Многоканальное устройство для оперативного управления Советский патент 1992 года по МПК G05B19/00 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для оперативного управления технологическим процессом, например, в цветной металлургии.

Известно устройство для дозирования реагентов, содержащее кольцевой счетный регистр, генератор фазового сигнала, п каналов управления, каждый из которых содержит реле времени, элемент И, элемент ИЛИ с запрещающим входом, усилитель мощности, к выходу которого подключен электромагнит дозатора реагентов.

Недостатком устройства является низкая надежность, обусловленная произвольным запуском реле времени, помехами, и низкие эксплуатационные возможности, заключающиеся в невозможности использования одного устройства для управления дозаторами, электромагниты которых рассчитаны на различные напряжения, а также невозможность управления реверсивными исполнительными механизмами.

Наиболее близким к изобретению является устройство для дозирования реагентов, содержащее кольцевой счетный регистр, генераторы сигналов и п каналов управления, каждый из которых содержит последовательно соединенные реле времени, содержащее накопительный элемент и компаратор, два элемента И, элемент ИЛИ, усилитель мощности, инвертор и электромагнитный дозатор реагентов.

Недостатком устройства является невозможность управления реверсивными исполнительными механизмами, его сложность, обусловленная наличием задатчиков в каждом канале управлениями низкая оперативность управления.

Целью изобретения является расширение области применения и повышение оперативности управления.

Цель достигается тем, что в устройство введены коммутатор, две кнопки выбора режима, задатчик и в каждый канал управления два управляющих ключа, три элемента И-НЕ, элемент НЕ с открытым коллектором, триггер и усилитель мощности.

l-ja фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы выходных сигналов его элементов.

Многоканальное устройство для оперативного управления содержит коммутатор 1, задатчик 2, первую Больше и вторую Меньше кнопки выбора режима, п каналов 3 управления, каждый из которых содержит первый 4 и второй 5 управляющие ключи,

реле 6 времени, содержащее первый 7 и второй 8 операционные усилители, компаратор 9,разрядный 10, токоза дающий 11. стабилизирующий 12 и ограничивающий 13 резисторы, диод 14 и интегрирующий конденсатор 15,

первый 16 и второй 17 элементы И, первый 18, второй 19 и третий 20 элементы И-НЕ, первый и второй элементы НЕ 21 и 22, триггер 23, первый 24 и второй 25 усилители мощности и исполнительный механизм 26.

Операционные усилители 7 и 8, диод 14, резисторы 10-12 и конденсатор 15 образуют накопительный элемент. Резистор 13 входит в состав компаратора 9.

Коммутатор 1 выходами связан с объединенными первыми входами второго 19 и третьего 20 элементов И-Н Е каждого канала соответственно, а вторые входы элементов 19 и 20 всех каналов 3 объединены и связаны с кнопками Больше и Меньше соответственно. На объединенные информационные входы вторых ключей всех каналов подается опорное напряжение U0n, а объединенные информационные входы первых ключей связаны с выходом задатчика 2, выходы первого и второго ключей объединены и связаны с прямым входом второго операционного усилителя 8 (вход реле 6 времени), выход которого через резисторы 10-12 и диод 14 соединен с конденсатором 15 и

прямым входом первого операционного усилителя 7. Инверсный вход второго операционного усилителя соединен с выходом первого операционного усилителя и с прямым входом компаратора 9, выход которого

подключен к резистору 13, объединенным первым входам элементов И 16 и 17 и выходу второго элемента НЕ 22, вход которого

i-i

связан с управляющим входом первого ключа, входом первого элемента НЕ 21 и выходом первого элемента И-НЕ 18, входы которого связаны с выходами второго и третьего элементов И-НЕ и входами S- и R-триггера 23 соответственно. Причем прямой и инверсный выходы триггера связаны с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых через усилители 24 и 25 соответственно связаны с исполнительным механизмом 26, а выход элемента НЕ 21 соединен с управляющим входом второго ключа 5.

Устройство работает следующим образом.

С первого выхода коммутатора на разрешающий вход канала 3 подается разрешающий сигнал Выбор логической 1. Оператор нажатием кнопки Больше подает управляющий входной сигнал логической 1 на объединенные входы элементов И-НЕ 19. Этот сигнал логически складывается с сигналом Выбор на элементе И-НЕ 19 и устанавливает триггер 23. Пока кнопка Больше нажата (на шине Больше поступает сигнал логической 1), на выходе схемы И-НЕ 18 присутствует сигнал логической 1, который подается на элемент НЕ с открытым коллектором, с выхода которого поступает запрещающий сигнал на объединенные входы элементов И 16 и 17.

