Устройство для управления Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 G05B19/418 

фиг.}

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, для циклического управления работой электро- котлов с учетом загрузки энергосистемы, а также других электроприемников, обладающих аккумулирующей способностью .

Целью изобретения - повышение на- дежности устройства.

На фиг. I изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - временная диагра1-1ма вы- ходных сигналов распределителя импульсов; на фиг. 4 - схема блока контроля частоты.

Устройство содержит (фиг. I) гене- ратор 1 импульсов, делитель 2 часто- : ты, четвертый счетчик 3, третий эле- i мент И 4, шестой элемент И 5, триггер I 6 Шмитта, третий счетчик 7, распре- I делитель 8 импульсов, пятый и четвертый элементы И 9 и 10, задатчик I1 : уставки (например, П 39), четвертый I формирователь 12 импульсов, блок 13 контроля частоты, седьмой и.восьмой элементы И 14 и 15, первый элемент i ИЛИ 16, блок 17 установки триггеров, I второй элемент ИЛИ 18, второй триг- I гер 19, девятый, второй и первьй I элементы И 20-22, первый триггер 23, 1 второй счетчик 24, второй формирова- ; тель 25 импульсов, третий триггер 26 первый счетчик 27, третий элемент ИЛИ 28, третий и первый формирователи 29 и 30 импульсов, четвертый элемент ИЛИ 31 и исполнительный эле- . мент 32.

Блок 13 контроля частоты (фиг.4) содержит с первого по четвертый счетные триггеры .33-36, первый и второй элементы И 37 и 38.

Устройство работает следующим об- разом.

С выхода генератора 1 импульсов (фиг. 1), стабилизированного кварцевым резонатором, сигнал частотой, (например 32768 Гц) поступает на вход делителя 2 частоты. В результате деления на его выходе появляются сигналы (частотой, например, 1 Гц), которые подаются на счетный С-вход счетчика 3 и на аналогичный вход распре- делителя 8 через шестой элемент И 5 после заполнения емкости счетчика 3. Распределитель 8 импульсов вьтолнен на двоично-десятичном счетчике с дешифратором, С приходом каждого импульса на счетньй С-вход распределителя 8 на его прямых Q-выходах различных разрядов поочередно присутствует сигнал единичного логического уровня, начиная с младшего разряда: (фиг. 3). Сигнал с прямого Q,-выхода первого разряда поступает на вторые входы пятого 9 и четвертого 10 элементов И. Сигнал, снимаемьй с второго прямого Q„-выхода распределителя 8, устанавливает по R-входу в нулевое состояние счётчик 7, тем самым подготавливая его к началу счета. Следующий импульс,снимаемый с третьего прямого Q, выхода, осуществляет запись числа по установочному S-вхо- ду счетчика 7с выходов задатчика II уставки. Величина данного числа определяется по формуле

n(50-f ,,,) , . где частота уставки срабатывания устройств, Гц;. . - калиброванный период времени счета (задается счетчиком 3), с.

Импульс с четвертого прямого Q выхода через формирователь 12 импульсов устанавливает по сбросовым R-BXO- дам содержимое двоично-десятичного счетчика с дешифратором распределителя 8 и счетчиЛа 3 в нулевое состояние. При этом прекращается поступление управляющих импульсов с выхода делителя 2 частоты на счетный С-вход распределителя 8 через шестой элемент И 5 до очередного момента заполнения емкости счетчика 3, после чего описанная последовательность работы блоков повторяется. Время заполнения емкости двоичного счетчика- 3 определяет калиброванный период счета счетчиком 7, а длительность заполнения двоично-десятичного счетчика с дешифратором распределителя 8 определяет период подгот овки устройства к очередному счету частоты. Контролируемое напряжение сети подается на счетный С-вход счетчика 7 через третий элемент И 4 при наличии входного сигнала единичного логического уровня на одном из своих входов, снимаемого с инверсного р-вькода счетчика 3, предварительно преобразованное в пря- моугольную форму триггером 6 Шмитта. В случае, если частота контролируемого напряжения больше значения величины уставки, то счетчик 7 переполняется и на его прямом Q-выходе последнего разряда сигнал принимает состояние единичного логического уровня.

