Устройство для программного управления Советский патент 1989 года по МПК G05B19/08 

Изобретение относится к области автоматического управления и предназначено для программного управления технологическими пр оцессами преимущественно в сельском хозяйстве (например, в птицеводстве).

Цель изобретения повышение надежности устройства и оперативности управления.

На фиг.1 представлена струйтур- ная схема устройства; на фиг.2 - схема блока задания программы; на фиг.З - схема блока контроля исполнения команд; на фиг.4 - вариант подключения схемь объекта к устройству управления.

Устройство содержит (фиг.1) задатчик 1 времени, дешифратор 2, блок 3 задания программы, блок 4 контроля исполнения команд,.блок 5 усилителей: счетчик 6 объектов, шифратор 7 выбора объекта, блок 8 аварийной cHrHanH зации, выходные шины 9 дешифратора 2. Блок 3 (фиг.2) содержит элементы И 10 - 12, элементы ИЛИ 13 - 19. Блок 4 (фиг.З) содерзкит элементы НЕ 20 и 2 i, злементы И-НЕ 22 и 23 , элементы И 24 и 25, элементы ИЛИ 26 и 27, элемент 28 выдержки времени. Объект управления (фиг.4) содержит реле , пускатель 34, а блок 4 - кнопку 35 Стоп.

Обозначения, принятые на фиг.1-4: шины А,В - информащюнные шины, шины С - управляющие шины, шины D - контрольные шины.

Задатчик 1 времени представляет собой кварцевые электронные часы, применяемые в устройствах автоматики. Дешифратор 2 выполнен на низковольтных полупроводниковых диодах по схеме матричного дешифратора. При необходимости он может быть вы(/)

С

1

ф

00 Is9

ко объекта 1, а все остальные приемные устройства на объектах управления при поступлении на их входы г кода 1 не срабатывают. Сработавшее приемное устройство объекта 1 подключает устройство управления к объекту 1, При этом по управляющим шинам С подключается блок 5 усилитеIQ лей пускателей исполнительных механизмов объекта 1, по контрольным машинам D исполнения команд блок 4 контроля исполнения команд подключается к блок-контактам исполнитель15 ных механизмов объекта 1, по информационным шинам В СОСТОЯНИЯ объекта дешифратор 2 подключается к эадатчи- ку возраста бройлеров в птичнике 1. После подключения устройства УПравным 1 г1ислу объектов управ- 20 Равления по всем шинам к объекту 1

(птичнику 1) на вход дешифратора 2 по шинам В поступает сигнал (в двоичном коде), характеризующий возраст бройлеров в птичнике 1 (например

25 5 сут), который преобразуется дешифратором 2 в десятичный код и поступает на первые входы блока 3 задания программы. На второй вход блока 3 задания программы поступает сигнал

30 от задатчика 1 времени, характеризу- ннций время суток (например 6ч).

Согласно технологическому процессу выращивания бройлеров, каждому возрасту (в сутках) в определенное время суток необходимо обеспечить строго определенньй режим содержания (кормление, поение, освещение и т.д.). Этот. режим содержания составляется зоотехником птицефабрики на весь период выралщвания бройлеров (56 сут) и представляется в виде специальной, таблицы.

На основании таблицы режимов со- . держания бройлеров составляем системы логических уравнений для обесполнен на микроэлектронной или другой базе.

БЛОК 3 задания программы представляет соГ)ой набор стандартных элементов И, ИЛИ.

Блок 4 контроля исполнения команд представляет собой набор стандартных элементов И-НЕ, И, НЕ, ИЛИ и элементов вьщержки времени. В качестве элемента выдержки времени использован двухступенчатый элемент с двумя выходками (например элемент И-301).

Блок 5 усилителей представляет собой набор по числу команд стандарт- ных усилителей.

Счетчик 6 .объектов представляет собой триггерный счетчик с числом счета,

ления. Для установки счетчика объек-. тов в начальное положение на его панели установлена кнопка, которая на блок-схеме устройства условно не показана. ;.

Мифратор 7 выбора объекта предназначен для преобразования десятичного кода с выхода счетчика 6 объектов в двоичньй код, который передается непосредственно на объекты управления.

Блок 8 аварийной сигнализации представляет собой набор триггеров и светодиодов, при помощи которых происходит запоминание и высвечивание неисправности оборудования на объекте.

В качестве задатчика возраста используются, например, шаговые искатели, переключающиеся по сигналам электрических часов в 24 ч на один шаг.

Устройство работает следующим образом.

