Устройство для программного регулирования Советский патент 1980 года по МПК G05B19/418 G05B23/02 

I

Изобретение относится к области управления технологическими процессами, в частности процессами сушки капиллярнопористых материалов, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Известен промышленный регулятор, содержаидай датчик температуры, подключенный к первому усилителю, второй усилитель, вход которого соединен с датчиком веса, выход - с первым входом первого блока сравнения, дешифратор, вход которого подключен к выходу блока задания программы, выход - ко входу первого триггера, другой вход которого соединен с выходом блока задания программы и последовательно соединенные первый генератор импульсов, делитель частоты, первый формирователь импульсов, подключенный к первому элементу И и ко второму формирователю импульсов, первый элемент НЕ, подключенный ко входу блока задержки, первый счетчик импульсов, подключенный ко входам блока зада.ния программы, вторые элементы И, подключенные к выходу блока задержки, второй счетчик импульсов, третий элемент И, подключен

иый к первому элементу И, дифференцирующий элемент, элемент НЕ, четвертый элемент И, подключенньш к входу первого блока сравнеим, второй триггер, подключенный к первому формирователю импульсов, и блок управления, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, второй генератор импульсов, второй блок сравнения, задатчик опорного напряжения и интегрируюший элемент, подключенный к задатчику опорного напряжения, ко

10 второму входу первого блока сравнения и к Выходу второго формирователя импульсов, другой вход которого подключен к выходу блока задания программы, другой выход которого соединен с первым входом второго блока срав)5 нения, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя, выход второго блока сравнения с третьим входом блока управления, вход задатчика напряжения подключен к выходу блока задания программы, другой выход

