Система централизованного управления Советский патент 1981 года по МПК G05B15/02 

Изобретение относится к автйматическому управлению, в чаотнехгти к системам автоматического централизованного управ ления группой объектов, в которых выбор объекта, коммутируемого с управляющим устройством, осуществляется по вероятностному принципу, и может быть использовано, например, оля управления нагревательнь1ми агрегатами прокатного цеха и трубопрокатного производства. По основному авт. св. Ms 55538О ь известна система содержащая ключевые элементы, функциональные преобразователи, запоминающие элементы, пе|рвые блокирующие блоки из второй группы блокирующих блоков по числу объектов управ- ления, генератор тактовых импульсов, нуль-орган, пороговый элемент, формирователь порогового напряжения, распределительное устройство и коммутатор, объе диненные в распреаелительном блоке, соответственные входы и вь1хоаы которого подключены к соответственным выхоаам и входам объектов управления соотвётственно. Выход каждого первого блокирующего блока из первой группы блокирующих блоков подключен к соответствующему входу порогового элемента, к соответствующему входу формирователя notJOгового напряжения и к первому вхоау соответственного первого блокирующего блока из второй группы блокирующих блоков, выхоп которого подключен к сЬответственном.у вхоиу распределительного блока. Выходы порогового элемента подключены ко входам нуль-органа и к первым выходам блокирующих блоков из второй группы блокирующих блоков, У которых третьи входы подключены к выходу нульоргана, а четвертые - к одному из выходов генератора тактовых импульсов. Второй и третий входы генератора тактовых импульсов подключены ко вторым входам первых блокирующих блоков и к первым входам ключевых элементов соответственно, вторые входы которых подключены к выходам соответствпниых объектов управления, а выход каждого ключевого элемента через поспеаователь но соециненные функциональный преоб ра зова гель и запоминающий элемент подключен к третьему входу каждого первого блокирующего блока из первой группы блокирующих блоков. Выход формирователя порогового напряжения системы поа ключей к одному из входов, порогового элемента iT. Однако в данной системе центрапизованного управления предусмотрен лишь вероятностный выбор объекта, коммутируемого с управляющим устройством (блок команд), поскольку при таком выборе может быть оставлен без управляло- ще1-о воздействия объект, о котором посл информации о состояниях всех объектов управления становится известно, что он находится в наихудшем состоянии. Это делает систему централизованного управления группой объектов ненадежной и сни жает ее эффективность. Цель изобретения - повышение надежности системы централизованного управления с вероятностным принципом выбора Объекта. Поставленная цель достигается тем, что в систему централизованного управле ния введены второй и третий пороговые элементы, генератор пилообразного напря жения, элемент задержки и по числу объе объектов управления вторые функциональные преобразователи, вторые запоминающие элементы, вторые блокирующие блоки в первой группе блокирующих блоков, вторые блокирующие блоки во второй гру пе блокирующих блоков и вторые ключевые элементы, выходы каждого из которых через последовательно соединенные соответствующие второй функциональный преобразователь и второй запоминающий элемент подключены к четвертому входу соответствующего второго блокврую11.аго блока первой группы блокирующих блоков и к соответствующему входу второго порогового элемента, выход которого подключен к первым входам вторых ключевых элементов, к одному из входов треты его порогового элемента и к первому вхо входу генератора пилообразного напряжения, выход и второй вход которого подключены к одному из входов второго порогового элемента и к выходу элемента задержки соответственно, вход которого подключен к одному из выходов генератора тактовых импульсов, другой выход которого подключен ко вторым входам вторых блокирующих блоков первой группы блокирующих блоков и ко вторым входам вторых блокирующих блоков второй группы блокирующих блоков, выход, четвертый, третий и первый входы каждого из которых подключены к