случае нарушения условия о трехкратной непрерьшности поступления сигнала одного значения происходит автома

Изобретение.относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления объектом энергосистемы, например элект ропруемником с аккумулирующей способностью - электрокотлом. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Оно содержит генератор импульсов 1, делитель частоты 2, триггер Шмитта 6, задатчик уставки 11, с первого по пятый элементы И 22, 21, 4, 10, 9, с первого по третий счетчики 27, 24, 7, первый 30 и второй 25 формирователи импульсов, первый 23 и второй 19 триггеры, в него введены распределитель импульсов 8, третий 29 и четвертый 12 формирователи импульсов, четвер- тый 3 счетчик, с шестого по .девятый элементы И 5,14,15,20, с первого по четвертый элементы ИЛИ 16, 18, 28, 31, блок I3 контроля частоты, третий триггер 26 с их связями, что позволя- g ет обеспечить управление объектом по заданной временной программе с коррекцией по частоте и защитной от ложных срабатываний при переходных режимах в энергосистеме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л с

При ином значении .частоты аналогичный тический сброс триггеров блока 13

сигнал присутствует -уже на инверсном -Q-выхбде последнего раз ряда счетчика 7. Данные сигналы соответственно через пятый 9 и четвертый 10 элементы И поступают на первый или второй BXO-JQ включения, а именно: включение устконтроля частоты в нулевое состояние и счет начинается заново.

Работу остальных блоков устройства рассмотрим для различных моментов

ды блока 13 контроля частоты (фиг.4).

Блок 13 работает следующим образом. Сигнал о превышении частотой сети значения уставки с прямого Q-вьгхода последнего разряда счетчика 7 через пятый элемент И 9 поступает на счетный С-вход триггера 33, сбросовые R-входьг триггеров 35 и 36, а также на первый вход элемента И 37. При этом триггеры 35 и 36 устанавливаются20

в О , а триггер 33 устянявливается

сегц

ройства в работу ночью, когда f

f ((ст и до момента снижения частоты

более 4 ч;

включение утром, когда

но до момента снижения 15 частоты менее 4. ч; включение днем.

сети - t у(,

когда f j.g.1 f ,j(, и до момента подъема частоты более 4 ч; включение вече ром, когда f ( f у., , но до момент подъема частоты менее 4ч.

При включении устройства в работу по первому условию блок 17 установки триггеров устанавливает первый триг гер 23 в единичное состояние по уста новочному З-входу через первый эле- 25 мент ИЛИ 16, второй триггер 19 - в нулевое по сбросовому R-входу через второй элемент 11ПИ 18, третий триггер 26 по аналогичному входу - в нулевое состояние через элемент ИЛИ 18 счетчик 24 по сбросовом R-входу - 9 нулевое состояние через второй эле мент ИЛИ 18. На прямом Q-выходе первого триггера- 23 присутствует сигнал единичного логического уровня, который подается на второй и первый вхо ды соответственно первого 22 и девятого 20 элементов И. На инверсном Q- выходе ВТОРОГО триггера 19 присутствует сигнал единичного логического уровня, который, поступая на второй вход девятого, элемента И 20, включае исполнительный элемент 32, управляющий работой объекта.

в единичное состояние. Сигнал единичного логического уровня, снимаемый с прямого Q-выхода триггера 33,подается на второй вход элемента И 37. Но сигнал о превышении частотой сети значения уставки не проходит через И 37, так как на его третьем входе присутствует сигнал нулевого логичес ко-го уровня, поступающий с прямого р-выхода триггера 34. Приход второго подряд сигнала о превышении частотой сети значения уставки на счетный С- вход триггера 33 изменяет состояние триггеров 33 и 34 на противоположное Соответственно изменяются на противоположные уровни сигналы на втором и третьем входах элемента И 37. Только с приходом третьего подряд сигнала, подтверждающего превышение частотой сети значения уставки, триггер 33 устанавливается опять в единичное состояние. Таким образом на всех входах элемента И 37 присутствует сигнал единичного логического уровня и на его выходе появляется аналогичный сигнал. При значениях частоты сети ниже величины уставки сигнал с инверсного Q-выхода последнего разряда счетчика 1 через четвертый элемент И 10 поступает на- счетный С-вход триггера 35, сбросовые R-входы триггеров 33 и 34 и первый вход трехвхо- дового элемента И 38. Сигнал на выходе последнего появляется при условии что на счетный С- вход триггера 35 поступает не менее трех раз подряд сигнал, подтверждающий непревьшение частотой сети значения уставки. В

включения, а именно: включение устконтроля частоты в нулевое состояние и счет начинается заново.

