Прогнозатор длительности производственных операций Советский патент 1988 года по МПК G06F17/00 

Л

28

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматизированного управления производственными объектами циклического действия. Цель изобретения - повышение точности прогнозирования и расширение функциональных возможностей устройства за счет компенсации времени простоя, С этой целью в прогроза- тор, содержащий регистр 1, вычитатель 2, сумматор 13 и умножитель 6, введены схема 4 сравнения, схема 5 сравнения по модулю, ключи 3,7-11, элемент ИЛИ 12, регистры 14, 15, блоки 19, 20, приведения и блок 18 восстановления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с «е

п. llQ

гвм.

18

Изобретение относится к области .втоматики и вычислительной техники : может быть использовано в системах 4втоматизированного управления произ- г|одственными объектами циклического Действия.

, Цель изобретения - повышение точ- р-ости прогнозирования и расширение функциональных возможностей устройства .

На фиг.1 представлена схема прог- ьозатора длительности производствен- ьых операций} на фиг.2 - схема блока г осстановления,

Прогнозатор содержит (фиг.1) ре- 1 истр 1, вычитатель 2, ключ 3-, схему I- сравнения, схему 5 сравнения по oдyлю, умножитель 6, ключи 7-11, злемент ИЛИ 12, сумматор 13, регистры А,. 15, элементы задержки 16, 17, Слок 18 восстановления, блоки 19 и /О приведениЯ5 индикатор 21, информа- 1 ионные входы 22 - 25, группы 26-31 1:нформационных входов.

Блок восстановления содержит (фиг.2) группу 38 регистров, группу j4 вычитателей., группу 35 умножите.- . /ей, блок 36 суммирования, ключ 37, злемент 38 задержки, выходной регистр 39.

Схема 5 сравнения по модулю представляет собой регистр памяти и сое- гиненную с ним схему компараторов. На.вход регистра памяти псвдается абсолютная величина и со знаком разно с:ти, а на выходе абсолютная величина Л О без знака, которая затем сравнива €;тся в компараторе с константой р. Компа1затор имеет два выхода, которые Являются выходами схемы 5 сравнения модулю и сЛ причем вы- Ходы Л /i и Jl соединены между (to бой.

Схема блока 19 приведения анало- №чна схеме блока 18 восстановления, Только на входы этого устройства по- ;(;аются другие параметры, а информаци фнный выход блока восстановления йодключен к входу блока 36 суммирова $ия. Все элементы схемы блока 19 при )Ьедения выполнены аналогично. Схема второго блока 20 приведения совпада- (бт со схемой блока 18 восстановления Причем выход регистра 15 соединен с 1 ходом блока 36 суммирования, а вы- :(содной сумматор схемы блока суммиро- йания предназначен для сложения двух Двоичных чисел.

0

5

0

5

Устройство работает следующим образом.

Перед запуском устройства необходимо ввести константы и переменные. В частности, на вторые группы информационных входов 31, 29, 27 блоков 18 восстановления 19, 20 приведения соответственно подаются в двоичном коде коэффициенты а, а, ...,а, Ь ,Ь,...,Ь„, с,с,...,с. На вторые информационные входы 2Д, 22, 23 второго регистра 14, схемы 5 сравнения по модулю, умножителя 6 подаются соответственно коды коэффициентов k, р,(/. На первых информационных группах входов 30, 23, 26 блока 18 восг становления, блоков 19, 20 приведения устанавливаются-переменные : fx, х .

Ч.

0

5

0

5

0

5

х, XJ, х, .,

. . ,

п

., Хп. Ц - h JI 1

1

ч

flJI 1 1 х, X . соответственно. Через установочный вход 25 регистра i 1 вводится начальное значение fl , экстраполируемой длительности производственной операции. Работа прогнозатора начинается после замыкания ключа Вкл., соединенного с входом 32, через который в устройство подаются синхроимпульсы. Блок 18 восстановления определяет приближенно оптимальную длительность прошедшей технологической операции. При этом учитывается фактическая длительность операции, продолжительность неплановых простоев, а также фактические и заданные значения параметров полученной продукции. Результат восстановления передается в блок 19 приведения через его информационный вход одновременно с тактовым импульсом через тактовый вход, В блоке приведения длительность производственной операции корректируется (приводится) к базо вым условиям, которые характеризуются средними значениями параметров производственной операции, соответствующими длительным отрезкам времени. Тем самым осуществляется учет влияния контролируемых определяющих факторов на длительность операции. На информационном выходе блока 19 приведения формируется приведенная длительность Р виде двоичного числа. Одновременно с ним на тактовом выходе блока 19 появляется тактовый импульс, поступающий на регистр 14, ключ 13, элементы 16, 17 задержки. Экстраполяция приведенной длительное314