20 второго, соединен со входом первого геиератора импульсов, а выход второго генератора импульсов соединен с соогветствуюшт м входом первого элемента И 111. 3. 7 Недостатками указанного регулятора явля ются - недостаточно ишрокий диапазон функциональных возможностей и низкая эффектив ность работы. Из-за того, что процессы cytuки капиллярнопористых строительных материалев ведутся по различным режимам, необходимо иметь возможность просто и оперативно задавать любую программу, что не обеспечивает известный регулятор, который может обеспечивать только экспоненциальную программу, так как многие технологические процессы, в частности процессы сушки капиллярнопорнстых строительных материалов, делятся несколько суток, то к процессу регулирования предъявляются высокие требования в достоверности процесса регулирования, работоспособность же регулятора не контролируется. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для программного регулирования, содержащее первый анализатор, первый вход которого подключен к выходу первого триггера и к первому входу первого элемента И, второй вход ко торого соединен с выходом формирователя им пульсов, вход которого соединен с выходом второго триггера и с первым входом второго анаМзатора, выход которого подключен к первому входу Лервого триггера, второй вход которого подключен к выходу первого коммутатора и ко входу блока индикации, выход первого анализатора соединен с первым входом второго триггера, выход первого элемента И через датчик регулируемого параметра, подклю чен ко входу аналого-цифрового преобразователя и последовательно соединенные блок заДания программы блок ввода программы, второй элемент И, подключенный другим входом к первому выходу блока выбора режимов, блок памяти, третий элемент, блок оперативной памяти, реверсивный счетчик, блок сравнения, третий триггер, четвертый элемент И и блок управления, первый вход первого коммутатора соединен с выходом блока оперативной памяти, второй вход - с выходом реверсивного счетчика, третий вход - с выходом блока сравнения, второй вход третьего триггера соединен с выходом элемента ИЛИ, второй выход- со вторым входом второго анализатора, а второй вход четвертого элемента И соединен с третьим выходом блока выбора режимов 2. Недостаток данного устройства - узкие функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функционал ных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генератор импульсов, пятый элемент И, делитель частоты, второй коммутатор, первый и второй элементы задержки и блок выбора адреса, подключенный к другому входу блока памяти, другой выход которого соединен с первым, входом второго коммутатора, второй вход которого подключен к выходу аналого-дифрового преобразователя, третий Вход - к третьему выходу блока выбора режимов и к первому входу пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход - с первым входом делителя частоты, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока выбора режимов, пятый выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора, вход первого элемента задержки подключен к выходу первого элемента И, выход - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, с одним Из входов блока оперативной памяти и со вторым входом второго триггера, вход второго элемента задержки соединен со вторым входом блока выбора режимов, выход - с другим входом третьего элемента И, а выход второго коммутатора подключен к другому входу блока сравнения. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит датчик 1 регу:шруемого параметра, блок 2 выбора режимов, блок 3 задания программы, блок 4 ввода программы, блок 5 выбора адреса, блок 6 памяти, блок 7 оперативной памяти, реверсивный счетвгк 8, блок 9 сравнения, третий триггер 10, блок 11 управления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, генератор 13 импульсов, делитель 14 частоты, второй 15 и первый 16 коммутаторы, первый 17 и второй 18 анализаторы, второй 19 и первый 20 триггеры, формирователь 21 импульсов, блок 22 .индикации, второй 23 и первый 24 элементы задержки, дифференцирующий элемент 25, второй 26, третий 27, четвертый 28, : пятый 29. и первый 30 элементы И и элемент ИЛИ 31. Устройство работает следующим образом. Вначале производится запись программы регулирования в блок 6, для чего в блоке 2 устанавливается первый режим Ввод в блок 6, при этом открьшается элемент И 26 и программа от блока 3 с помощью блока 4 через элемент И 26 заиисьшается в блок 6 по адресу, установленному на кзборцом поле блока 5. В блоке 6 записьшаются возможные програм мы для регулирования заданного технологического процесса и проверочшле тесты. Второй режим Проверка устанавливается оператором перед началом рабочего режима, при этом закрьшаются элементы И 26, 28, 29 и открывается элемент И 27. Сигналом с бло573ка 2 через коммутатор 15 блок 6 подключается к блоку 9. Проверочный тест, адрес которого устанавливается на наборном поле блока 5, из блока 6 через элемент И 27 поступает на вход блока 7. В блоке 9 осуществляется сравнение заданного выходного сигнала, который поступает с блока 6 через коммутатор 15 с действительным выходным сигналом со счетчика 8. Результат сравнения через коммутатор 16 поступает на блок 22. Если в процессе проверки обнаружена неисправность, тогда устройство переводится в третий режим Диагностика, при этом сигналом с блока 2 через коммутатор 16 к блоку 22 индикации подключается блок 7, счетчик 8, блок 9, на которые из блока 6 через элемент И 27 nocTv{пают диагностические тесты. После локализации и устранения неисправности регулятор снова переводится в режим Проверка. Если в режиме Проверка не обнаружены неисправноеш, тогда регулятор переводится в режим Ввод в блок 7, при этом сигнал с блока 2 поступает через элемент 23 на элемент И 27 и через элемент 25 на блок 7 и реверсивный счетчик 8 устанавливая их в начальное состояние. Элементы И 26, 28, 29 закрыты. Программа регулирювания, адрес которой устанавливается на наборном попе блока 5, переписывается в блок 7. После окоичания процесса переписи программы регулирования устройство переводится в режим Регулирование, при этом элементы И 28, 29 открываются, и закрьшается элемент И 27. Сигналом из блока 2 коммутатор 15 подклю чает АЦП 12 к блоку сравнения 9. В начале каждого цикла регулирования им пульс генератора 13 используется для проверки работоспособности регулятора. Для чего В1ыходной сигнал генератора 13 через элемент И 29 и делитель 14 устанавливает в О триггер 19 и через элемент ИЛИ 31 триггер 10. Сигнал с инверсного выхода триггера 19 устанавливает в 1 триггер 20, запускает формирователь 21 и одновременно поступает в анализатор 18 и на блок 22 индикации. Ерли выходной триггер 10 установился в О,; тогда выходной сигнал анализатора 18 сбр сывает в О триггер 20 и тем самым подает разрешающий потенциал в анализатор 17 и открывает элемент И 30. Импульсы с формироВателя 21 через элемент И 30 поступают на элемент задержки 24. Одновременно импульс с формирователя 21 через элемент И 30 разбалаисирует регулирующий мост, в котором установлен датчик 1. Триггер 10 при этом должен установиться в Г , этот сигнал через анализатор 17 устанавливает триггер 19 в 1, потенциал с блока 22 индикации снимается. Цикл процерки работоспособности регулятора заверше Через время, определяемое элементом заержки 24, сигнал с элемента И.ПИ 31 устанавивает в О триггер 10. Начинается цикл регулирования. Аналоговый игнал с выхода датчика 1 поступает на вход ЦП 12, где преобразуется в двоичный код. од с выхода АЦП 12 через коммутатор 15 оступает на вход блока 9 сравнения, на друой вход которого с выхода счетчика 8 постуает код, соответствуюцшй заданному значению регулируемого параметра, получаемый путем суммирования всех 1 и вычитания О, которые поступают с блока 7 при подаче тактового сигнала с делителя 14, за времч, прошедшее с начала цикла регулирования. Цикл регулирования задается блоком 2 посредством изменения частоты сигналов, поступающих от генср тора 13 через элемент И 29 на вход делителя .14 частоты. Сигнал рассогласования с блока 9 сравнения постуаает на триггер 10, выход которого соединен через элемент И 28 с блоком И. Если во время проверки работоспособности регулятора триггер 10 не ; установился в О, тогда триггер 19 не установится в О, элемент И 30 закрыт, разрешения на дальнейщую проверку нет. Единичный сигнал с инверсного выхода триггера 19 подается на блОк 22 индикации, сигнализирующий о неисправности устройства. Еслн триггер 10 не установился в 1, то триггер 19 остается в О. Блок 22 индикации сигнализирует о ненсправности устройства. Время непрерывного контроля работоспособности устройства значительного меньше времени рабочего цикла и не влияет на работу устройства. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается задание любой программы и осуществляется оперативный и непрерывный контроль работоспособности, что значительно повышает надежность как регулятора, так и всей системы. Применение предлагаемого регулятора позволяет просто и.оперативно изменять программу и значительно повысить эффективность его работы. Формула изобретения Устройство для программного регулирования, содержащее первый анализатор, первый вход которого подключен к выходу первого триггера и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом второго триггера и с перйым входом второго анализатора, выход которого подключен к первому входу первого три гера, второй вход которого подключен к выходу Первого коммутатора и ко входу блока индикации, выход первого анализатора соедииен с первым входом второго триггера, выход первого элемента И через датчик регулируемого параметра, подключен ко входу аналоговдфрового преобразователя и последовательно соединенные блок задания программы блок