соответственному вхоцу распределительного устройства, к выходу соответствующего второго блокирующего блока первой группы блокирующих блоков, к первому входу соответствующего первого блокирующего блока первой группы блокирующих блоков и к выходу нуль-органа соответственно, соответствующие входы которого подключены к пер- вым входам вторых блокирующих блоков первой группы блокирующих блоков, третьи входы которых подключены к одному выходу третьего порогового элемента, другие выходы и соответствующие входы которого подключены ко входам коммутатора и к выходу вторых ключевых элементов соответственно, второй вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего запоминающего элемента. На чертеже предсгавлена блок-схема системы централизованного управления. Система централизованного управления содержит ключевые элементы 1, вторые функциональные преобразователи 2, функциональные преобразователи 3, вторые запоминающие элементы 4, запоминающие элементы 5, вторые блокирующие блоки 6 первой группы блокирующих блоков, первые блокирующие блоки 7 первой группы блокирующих блоков, формирователь 8 порогового напряжения, второй пороговый элемент 9, вторые ключевые элементы 10, третий пороговый элемент 11, генератор 12 пилообразного напряжения, элемент 13 задержки, генератор 14 тактовых импульсов, пороговый элемент 15, нуль-орган 16., вторые блокирующие блоки 17 второй Группы блокирующих блоков, первые блоки- рующие блоки 18 второй группы, распределительное устройство 19, коммутатор 2О, блок 21 команд, объекты 22 управления. Первый, второй и третий выходы генератора 14 тактовых импульсов подключены соответственно к одному из входов второго порогового элемента 9 через по следовательно соединенные, 13 задержки и генератор 12 пилообразного напряжения, ко вторым входам первых 7 и вторы-х 6 блокирующих блоков из первой группы и второй группы блокирующих блоков 18 и 17 и ко входам ключевых элементов 1, другой вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего объекта 22 управления, а выход через послеаовательнр. соеаиненные функциональный преобразователь 3 и запоминающий элемент 5 подключен к четвертому входу соответствующего первого блокирующего блока 7 первой группы блокирующих блоков и ко входу соответствующего второго ключевого элемен1;а 10, и через последовательно соединенные соответствующие второй функциональный преобразователь 2 и запоминающей элемент 4 подключен к четвертому входу соответствующего второго блокирующего блока 6 первой группы блокирующих блоков и соответствующему входу второго порогового элемента 9, выходы которого объединены и подключены к первому входу генератог 12 пилообразного напряжения, к другим входам вторых ключевых элементов 10 и к одному из входов третего порогового элемента 11,. одни выходы которого подключены ко входам коммутатора 2О, а другой выход подключ эн к третьим входам каждого первого 7 и второго 6 блокирующих блоков первой rpyniпы блокирующих блоков, первые входы которых объединены и подключены к третьим входам первого и второго блокирующего блока из первой группы блокирующих блоков 18 и 17 соответственно, выходы которых подключены ко входам распределительного устройства 19, другой вход которого подключен к выходу формирователя 8 порогового напряжения, входы и другой выход которого подключены соответственно к выходам первых 7 и вторых 6 блокирующих блоков первой группы блокирующих блоков и ко входу порогового элемента 15, другие входы и выходы которого подключены к выходам первых блокирующих блоков 7 из первой группы блокирующих блоков и к первым входам первых и вторых блокирующих блоков 7. и 6 первой группы и блоки 18 и 17 второй группы блокирующих блоков соответственно и входам нуль-органа 16, выход которого подключен к первым входам первых 18 и вторых 17 блокирующих блоков второй группы блокирующих блоков, выходы которых подключены к другим входам распределительного устройства 19, выходы которого подключены ко.входам коммутатора 20, один из входов и один из. выходов которого поякл оЧены соответственно к выходу и ко ВХОДУ блока 21 команд соответственно, а другие входы и выходы соответственно подключены к выходам и .входам соответствующих объектов 22 управления..

