Устройство для контроля пара-METPOB Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 G06F17/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для прогнозирования наступления аварийных режимов контролируемых объе тов. По основному авт. св.№ 657440 известно устройство для контроля параметров, предназначенное для использования в автоматизированных системах цент рализованного контроля и обработки информации. Это устройство содержит блок коммутации контролируемых объектов, выход которого соединен с одним из вхо дов блока коммутации, к которому подсоединены входы и выходы блока вычисления рассогласования, блока вычисления значени Я параметра, входы блока вычисления интеграла вероятностей, с которым соединен блок регистрации, вхо блока оперативной памяти, а также его выход, который соединен с соответствую щим входом блока внешней памяти, к бл ку коммутации подключены также вкоаы и выходы блока внешней памяти, вход и выход блока суммирования и блока управления, другие выходы которого йодсоеди- нены к управляющим входам блока внешней памяти и управляемого суммато- ра 1. Это устройство предполагает неограниченное возрастание предыстории, что. являясь оправданным при прогнозировании тенденций развития стационарных процессов в решении задач технической диагностики состояния объекта управления, абсолютно неприемлемо при прогнозировании изменяющихся тенденций развития нестационарных процессов, содержащих лишь ограниченные участки стационарности, в решении задач диагностики состояния показателей технологических процессов. Целью изобретения является повышение точности устройства и расширение функциональных возможностей устройсгйа для осуществления прогнозирования тенденций развития как стационарных процессов, характеризующих наступле- автомагических систем, так и нестационарных процессов, имеющих место, например, в химической технологии при прог нозировании аварийных параметров потенциально опасных технологических процессов, путем многократного уточнения пред сказываемых значений параметров процесса как за счет ограничения (уплотнения) предыстории контролируемого процесса, так и за счет учета ошибок прогноза. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок констант и последовательно соединенные первый блок сравнения, блок анализа знака ре- .зультата сравнения, дополнительный блок суммирования и второй блок сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу блока констант, а выход - к соответствующему входу блока коммутации, другие соответствующие вход и выход которого соединены со вторым выходом блока констант и входами первого блока сравнения. На чертеже представлена функциональ ная схема устройства. Устройство содержит блок 1 коммута ции контролируемых объектов, блок 2 коммутации, осуществляющий функцию связи блоков устройства, блок 3 управления, предназначенный для управления работой устройства, блок 4 оперативной памяти для временного хранения результатов обработанной информации, блок 5 внешней памяти, служащий для хранения предыстории контролируемых объектов, блок 6 вычисления интеграла вероятностей, блок 7 регистрации, блок 8 вы- -числения рассогласования блок 9. вычисления значения параметра, блок 10 суммирования первый блок 11 сравнения, который осуществляет сравнение измерен ного значения контролируемого параметра V , поступающего ка блока 1, с его упрежденным значением v, , поступающим из блока 5, опреаеляёг ошибку прогноза ,, и фиксирует ее .знак; блок 12 анализа знака результата сравнения, который расвредвяявт послоао вательность знаков , поступакиоих на е го вход с блока 11 по сшум параллельным каналам и - в вцае последовательности импульсов; лопопнвтельвый блок 13 суммировання, суммирующей эту последовательность импульсов, если импульсы идут непрерывно (импульс в каждом цикле) по одному из каналов; ий сравнение суммы, накопленной в локе 13 с постоянным для данного проесса числом УС. , хранящимся в ячейе блока 15 констант, который предазначен также для хранения второй контанты (+3). В предлагаемом устройстве блок 8 меет три входа (Х , Х. , Хд) и четые выхода (т. , г., i, Z. ) и реализут следующие соотношения ,- .( Блок 9, реализующий рекуррентное вычисление параметра, имеет три вхоаа ( Х , Хд. , X ) и один выход { Zj. ) и реализует следующее соотношение5 V Блок 10 в зависимости от управления производит суммирование входной величины либо с величиной (-2), либо с (+1). Перед началом работы в блок 5 внешней памяти заносятся следующие величи ны, i-. 0 , гдеТуу - предсказанное значение определяющего параметра в н -ой точке; h-ii n-числовые величины, определяющие математическое ожидание и дис- Персию многомерной случайной функции состояния контролируемого объекта в ( и -1)-ой точке; d, - логическая переменная, определяющая количество тактов работы устройства;Лх -количество предсказаний. Работа устройства омуществляется в следукнце й последовательности, при этом первые ова цикла являются предварительными {el 2). Первый цикл работы осуществляется в один такт (1 1), а именно текущее значение контролируемого параметра/. через выход блока 1 и через блок 2 записывается в ячейку памяти блока внешней памяти 5 хранения w, одно временно с этим значение h с выхода блока 5 через блок 2 поступает на вкоц блока 1О, с выхода которого увеличенное на единицу через блок 2 записывается в блок 5 хранения п и oL В следующем цикле блок 3 в соответ ствии с условием d- -2 организует работу устройства в два такта. В первом такте текущее значение 15