На задатчике 1 времени устанавливается текущее время, счетчик 6 объектов установлен в положение объекта 1. Со счетчика 6 объектов цифра 1 в десятичном коде поступает на шифратор 7 выбора объектов, где щ еобразуется в двоичный код и по информационным шинам А выбора объекта поступает на объекты управления.

Приемные устройства, например, релейного типа (фиг.2) на объектах управления (птичниках) настроены иа ощ еделенный код, соответствующий номеру объекта. При двоичном коде 1 сбрасывает приемное устройство топь

35

40

45

печения, например, кормления, поения,

освещения и пометоуборки на весь период вьфащивания бройлеров, (выращивание бройлеров начинается с возраста 5 сут, так как птицефабрика получает пятисуточных цыплят).

Для составления логических уравнений вводим следующие обозначения. Входные величиИ): Vy,V6,...,V56 - возраст бройлеров (соответственно пять, тесть,... пятьдесят шесть суток);

55

На основании таблицы режимов со- . держания бройлеров составляем системы логических уравнений для обес5

печения, например, кормления, поения,

освещения и пометоуборки на весь период вьфащивания бройлеров, (выращивание бройлеров начинается с возраста 5 сут, так как птицефабрика получает пятисуточных цыплят).

Для составления логических уравнений вводим следующие обозначения. Входные величиИ): Vy,V6,...,V56 - возраст бройлеров (соответственно пять, тесть,... пятьдесят шесть суток);

5

: ,t-,, ,,t,.,- время суток (соответственно один, два,..,, двадцать

четыре часа).

Выхрдные величины:

К„ - кормление включить;

KO - кормление отключить;

поение включить; поение отключить; освещение 25% включить; освещение 50% включить; освещение 100% включить; освещение отключить; пометоуборку включить и т.д.

Изобретение относится к области автоматического управле1шя и предназначено для программного управления технологическими процессами преимущественно в сельском хозяйстве. Целью изобретения является повьппение надежности устройства и оперативности управления. Устройство управления содержит задатчик времени, дешифратор, блок задания программы, блок контроля исполнения команд, блок усилителей, счетчик объектов, шифратор выбора объектов, блок аварийной сигнализации. 1 . ф-лы, 4 ил.

,, +V5t,6 -fVyt.,, +...-bV2ot/4-V2ot,,+V2et2, -ь + ...+Vj6tg+V56t,, t-V«t,6-(-V56t,, КдО,„„(1)

Vjtj+V t,., +Vyt,7 ...+V te+V-iot44+V.jot2.,+ -t-...+V56t,4-V5gt.,+Vj6ti7- Vj6t z (II)

V5te+ Vst,+V3t,8-bV5t + ...+V,t,,s + +У,„Ц,-ь ...-bV,tgtV5 t,,+ V,t,+ У5,Цз«

и т.д.

Реализация этих логических уравнений, а следовательно, и автоматическое обеспечение режимов содержания бройлеров выполняется при помощи блока 3 задания программы устройства (фиг.3). Для этого блок 3 задания программы имеет две руппы шин - времени суток (t-) и Bi траста (Vj). На фиг.З показаны только входы, участвунядие в первых слагаемых уравнений 1,11,111. Все входы э. ементов И 10-12 подключены к этим нам (одни входы к соответствующим шинам времени t , а другие входы - к соответствующим, шинам возраста Vj,). Выходы элементов И 10-12 подключены согласно логическим уравнениям 1,11,111 к входам элементов ИЛИ 13-19, обра-, зуя на выходе блока 3 задания программы выходные сигналы К0,Ко,П и т.д.

Таким образом, если на входы блока 3 задания программы поступают сигналы, например, 5- и tg , то на обоих входах элемента И 10 появляются логические 1, в то время как на элементах И 11 и 12 присутствует только одна логическая 1 от V о На выходе элемента И 10 появляется .логическая 1, которая через элемен ты ИЛИ 13 и 19 образует на выходе блока 3 задания программы сигналы К

Оюо .

Эти команды через усилители сотока 5 усилителей поступают по-ши(iii;

0

5 нам С на объект 1 для включения исполнительных механизмов для выполнения указанных команд и одновременно в блок 4 контроля исполнения команд (фиг.1). После включения ис0 полнительных механизмов на объекте управления 1 от их блок-контактов по шинам D (фиг.2) в устройство управления поступают сигналы, сви- детельствуклцие о том, что заданные команды выполнены. Через время tц настройки блока 4 контроля исполнения команд (время, достаточное для срабатывания исполнительных механизмов на объекте упр-авления, порядка 1-1,2 с) в блоке 4 срабатывает элемент 28 выдержки времени, который включает схему контроля исполнения команд, а еще через время контроля (At) порядка 0,25-0,5 с в блоке 4 контроля исполнения комаид элементом 28 выдержки времени вырабатывается сигнал на перевод счетчика 6 объектов на следукшщй объект. При этом блок 4 контроля исполнения команд возвращается в исходное положение, так как при переключении счетчика 6 на следукщий объект на входах блока 4 контроля исполнения команд на время tj.-порядка 1 с исчезают входные сигналы. При этом элемент 28 выдержки времени устанавливай ется в исходное состояние. Работа устройства с остальными объектами происходит аналогично.