Работу остальных блоков устройства рассмотрим для различных моментов

сегц

ройства в работу ночью, когда f

f ((ст и до момента снижения частоты

более 4 ч;

включение утром, когда

но до момента снижения частоты менее 4. ч; включение днем.

сети - t у(,

когда f j.g.1 f ,j(, и до момента подъе0

5

0

0

5

ма частоты более 4 ч; включение вечером, когда f ( f у., , но до момента подъема частоты менее 4ч.

При включении устройства в работу по первому условию блок 17 установки триггеров устанавливает первый триггер 23 в единичное состояние по установочному З-входу через первый эле- 5 мент ИЛИ 16, второй триггер 19 - в нулевое по сбросовому R-входу через второй элемент 11ПИ 18, третий триггер 26 по аналогичному входу - в нулевое состояние через элемент ИЛИ 18, счетчик 24 по сбросовом R-входу - 9 нулевое состояние через второй элемент ИЛИ 18. На прямом Q-выходе первого триггера- 23 присутствует сигнал единичного логического уровня, который подается на второй и первый вхо ды соответственно первого 22 и девятого 20 элементов И. На инверсном Q- выходе ВТОРОГО триггера 19 присутствует сигнал единичного логического уровня, который, поступая на второй вход девятого, элемента И 20, включает исполнительный элемент 32, управляющий работой объекта.

При наличии сигнала на- исполние тельном элементе 32 управляемому объекту разрешается работа, а при его отсутствии, объект отключается от сети. С первого выхода делителя 2 частоты сигнал (с периодом следования, на пример, 1 ч) поступает на первые входы первого 22 и второго 21 элементов И, но проходит он только через первый элемент И 22 и поступает на счетный С-вход двоичного счетчика 27 разрешения. На его прямых Q-выхо- дах с первого по последний разряд поочередно присутствуют сигналы единичного логического уровня, а прямые Q-выходы, например, с первого по &т

0

5IA186506

вертый разряд подключены к третьемуся. Так отрабатывается первая зона

элементу ИЛИ 28, Данные сигналы взапрета на включение после снижения

течение 4 ч подряд поступают на пер-частоты в утренние часы. По истече-

вый вход восьмого элемента И 15, но нии 20 ч с момента включения устройне проходят через него, так как наства в работу по первому условию на

его втором входе в это время отсут-прямом Q-выходе последнего разряда

ствует сигнал, снимаемый с второгосчетчика 27 присутствует сигнал едивыхода блока 13 контроля частоты, со-ничного логического уровня, который

гласно первому условию включения, ючерез первый формирователь 30 импульПри появлении сигнала единичного ло-сов и четвертый элемент ИЛИ 31 уста гического уровня на прямом Q-выходенавливает в нулевое состояние по шестогб разряда счетчика 27 третийсбросовому R-входу первый триггер триггер 26 устанавливается по уста-23 и обнуляет по аналогичному входу ковочному S-входу через формирова- 15содержимое счетчика 27, На прямом тель 29 импульсов в единичное состоя-Q-вьгходе первого триггера 23 проис- ние, На его прямом Q-выходе присут-ходит смена уровня сигнала. На испол- ствует сигнал единичного логическогонительном элементе 32 исчезает сиг- уровня, поступление которого на пер-нал, и объект управления отключает- вый вход седьмого элемента И 14 раз- 20ся от сети. При появлении сигнала решает прохождение через данный эле-единичного логического уровня на пер- мент на установочный S-вход второговом выходе блока 13 контроля частоты триггера 19 сигнала единичного логи-первый триггер 23 вновь устанавлива- ческого уровня „с второго выхода бло-ется в единичное состояние по уста- ка 13 контроля частоты. На выходах 25новочному S-входу через первый эле- второго триггера 19 за счет установкимент ИЛИ 16, На его прямом Q-выходе в единичное состояние происходит сме-появляется сигнал единичного логичес- на уровней сигналов. На инверсномкого уровня, разрешая работу испол- Q-выходе присутствует сигнал нулево-нительного элемента 32, объекта уп- го логического уровня, приводящий к 30равления и прохождение импульсов с отключению исполнительного элементаП ервого выхода делителя 2 частоты 32, а следовательно, управляемого на счетньй С-вход счетчика 27 через объекта от сети, В то же время на егопервый элемент И 22, Так отрабатыва- прямом Q выxoдe появляется сигналется вторая зона запрета на включение единичного логического уровня, кото- ggобъекта управления до момента подъе- рый разрешает прохождение импульсовма частоты сети выше значения уставки с первого выхода делителя 2 черезсрабатывания устройства в вечерние второй элемент И 21 на счетный С-вход.часы, Б дальнейшем описанные последо- счетчика 24, По. истечении 3 ч навательности работы блоков циклически прямом Q-выходе последнего разряда 40повторяются раз в сутки, счетчика 24 появляется сигнал единич- При включении в работу по второму ного логического уровня, который че-условию устройство работает следую- рез- второй формирователь 25 импуль- щим образом. Блок 17 установки триг- сов и второй элемент ИЛИ 18 устанав-геров устанавливает первый триггер ливает в нулевое состояние по сбросо- , в единичное состояние по устано вым 1 -входам второй 19 и третий 26вочному 5 входу через первый элемент