раметра | , а также величины, хранящиеся в блоке 5 ( V-y, ,vr), через блок 2 поступают на блок 8, чет вертый выход, которого через блок 2 соединяется с одним из входов блока 9, на который с блока 5 также через блок 2, поступают значения и и . Выход блока 9 через блок 2 соединяется с ячейкой блока 4, куда записывается вычисленное значение прогноза определяющего параметра в (п+1)-ой точке

Лл

n-.

i(.,-V

Во втором такте производится аналогичное вычисление значения нового первого момента (математического ожидания) т.

.) ,

m

одновременно с этим в блоке 1О производится увеличение предыстории л и значения логической переменной d- на единицу и запись новых значений п ,оС. а также ранее полученного значения прогноза + 1 в соответствующие ячейки блока о.

Третий и последующие циклы работы устройства (d. 3) являются оснсшными и производятся в четыре такта, при этом два первых такта аналогичны описанным, в третьем такте производится вычисление точности (3 предсказания параметра, при этом на вход блока 8 через блок 2 поступают значения и с блока 5, а также значение с блока 1, и производится вычисление рассогласования д текущего значения с усредненным по формуле

Д-fV -

П и h-i

Vy , вычисленное значение точности з прогноза, а также ранее определенное значение прогноза через блок 2 поступает на вход блока 6, в котором производится вычисление вероятности выхода из строя контролируемых объектов

гдео - вероятность выхода контролируемого параметра из зоны допуска;

оп допустимое значение определяющего параметра контролируемого объекта; измеренное значение опреде ляющего параметра в п -ой точке;

предсказанное значение опn-v-лределяющего параметра в Л -ой точке;

п

точность (дисперсия) предсказания определяющего параметра в v -ой точке. Результат вычисления регистрируется цифропечатающим узлом блока 7.

Одновременно с этим через блок 2 на вход блока 11 иоступает из ячейки блока 5 значение Vn ТОе осуществляется его сравнение с поступающим из блока 1 контролируемым параметром V С определением знака ошибки, который (знак) поступает в блок 12, распределяющий последовательность знаков ошибки по двум параллельным каналам + и - в виде последовательности импульсов. Эта последовательность импульсов накапливается в блоке 13, если импульсы идут непре706Одновременно с этим в блоке 10 производится уменьшение предыстории на 2 единицы. Полученное значение (л -2) , а также рассогласование Д. и предыдущее значение 6 поступают соответственно с с блоков 10, 8 и 5 через блок 2 на вкоцы блока 9, в результате чего вычисляется параметр i-Oiartvt n, характеризующий точность контролируемого параметра в п -ой точке. Текущее значение контролируемого параметра

рывно (импульсы в каждом цикле опроса) по одному из каналов, и поступает на один из входов блока 14, в котором осуществляется сравнение суммы, накопленной в блоке 1,с постоянным для данного процесса числом К, хранящимся в ячейке блока 15, соединенного с блоком 14. При выполнении условия

i:s qrnCil -)K в четвертом такте в блоке 10 произво дится увеличение предыстории И и значения логической переменной ct на единицу и запись новых значений И , oL а также ранее полученного значения про ноза -1 в соответствующие ячейки блока 5. В противном случае в четверто такте производится корректировка момен тов vr за счет уплотнения предыстории, связанная с обнаружением изменен тенденции развития процесса. При этом значение прогноза ячейки блока 4, а также значение V, с блока 1 через блок 2 поступает на вход блока 8, где производится вычисление корректированного момента. «-ОРР 1 J-/0 м Л п h alVt b которое записывается в ячейку блока 5 для хранения Vv Одновременно с этим в ячейку для хранения предыстории записывается

значение (+3) из блока 15, ячейка хранения э в блоке 5 обнуляется: 6 : О, а в ячейку блока 5 хране-

ния УД записывается из блока 4.

Введение в устройство блоков сравнения, блока анализа знака результата сравнения, дополнительного блока суммирования и блока констант позволяет повысить точность-контроля определяюще-

го параметра. Формула изобретения Устройство для контроля параметров по авт. св. № 65744О. отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок констант и последовательно соединенные первый блок сравнения, блок анализа знака результата сравнения, дополнительный блок суммирования и второй блок сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу блока констант, а выход - к соответствующему входу блока коммутации, другие соответствующие вход и выход которого соединены со вторым выходом блока констант и входами первого блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 65744О, кл. с; 06 F 15/46, 1977 (прототип).