В это же время сигнал логической 1 с выхода схемы И-НЕ 18 открывает первый ключ 4, а сигнал логического О закрывает второй ключ через элемент НЕ 21. Таким образом, на прямой вход операционного усилителя 8, через открытый первый ключ пройдет аналоговый сигнал с задатчика 2, заранее выставленный оператором. Сигнал этого же уровня установится на выходе операционного усилителя 7. Время установления определяется токозадающим резистором 11, конденсатором 15. На выходе компаратора 9 сохранится сигнал логического О. Такое состояние схемы сохранится до тех пор.пока нажата кнопка Больше и соответственно на шине Больше присутствует сигнал логической 1, После размыкания контактов кнопки Больше (отжатия), т.е. подачи на шину Больше сигнала логического О, на выходе 22 появится разрешающий сигнал логической 1. В это же время закроется ключ 4 и откроется ключ 5, и на прямом входе операционного усилителя 8, через открытый ключ 5, поступит отрицательное напряжение около минус 0,7 В, и конденсатор 15 начнет медленно разряжаться через резисторы 12 и 10. После того, как сигнал на прямом входе компаратора станет меньше О, он перебросится и на его

выходе появится запрещающий сигнал логического О.

Таким образом, после отжатия кнопки происходит разряд конденсатора и формирование управляющего сигнала логической 1 на выходе реле б времени, который поступает на входах элементов И 16 и 17, так как триггер 23 установлен, то сигнал логической 1 с его прямого выхода пройдет через усилитель 24 на исполнительный механизм 26, кнопки 27 и 28.

Схема работает аналогично при замыкании и размыкании контактов (нажатии и отжатии) кнопки Меньше и соответственно

триггер сбросится и сигнал логической 1 с

его инверсного выхода через усилитель 25

пройдет на исполнительный механизм.

Таким образом, при отжатии, после

кратковременного нажатия кнопки Больше (Меньше) на выходе компаратора 9 формируется управляющий сигнал логической 1, длительность которого прямо пропорциональна величине сигнала задатчика

и логически складывается с сигналом логической 1 с прямого (инверсного) выхода триггера и через усилитель воздействует на реверсивный исполнительный механизм 26. Таким образом, расширение области

применения устройства достигается за счет новой функции - возможности управления реверсивными исполнительными механизмами.

Оперативность управления достигается

за счет сокращения количества задатчиков до одного и возможностью оператора по одному измерительному прибору и задатчи- ку оперативно установить необходимую величину уставки и соответственно

длительность сигнала реле времени, а также перейти к управлению по другому каналу, не дожидаясь отработки по предыдущему.

Формула изобретения Многоканальное устройство для оперативного управления, содержащее п каналов управления, каждый из которых состоит из реле времени, первого элемента НЕ, первого и второго элементов И, первого усилителя мощности и исполнительного механизма, первый вход первого элемента И соединен с выходом реле времени, отличающе - е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения оперативности управления, в него введены первая и вторая кнопки выбора режима, задатчик, коммутатор и в каждый канал управления первый и второй управляющие ключи, три элемента И-НЕ, триггер и второй элемент НЕ, выход которого соединен с выходом реле времени

и с первым входом второго элемента И, выход которого через соответствующий усили- тель мощности подключен к исполнительному механизму, прямой выход триггера подключен к второму входу первого эле- мента И, а инверсный выход - к второму входу второго элемента И, S-вход триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и с выходом второго элемента И- НЕ, R-вход триггера соединен соответст- венно с вторым входом первого элемента И-НЕ и с выходом третьего элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к первому входу второго элемента И-НЕ и к разрешающему входу канала управления, второй вход второго элемента И-НЕ и второй вход третьего элемента И-НЕ подключены соответственно к первому и второму задающим режим входам канала управления, первый информационный вход которого соединен с информационным входом первого ключа, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ и с входом второго и первого элементов НЕ, а выход - с входом реле времени, второй информаци- онный вход канала соединен с информационным входом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, а выход - с входом реле времени, в котором накопительный элемент со- держит первый и второй операционные усилители, диод, стабилизирующие, токозаLJ,a SOW: И

i c Г

дающие резисторы и интегрирующий конденсатор, который одним выводом подключен к выходу первого операционного усилителя, вторым выводом- к прямому его входу, инверсный вход первого операционного уси- лителя соединен с общей шиной, токозадающий резистор первым выводом подключен к прямому входу первого операционного усилителя и к первому выводу ста- билизирующего резистора, вторым выводом - к аноду диода, катод которого соединен с выходом второго операционного усилителя и с первым выводом разрядного резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, а средний вывод - к второму выводу стабилизирующего резистора, прямой вход второго операционного усилителя соединен с входом реле времени, инверсный вход - с выходом первого операционного усилителя и входом компаратора, при этом разрешающий вход каждого канала подключен к соответствующему выходу коммутатора, первый и второй задающие режим входы - соответственно к первым выводам первой и второй кнопки выбора режима, вторые и третьи выводы которых объединены и подключены соответственно к положительному полюсу источника и к общей шине, первый и второй информационные входы каждого канала соединены соответственно с выходом задатчика и шиной опорного напряжения.

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для оперативного управления. Цель изобретения - расширение области применения и повышение опе- ративности управления. Устройство содержит коммутатор 2, задатчик, две кнопки 27 8 выбора режиме Больше, Меньше, п каналов управления, каждый из которых содержит два 4, 5 ключа, реле вре