ти пр осуществляется цифровым экст- раполятором, функции которого в данном устройстве выполняют регистры 1, 14, 15, схемы 4, 5 сравнения, сумматор 13, вьтчитатель 2, ключи 3.,- 11, элемент 12 ИЛИ и элемент 17 задержки. Данный экстраполятор представляет собой релейно-экспоненциальный фильтр первого порядка с упредителем нулевого порядка, Экстраполятор работает следующим образом. Из блока 19 приведения в вычитатель 2 и схему 4 сравнения поступает двоичное число tпр а из регистра 1 двоичное число (i- -1), представляющее собой предыдущее экстраполируемое значение,. Для первого щага прогнозирования в качестве vjCi-l) принимается значение длительности, введенное в регистр 1 через вход 25, На схеме 4 сравнения эти два числа сравниваются. Результатом сравнения является обнаружение одного из трех возможных состояний (i) (1-1), - JnpCi) -JjCi-l), (i) ; P(i-1). Причем используется только два выхода. При tJf,p(i) i t),(i-1) сигнал 1 с выхода схемы 4 сравнения одновременно, с сигналом из блока 19 поступает в знаковую ячейку регистра 14, в котором хранится константа k, введенная через вход 24 устройства, При 2np(i)3(i) проявляется 1 на вт«ром выходе схемы 4 сравнения, которая закрывает нормально открытый ключ . 11, При t np(i) 7 ь gCi-l ) на обоих выходах схемы 4 сравнения сигнал отсутствует, В сумматоре-вычитателе 2 вычисляется разность между двоичным . Cpp(i) поступающим из блока 19 приведения, и числом i j(i-l), поступающим из регистра 1, При поступле- .нии синхросигнала от блока 19 приведения ключ 3 открывается и разница С p(i)-1 )(i-1) передается в схему 5 сравнения по модулю и на умножитель 6, На схеме 5 сравнения по модулю эта разница без.учета знака сравнивается с константой , поданной на вход 22 устройства. Если j S pCD- gCi-Db 7(5, то сигнал 1 проходит через эле- |мент ИЛИ 12, открывает ключ 9, а также проходит через нормально открытый ключ 11, открывает ключ 7 и в сумматоре 13 складывается двоичное число k, записанное в регистре 14, и число , ij(i-1), храняющееся в регистре 1,

Если I IflpCi)- 1 I / на втором выходе схемы 5 сравнения по моду0.

лю появляется 1, открывающая ключ 8 и через элемент ИЛИ 12 ключ 9, 1Спюч 7 при этом закрыт. Разница чисел

2„р(1)-bjCi-l), полученная в вычита- теле 2, умножается в умножителе 6 на константу xi, поданную на вход 23, и через открытый ключ 8 поступает в v. - сумматор 1-3, где складывается с числом TjCi-l), хранящимся в регистре памяти. Число (1), равное

(

t (i) e,(i-i)+l

k-sign/j Z если(,р1 Р1

d 2np 2np(i)(i-1,

из сумматора 13 передается в регистр 15 по синхросигналу, поданному из . блока 19 приведения через элемент 17 з.адержки. Сигнал задерживается на

время, необходимое для срабатывания блоков 5 - 12. При поступлении на управляющий врсод ключа 10 синхросигнала открывается ключ 10, и число SjCi), хранящееся в регистре 15, поступает в регистр 1, заменяя ранее записанное число IJjCi-l), а также передается в блок 20 приведения. Поступление двоичного числа в блок 20 приведения совпадает во вре мени с

поступлением тактового импульса из блока 19-приведения через элемент 16 задержки. Бремя задержки соо.тветству- ет времени работы цифрового экстрапо- лятора, В блоке 20 приведения результаты экстраполяции Dgd) приводятся к условиям планируемой (предстоящей) производственной операции, Длитель- ность планируемой производственной операции полученная в блоке 20

приведения, отображается на индикаторе 2.1,

Блок восстановления работает следующим образом. На входы 30 устройст- на перед его пуском подаются фактические х j и заданные х значения переменных. Тактовый импульс, поступсЦо- щий на тактовый вход блока 18 восстановления после замыкания ключа Вкл,, осуществляет считывание чисел х,

X, Xj, х,.,,,х, X, хранящихся в группе 33 регистров. Двоичные числа поступают в группу 34 вычитателей, где определяются разности (), (), ,,., (). Каждая из этих

разностей подается на соответствующий умножитель 35, в котором она соответственно умножается на предварительно установленную константу а, а,,,,,а,, и двоичные числа, пред5 141

|ставляющие собой произведения а,(,), )a(,), переаготся в блок 36 суммирования, где v : ни складываются, В результате сна- ала получается поправка л Л к дли-г ельности производственной операции. l 2,,,(cT-5.)+a() + ...+a(,). а вход 3.0 блока суммирования подает- f