триггеры, а также обнуляет содержимоеИЛИ 16, второй триггер 19 - в нулевое

счетчика 24 по аналогичному входу,состояние по сбросовому R-входу через

Вследствие этого на прямом Q-выходевторой элемент ИЛИ 13, третий триггер

третьего триггера 26 присутствует 50 - аналогичному входу - в нулевое

сигнал нулевого логического уровня,состояние через элемент ИЛИ 18, счетзапрещающий прохождение сигнала счик 24 по сбросовому R-входу - в нувторого .выхода блока 13 контроля час-левое состояние через второй элемент

Тоты через седьмой .элемент И 14 уста-ИЛИ 18,.На прямом Q-выходе первого

новочный S-вход второго триггера 19. 55триггера 23 присутствует сигнал едиНа его выходах происходит очереднаяничного логического уровня, который

смена сигналов по уровню. На исполни-подается на второй и первый входы

тельном элементе вновь появляетсясоответственно первого 22 и девятого

сигнал и объект управления включает-20 элементов И, На инверсном Q-выхо7 .1

де второго триггера 19 присутствует сигнал единичного логического уровня который, поступая на второй вход девятого элемента И 20, включает исполнительный элемент 32, управляющий работой объекта. Так, при наличии сигнала на исполнительном элементе 32 управл яемому объекту разрешается. работа, а при его отсутствии объект отключается от сети. С первого выход делителя 2 частоты сигнал (с периодо следования, например, I ч) посггупает на первые входы первого 22 и второго 21 элементов И, но проходит он тольк через первый элемент И 22 и поступае на счетный С-вход счетчика 27. На его прямых Q-выходах с первого по последний разряд поочередно присутствуют сигналы единичного логического уровня, а прямые Q-выходЫ например, с первого по четвертый разряд подключены -к третьему элементу ИЛИ 28. Данные сигналы в течение 4 ч подряд поступают Hd первый вход восьмого элемента И 15 и проходят через него при наличии сигнала на его втором входе, снимаемого с второго выхода блока 13 контроля частоты, согласно, второму условию включения. Данный сигнал обнуляет содержимое счетчика 27 и устанавливает в нулевое состояние первый триггер 23 по сбросовым R-входам через четвертый элемент ИЖ 31. При этом на прямом Q-выходе первого триг гера 23 устанавливается сигнал нулевого логического уровня, который, поступая на первый вход девятого элемента И 20,.отключает через исполнительный элемент 32 объект управления а также прекращает поступление им

пульсов с первого выхода делителя 2 частоты на счетный С-вход счетчика 27 через первый элемент И 22. Сигнал, подтверждающий снижение частоты сети системы, снимаемый с второго выхода блока 13 контроля частоты, не проходит на установочный S-вход второго триггера 19 через седьмой элемент И 14, так как на его первом входе присутствует сигнал нулевого логического уровня, поступающий с прямого Q-выхода третьего триггера 26. Управляемый объект находится в отключенном состоянии до очередного повышения частоты сети системы. После этого работа блоков устройства аналогична описанной при включений по первому условию.

д 0 -

5

0

При включении в работу по третьему и четвертому условиям устройство работает аналогично описанному для второго условия включения. На следующие сутки после включения устройства в работу по указанным условиям оно отслеживает истинное время подъема частоты сети системы вьппе значения уставки срабатывания и управляет объектом согласно предписанному алгоритму работы с двумя зонами запрета на включение.