ввода программы, второй элемент И, подключенный другим входом к первому выходу блока выбора режимов, блок памяти, третий элемент, блок оперативной памяти, реверсивный счетчик, блок сравнения, третий триггер, четвертый элемент И и блок упралвения, первый вход первого коммутатора соединен с выходом блока оперативной памяти, второй вход с выходом реверсивного счетчика, третий вход - с выходом блока сравнения, второй |вход третьего триггера соединен с выходом элемента ИЛИ, второй выход - со вторым входом второго анализатора, а второй вход «ктвергого элемента И соединен с третьим выходом блока выбора режимов, о т л и ч аи щ е е с я тем, что, с целью расширения ф)гнки31ональных возможностейустройства, оно содержит генератор импульсов, пятый элемент И, далигель частоты, второй коммутатор, первый я второй элементы задержки и блок выбо

ра адреса, подключенный к другом входу блока памяти, другой выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход которюго подключен к выходу аналогоцифрового преобразователя, третий вход - к третьему выходу блока выбора режимов и к первому входу пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход - с первым входом делителя частоты, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока выбора режимов, пятый выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора, вход первого элемента задержки подключен к выходу первого элемента И, выход - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, с одним из входов блока оперативной памяти и со вторым входом второго -триггера, вход второго элемента задерх ки соединен со вторым выходом блока выбора режимов, выход - с другим входом третьего элемента И, а выход второго коммутатора подключен к другому входу блока сравнения.

Источники Информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке. №2424823/18-24,кл. G 05 В 19/18, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 312242, кл. G 05 В 19/04, 1971 (прототип).