- с I

я также двоичное число

/1 Ф де (/

фактическая длительность

прост

роизводственной операции, С „р -. ремя неплановых простоев, В выходом сумматоре блока суммирования из ВОИЧНОГО1 числа I вычитается поправка 5

25

с

и получается восстановленная

ациональная длительность производст- енной операции €- -й И, При поступ- ении тактового импульса в элемент 8 Задержки он.задерживается на вре- я, необходимое для срабатывания бло- ов 33 - 36 и после этого открывает люч 37, Двоичное число запомина- тся в регистре 39,

БЛО.КИ 19, 20 приведения работают налогично блоку 18 восстановления, а исключением того, что на группу ходов 28 блока 19 приведения, подкг

точенных к входам группы 33 регистjjОБ, вместо :к., х f, предварительно

одаются средние Х| и фактические J, значение параметров производствен- ой операции, а на входы 26 блока 19 риведения, соединенные с входами руппы 35 умножителей, .вместо кон- тант а,, а,,,,,а константы Ь j ,...,bj.,. В выходном сумматоре бло- а 36 суммирования вычисляется раз- я1ость между восстановленной рацио- н альной длительностью производствен- операции J , подаваемой с выхода вЬсстановления блока на вход блока 3fe суммирования, и поправкой , .Таким образом, восстановленная длительность операции производится к базовым условиям, т.е. к базовьм значениям определяющих техноло- г ческих параметров. На группу входов 26 блока 20 приведения, соединенных

с входами группы 33 регистров, вместо

JJ,tf

Х(, ,х подаются заданные х и средние

Xf, значения параметров,а на входы 31 устройства, подключенные к входам )уппы 35 умножителей, подаются кон

С Ьанты с

-1 -2J

,-с. На вход блока

суммирования из регистра 15 поступает экстраполированное значение длитель- (з(1-1). В выходном сумматоре 6jtoKa 36 суммирования складываются

0060

экстраполированное значение длительности fjCi+l) и поправка к нему , т.е. (1+1) еэ(1+1)+ 5 (i + 1). Таким образом результаты экстраполяции приводятся к условиям планируемой плавки, т.е. к планируемым значениям технологических параметров.

изобретения

Формула

1, Прогнозатрр длительности производственных операций, содержащий вы- читатель, умножитель, сумматор, пер- вый регистр, выход которого соединен с входом вычитаемого вычитателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования и расширения функциональных возможностей устройства за счет нормализации параметров, в него введены схема сравнен ия, схема сравнения по модулю, шесть ключей, элемент ИЛИ, два регистра, два блока приведения, два элемента задержки, блок восста- новления, информационный и тактовый выходы которого соединены с первым информационным и тактовым входами первого блока приведения соответственно, информационный выход которого

соединен с вторыми входами вычитателя и схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом первого регистра и информационным входом четвертого ключа, выход которого соединен с входом второго слагаемого.сумматора, выход которого соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого соединен с информационными входами второго блока приведения и пятого ключа, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход вычитателя соединен с информационнным входом первого ключа, выход которого соединен с первыми информационными входами схемы сравнения по модулю и умножителя, выход которого соединен с информаци- онным входом третьего ключа, выход которого соединен с входом первого слагаемого сумматора, выход Меньше схемы сравнения соединен с входом знакового разряда второго регистра, выход которого соединен с информаци--.-: онным входом второго ключа, выход которого соединен с входом первого слагаемого сумма:тора, выход Равенства схемы сравнения соединен с информационным входом шестого ключа, выход которого соединен с .управляю-.

щим входом второго ключа, выход Больше схемы сравнения по модулю соединен с управляющим входом шестого ключа и первым входом элемента ИЛИ, выход Меньше или равно соединен с управляющим входом третьего ключа и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа, тактовый выход первого блока приведения роединен с у,правляющими входами второго регистра и первого ключа, через первый элемент задержки с тактовым входом второго блока приведения, через второй элемент задержки с управляющими.входами первого и третьего регистров и пятого ключа, первые и вторые информационные группы входов блока восстановления, первого и второго блоков приведения являются с первой по шестую информационными группами входов устройства соответственно, второй информационный вход первого регистра, информационный вход второго регистра вторые информационные входы схемы сравнения по модулю и умно ителя, являются с.первого по четвертый информационными входами устройства соответственно, управляющий вход блока восстановления является тактовым входом устройства, выход второго блока приведения является информационным выходом устройства.

слагаемого j-ro вычитателя

,. i+K (j -2-)

выход которого соединен с первым информационным входом j-ro умножителя, выход которого соединен с j-м входом блока суммирования, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого является информационным выходом блока, управляющие входы регистров группы объединены и соединены с тактовым входом блока и через элемент задержки с управляющим входом ключа и тактовым выходом устройства, вторые информационные входы умножителей являются второй группой информационных входов блока, дополнительный информационный-вход блока суммирования является (2п+1)-м информационным входом первой группы информационных входов блока..