5

0

5

Блок А контроля исполнения команд (фиг,4) работает следующим об- рйзом.

Команды К g, и 0,00 блока 3 задания программы поступают на входы эле ментов 22s НЕ 21 и через элемент ИЛИ 26, на вход, элемента 28 выдержки времениJ у которого через

ся сигнал 1, который, поступив на. третий вход элемента И 24, открывает его, В результате на выходе эле- g мента И 24 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 27 выдает сигнал аварии в блок 8 аварийной сигна- лиз ации.

t,

Через время t + Ht на втором вы- время -t настройки появляется единич- ю ходе элемента 28 выдержки времени

15

ный сигнал на выходе 1, а еще через время (6t) контроля на выходе 2 исчез ает единичный сигнал и появляется нулевой сигнал, (искодное положение реле 31 при отсутствии единичного сигнала на входе на выходе 1 при- сутствует 0,ai на выходе 2 - 1), Через время t. срабатывания механизмов на объекте время t,, ty) на другой вход элемента И-НЕ 22 и на 20 вход элеь5ента.НЕ 20 поступает единичный сигнал исполнения команд Kg и на объекте Тогда на входах

исчезнет единичный сигнал который по счетному входу переводит счетчик объектов (блбк б) на следующий объек н .отключает схему контроля исполнения команд,

Дпя возможности остановки устройства на каком-либо объекте необходимо нажать на кнопку Стоп, уста новленную на лицевой панели в то вре мя, когда производится опрос интере- сукщего. нас объекта. Это необходимо при определении невыполненной команды. Для продолжения работы устройства кнопку Стоп необходимо от- 25 пустить.

После опроса всех объектов устройство управления автоматически возвращается к объекту 1 (так как в устройстве управления применен

1VUэлемента И-Ш 22 присутствуют оба единичных сигнала, следовательно, на выходе элемента И-Iffi 22 появляется сигнал О, который, поступая на одан из входов-элемента И 24,

запирает элемент И 24 и на его выхо- - .--.

де остается сигнал , что свидетель-30 кольцевой счетчик б объектов) и оп- ствует об исполнении-команды на РОС объектов повторяется. Таким обобъекте. Выходы элемента И 24 под-разом, устройство управления выполключены к входам элемента ИЛИ 27 и няет циклический опрос и проверку

состояния всех объектов управления на соответствие заданной программе непрерывно в течение всего времени технологического процесса. Период

так как на входах элемента ИЛИ 27 присутствуют о, то и на его выхо- 35 де будет сигнал О, что свидетельствует о правильном исполнении команд на объекте 1 Через время t,, + f ut на выходе 2 реле 31 вьщержки времени происходит смена единичного сигнала на нулевой,, который переклю-у чает счетчик.6 на объект 2,

Если же хогя бы одна из команд не исполняется на объекте (например, не включилось кормление Kg), то на другом входе элемента И-НЕ 22 и на выходе элемента НЕ 20 остается сигнал О, Тогда на входах элементов И 24, И-НЕ 23 присутствуют разнопо- лярные сигналы, а следовательно, на выходах элементов И-НЕ 22 и 23 появляются сигналы которые поступают на входы элемента И 24, подготавливая его к включению. Через время tц настройки на выходе i элемента 28 вьщержки времени появляется сигнал . Так -как на обоих входах элемента И 25 присутствуют оба сигнала 1, то и на его выходе появляетопроса зависит от времени срабатывания исполнительных механизмов и коли

40 чества объектов управления.. Например, если в исполнительных меха1шз- мах применены пускатели со времени срабатывания t 0,75 с, а число объектов управления П 90, то пери45 ОД опроса всех объектов составит

ТО„Р (t + it)-n 90 с, где bt Хвремя контроля) принято 0,25 с. Таким образом, устройство управления за счет применения средств ав50 томатизации, выполненных на бесконтактных элементах повьшает надежность работы и обеспечивает автомати ческое, управление технологическим -процессом, например, выращивания