Изобретение обеспечивает за счет введения дополнительных блоков, вклю- ченных в соответствии с функциональной схемой, более точное управление . электропотребителями с учетом степени загруженности энергосистемы, исключаются ложные срабатьшаний. Тем самым сокращается время перерьша в электроснабжении потребителя, уменьшается потребный объект аккумулирующих емкостей теплоты. Отпадает необходимость в наличии резервного источника питания, что повьшает его эксплуатационные к4Нбства.

Устройство обеспечивает управление объектов по заданной временной программе с коррекцией по частоте и защитой от ложных срабатьшаний при переходных режимах в энергосистеме.

Формула из- обретения

1. Устройство для управления, содержащее генератор импульсов, делитель частоты,триггер Шмитта, задат- чик установки, с первого .rto пятый элементы И, с первого по третий счетчики, первый и второй формирователи импульсов, первьй и второй триггеры, выход генератора импульсов подключен к входу делителя частоты, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к счетным входам, первого и второго счетчи-. ков соответственно, выход переполнения которого соединен с входом первого формирователя импульсов, неинвертирующие выходы первого и второго триггеров соответственно соединены с вторыми входами первого и второго элементов И, выход второго счетчика подключен к входу второго формирователя импульсов, вход триггера Шмитта является частотным входом устройства, выход подключен к первому входу тре.

тьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом-третьего счетчика, установочный вход которого подключен к выходам задатчика устав- icH, а инвертирующий и неинвертирующи выходы .соединены с первыми входами четвертого и пятого элементов И соот- йетственно, отличающееся фем, что,с целью повышения надежное- j-H устройства, оно содержит распреде- |1итель. импульсов, третий и четвертьм формирователи импульсов, четвертый фчетчик, с шестого по девятый элемен- fbi и, с первого по четвертый элемен- i u ИЛИ, блок контроля частоты и тре- ий-триггер, второй выход делителя Частоты подключен к счетному входу Третьему счетчика и к первому входу фестого элемента И, вторым входом йоединенного. с неинвертирующим выхо- ji;oM четвертого счетчика, а выходом - Qo счетн лм входом распределителя Лульсов,. сигнальный выход которого Itepes четвертый формирователь импуль(toB подключен к входам сброса рас- г ределителя импульсов и четвертого счетчика, инвертирующий выход которс- fo соединен с вторым входом третьего : лемента И, управляющие выходы распределителя импульсов подключены к управляющему входу задатчика уставки К входу сброса третьего счетчика и к Вторым входам четвертого и пятого элементов И соответственно, выходы «Четвертого и пятого элементов И соединены с соответствующими входами блока контроля частоты, выходы которого соединены с первым входом первого элемента ИЛИ и с объединенными первыми входами седьмого и восьмого элементов И соответственно, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к входу установки второго триггера, инвертирующий выход которого подключен к первому входу девятого элемента И, второй вход которого подключен к не- инвертируйщему выходу первого триггера, а выход является выходом устройства для подключения к объекту управ0 . 10

ления, второй вход первого и первый вход второго элементов ИЛИ являются входом начальной установки устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с входами сброса второго счетчика, второго триггера и третьего триггера, выход которого подключен к второму входу седьмого эле.мента И,

второго формирователя импуль- сов соединем с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход старшего разряда первого счетчика подсоединен к входу сброса третьего триггера через тре-.

тий формирователь нмпулгзсов , выходы группы через третий элемент ИЛИ под- включены к второму входу восьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а выход - к входам сброса neprioro триггера и первого счетчика, вход установки первого триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ.

и второй элементы И, выходы которых являются соответствующими выходами сбрЬса третьего и четвертого счетных триггеров, первый вход первого элемен - та И является одним входом-блока,

синхровход третьего, вход;ы сброса первого и второго счетных триггеров и первый вход второго элемента И являются другим входом блока, инверти- Р ;Лощне выходы первого и третьего

с гетных триггеров подкл}очены к синх- ровходам второго и четвертого счетных триггеров соответственно, неин- тзгр гирующие выходы первого и второго счетпых триггеров подключены соответстзек ю к третьему и четвертому входам первого элемента И, неинвертирующие выходы третьего и четвертого счетных триггеров подключены соответственно к второму и третьему входам

второго элемента И,

Фи.З