, производится запись показаний регистра 2 в заданную зону памяти. Этот импульс с выхода элемента 30 задержки (фиг. 2и) поступает на сннхровод регистра 1 и записывает в него код эталонного значения давления воды в луче с входа 32, где тот устанавливается по сигналу дешифратора 6 с выхода 39. Этот код, как и код с регистра 2 поступает на входы компаратора 4, сравнивающего их по сигналу, поступающему с-выхода элемента 30 задержки ((фиг. 2и), задержавшего импульс на время переходных процессов в регистре 1.

Компаратор в результате сравнения кодов выдает (фиг. 2к) один из трех сигналов. «Больше на выход 36, «Равно на выход 37 или «Меньше на выход 38, откуда они поступают на пульт оператора для принятия решения.

Кроме того, каждый из этих трех сигналов, пройдя через элементы ИЛИ 13, используется как импульс конца такта и с выхода элемента ИЛИ 13 (фиг. 2л) поступает на нулевые входы регистров 1 - 3, сумматора 25 и через элемент ИЛИ 11 вновь на счетный вход счетчика 5 и через элементы 26 задержки на импульсные входы элементов И 17-19.

Поскольку показания счетчика 5 равны двум, то аналогично опрашивается состояние второго луча и т. д. до последнего. Как только счетчик 5 зафиксирует номер последнего опрашиваемого луча, дешифратор 6 открывает элемент И 19, и выходной сигнал этого элемента, кроме описанной цепи, поступает на вход счетчика 23 циклов, фиксируя окончание первого цикла опроса, и на нулевой вход счетчика 5, сбрасывая его в исходное состояние перед очередным циклом контроля состояния водозаборных лучей.

В следующем цикле, показания регистра 2 записываются по новому адресу, формированному как результат суммирования базового адреса регистра 3 и номера цикла со счетчика 23. Учитывая, что адрес записи количественных показаний водозаборных лучей образован как составной из сформулированного адреса в сумматоре 25 и временного адреса счетчика 24, фиксируемая в памяти последовательность входных кодов соответствует реальной картине работы водозаборных лучей в реальном масштабе времени, что позволяет повысить точность управления водоснабжением города. Имея в памяти информацию об отклонениях параметров подачи воды из лучей от нормы в реальном масштабе времени, можно при помощи предлагаемого устройства управления водоснабжения оптимально регулировать работу водозабора - реагировать на изменения водопотребления, и уменьшить до минимума скачки напора на выходе водозабора. Кроме того, имея в памяти информацию об отклонениях параметров подачи воды из лучей от нормы в реальном масштабе времени, можно прогнозировать сам процесс водоснабжения - появляется возможность заранее осуществлять плановые режимы водозабора, а регулированием перекрывать (гасить) только минимальные отклонения параметров объектов водозабора (лучей). Поэтому устройство позволяет осуществить плавный процесс регулирования уже достаточно сбалансированного процесса водоснабжения, избежать скачков напора воды и с этим связанных аварий на водопроводных магистралях- и оптимально использовать электроэнергию для подачи воды.

15

Формула изобретения

5

Устройство для автоматизированного управления технологическим процессом водоснабжения города, содержащее первую и вторую группы элементов И, группу элемен- 0 тов ИЛИ, первый счетчик, дешифратор, триггер, генератор импульсов, первый элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, первый элемент задержки, первый регистр и первый блок памяти, первые входы первой группы

элементов И являются первыми входами устройства, вторые входы первой группы элементов И соединены с выходами дешифратора первыми выходами устройства и первыми входами второй группы элементов И, выходы первой группы элементов И подключе0 ны к входам группы элементов ИЛИ, входы первого элемента И соединены с выходом генератора импульсов и единичным выходом триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, в него введенй второй элемент И, второй блок па5 мяти, третий элемент ИЛИ, второй и третий регистры, второй и третий счетчики, сумматор, второй, третий, четвертый и пятый элементы задержки и компаратор, информационные входы которого соединены с выхо„ дами первого и второго регистров, синхронизирующий вход компаратора соединен с выходом пятого элемента задержки, а выходы подключены к входам третьего элемента ИЛИ и вторым выходам устройства, вторые входы второй группы элементов И подключе5 ны к выходу первого элемента задержки и первому входу второго элемента И, а выходы соединены с входами второго элемента ИЛИ и входами считывания второго блока памяти, выходы которого соединены с информационными входами третьего регистра, синхрони0 зирующий вход которого и вход третьего элемента задержки подключены к выходу второго элемента задержки, выходы третьего регистра соединены с первыми информационными входами сумматора, вторые инфор5 мационные входы которого соединены с выходами второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу соответствующего элемента И второй группы и сбросовому входу первого счетчика, синлронизирую- щий вход сумматора соединен с выходом третьего элемента задержки и входом четвертого элемента задержки, сбросовый вход сумматора подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, сбросовым входам регистров и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - со счетным входом первого счетчика и входом первого элемента задержки, единичный вход триггера является пусковым входом устройства, нулевой вход триггера подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом триггера, синхронизирующий вход генератора импульсов подключен к второму

входу системы и счетному входу третьего счетчика, третий вход устройства соединен с информационным входом первого регистра, синхронизирующий вход которого подключен к выходу четвертого элемента задержки, входу пятого элемента и управляющему входу записи первого блока памяти, информационные входы которого соединены с выходами второго регистра, входы младших разрядов адреса записи первого блока памяти подключены к выходам сумматора, старшие разряды адреса записи - к выходам третьего счетчика, выход первого блока памяти является третьим выходом устройства, синхронизирующий вход второго регистра соединен с третьими входами первой группы элементов И, выходом второго элемента ИЛИ-и входом второго элемента задержки.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для автоматического управления технологическим процессом водоснабжения. Цель изобретения состоит в повышении точности управления. В устройстве осуществляется циклический поочередный опрос датчиков всех водозаборных лучей (ВЛ), и после опроса каждого из них в результате происходящего сравнения кодов эталонного давления и реального давления воды компаратором 4 выдаются сигналы «Больще, «Равно, «Меньще, которые поступают на второй выход устройства (н далее на пульт оператора) для принятия реше- ння. После опроса всех ВЛ записываются показания по новому адресу, сформулированному как результат суммирования базового адреса и номера цикла. Адрес записи количественных показаний давлений образован как составной (из сформированного в сумматоре 25 и счетчике 24), и в блоке 21 памяти фиксируемая последовательность входных кодов соответствует реальной картине работы в реальном масштабе времени. 2 ил. i (Л