55 бройлеров на птицеферме за счет дополнительного введения дешифратора, счетчика объектов, шифратора выбора объектов и блока контроля исполнения команд, т.е. повышает оператився сигнал 1, который, поступив на. третий вход элемента И 24, открывает его, В результате на выходе эле- мента И 24 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 27 выдает сигнал аварии в блок 8 аварийной сигна- лиз ации.

t,

Через время t + Ht на втором вы- ходе элемента 28 выдержки времени

Через время t + Ht на втором вы- ходе элемента 28 выдержки времени

исчезнет единичный сигнал который по счетному входу переводит счетчик объектов (блбк б) на следующий объект н .отключает схему контроля исполнения команд,

Дпя возможности остановки устройства на каком-либо объекте необходимо нажать на кнопку Стоп, установленную на лицевой панели в то время, когда производится опрос интере- сукщего. нас объекта. Это необходимо при определении невыполненной команды. Для продолжения работы устройства кнопку Стоп необходимо от- пустить.

После опроса всех объектов устройство управления автоматически возвращается к объекту 1 (так как в устройстве управления применен

- .--.

кольцевой счетчик б объектов) и оп- РОС объектов повторяется. Таким обопроса зависит от времени срабатывания исполнительных механизмов и коли40 чества объектов управления.. Например, если в исполнительных меха1шз- мах применены пускатели со времени срабатывания t 0,75 с, а число объектов управления П 90, то пери45 ОД опроса всех объектов составит

ТО„Р (t + it)-n 90 с, где bt Хвремя контроля) принято 0,25 с. Таким образом, устройство управления за счет применения средств ав50 томатизации, выполненных на бесконтактных элементах повьшает надежность работы и обеспечивает автоматическое, управление технологическим -процессом, например, выращивания

55 бройлеров на птицеферме за счет дополнительного введения дешифратора, счетчика объектов, шифратора выбора объектов и блока контроля исполнения команд, т.е. повышает оперативность управления процессом.

технологическим

Формула изобретения

с управляющими шинами,.о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью новы- шения надежности и оперативности уп- равле шя, в него введены депшфратор, счетчик объектов, шифратор выбора объектов и блок контроля исполнения команд, соединенный первыми входами с выходом блока задания программы, i вторыми входами - с контрольныю шинами исполнения команд, первым выходом - с первым входом блока аварийной сигнализации, а вторым, выходом - со. счетным входом счетчика .объектов, выходы которого подключены к вторым блока аварийной сигнализации и через шифратор выбора объектов - к информационным шинам выбора объектов,, дешифратор соединен входами с информационными шинами состояния объектов, а выходами с вторыми входами блока задания программы.

и второй элементы ИЛИ, элемент вы

4

10

56932 О

держки времени, элемент И, кь опку Стоп и по числу технологических - команд ячейки фиксации выполнения команд, каждая из которых содержит элемент И, первым входом соединенный с выходом первого элемента И-НЕ, вторым входом соединенный с выходом второго элемента И-НЕ, третьим вхо- дом соединенный с выходом элемента И блока контроля исполнения команд, первый вход первого элемента И-НЕ

непосредственно, а первый вход второго элемента И-НЕ через первый элемент НЕ соединены с вторыми входами блока контроля и исполнения команд, второй вход первого элемента И-НЕ непосредственно, а второй . вход второго элемента И-НЕ через второй элемент НЕ соединены с первыми входами блока контроля и исполнения команд, Ы11ход элемента И являет- . ся выходом ячейки и соединен с соответствующим входом первого элементаИШ1, выход которого соединен с.первым выходом блока контроля и исполнения команд, входа второго элемента ИЛИ соединены с первыми входами блока контроля и исполнения команд

а выход второго элемента HJD-i соеди 1 йен с входом элемента выр,ержки вре- мени, первый выход которого соединен с первым входом элемента И, а второй выход через размыкающий контакт KHOIT- Kii Стоп соединен с вторым входом элемента И, вторым выходом блока контроля и исполнения команд и через замыкаюцщй контакт кнопки Стоп с общей точкой схемы.

Фиг.1

О77 Опака г„ 8pef№ (л vacax)

п

Шиный

,KopffjteMae S/r/iHSveffo

ШиныД .вОсбещеное 1OO%6f(Afd- vena

Ofn 3

quz.S

В SJIOK /(ом/лроАя йети- нения feoffoMff.

KB

ffe

S,

л

«О

ёб/юкв

а/гна/11/зо- цияавараа

в SaoffS

переключение о&ъел- /тюв

К устройству питания

г

jff

к А/2... л {с.Фиг.2)

фиг Л