Система работает следующим образом.

В некоторый момент времени i, предшествующий моменту коммутации одного из объектов 22 управления с блоком 21 команд, единичным импульсом, поступающим с генератора 14 тактовых импупьсов, производится переключение ключевых элементов 1, причем время их переключеt.

« &

где Л - интервал

ния

времени между двумя соседними тактовыми импульсами. Одновременно тем же тактовым импульсом первые и вторые блокирующие блоки первой и второй группы блокирующих блоков 7 и 6, 18 и 17 переводятся в заблокированное состояние. В результате переключения ключевых элементов 1 информация о состояниях объектов 22 управления, например в виде сигналов рассогласования

.KaCtJ,... ,XnltV, где п - число объектов 22 управления поступает на входь фунйциоиальных преобразователей 3 и вторых функциональных преобразователей 2. В функциональных преобразователях 3 и во вторых функциональных преобразователях 2 осуществляется преобразование величин ) в новые неотрицательные величины а j Itoin а (to (-j 1,n , соответственно, причема;,1о) ), j ,

гдеК5,-1 1;Х511о)1и )l

- прогнозные значения локального критерия эффективности управления -того объекта 22 управления, ецеланные на последующий момент коммутации в случае, если на j -тый объект 22 управления не будет подано управляющее воздействие от блока 21 команд, причем а to а (ioV т. е. предполагав ется, что целью объекта 22 управления является минимизация соответствующего локального критерия. Преобразованная таким образом информация фиксируется в запоминающих элементах 5 и во вторых запоминающих элементах 4 и. далее от вторых запоминающих элементов 4 в виде соответствующих уровней напряжение подается на входы второго порогового элемента 9. Уровень порога в пороговом элементе 9 задается величиной напряжения U It) . подаваемого на один из его входов с выхода генератора 12 пилообразного напряжения, которое меняется пропорционально вромеки, прошедшего с момента (i./( tg запуска генератора 12 пилообразного нппряжения и определяется следующей функ-. циона71ьиой зависимостью Uo. Uo-ki,npHt ibT;Uo oi|Mi M,, Uo, гце К - коэффициент пропорциональ.носги, определяемый углом наклона кри1 вой напряжения к оси времени (); Т - период колебаний генератора пилообразного напряжения ( ). Запуск генератора 12 пилообразного напряжения осуществляется тактовьш импульсом, который поступает на один из го входов Q запаздыванием на время 1C 4 ( &} равное времени задержки элемента 13 задержки. Величина времени ( определяется временем, Необходимым для преобразования величин 3 It-oU . 1 величины а ) .0 j i (j Тя ) и запоминания последних. В момент времени, когда уровень порога второго порогового элемента 9 достигает максимального значения величин Oi , на выходе элемента возникает сигнал, равный по величине а г tio « iaxajlt при 1 , который установит величину порог для третьего порогового элемента 11. Одновременно под действием этого же сигнала генератор 12 пилообразного напряжения вернется в исходное состояние { и -ь и о ). а вторые ключевые элементы 1Q на время переключатся. При этом с запоминающих элементов 5 на входы третьего порогового элемента 11 поступит информация о величинах а j ItoU j-Mi ). а затем в это же пороговом элементе происходит сравнение а j (to) (i T7n) с величиной пороt aav (о)Бсли для всех jsI.n , то j выход трет его порогового элемента 11 перейдет в возбужденное состояние. В результате этого блок 21 команд через коммутато 20 подключится к jo -МУ объекту 22 управления. Если хотя бы для одной из величин 01 (to) окажется, (to xaf (to) , то на одном из выходов третьего порогового элемента 11, соеди ненного с первой группой блокирующих б блоков 6 и 7, возникает импульс, которы переведет эти блоки в деблокированное состояние к вся преобразованная информация о состояних объектов 22 управления поступит в формирователь 8 порогового напряжения, в котором происходит формирование нулевого порогового значенияНоcijUolNT 3 qiiioVqtl or ie:J Qilio -a lto) де О - множество индексов ислом элементов, равным По причем tio - число первых 7 и вторых 6 блоируюшик блоковпервой группы блокирущих блоков, находящихся в деблокироанном СОСТОЯНИИ (в данном случае По совпадает с П ). Полученное значение V устанавли- . вает величину порога в пороговом элементе Ш; Далее в пороговом элементе 15 пр«яс &|в9 сравнение величин а j Itg), поступивших ад ею отимы с выходов первых блокирующих бйохов 7-.№рвой группы блокирующих блоков, с величиной порога УО (проверка условия Qli() результате чего на части выходов этого элемента возникают ненулевые сигналы (пороговый элемент 15 пропускает сигна лы, для которых выполняется условие allio)Vo ), переводящие соответствующ11е этим выходам первые и вторые бл.о- . кирующие блоки 7 и 6 из первой группы блокирующий блоков в деблокированн.ое состояние. После этого в формирователе 8 порогового напряжения формируются новые пороговые значенияV, °ЧЛМ. . .Z.-W. . . J.e3;aj iol qj(io) ,o,j l4 -a ;itol где | - множество индексов с числом элементов, равным п ц , причем - число первых 7 или вторых- 6 блокирующих блоков первой группы блокирующих блоков, оставщихся в деблокированном состоянии, и вышеописанная операция блокирования некоторых блоков 6 и 7 из первой группы блокирующих блоков повторяется уже с учетом нового порогового значения -, Подобный процесс блокирования первых 7 и вторых 6 блокирующих блоков из первой группы блокирующих блоков . будет продолжаться до тех пор, пока для всех оставшихся на (к-1)-ом шаге величин а j ц i tp) не будет выполнено усло11где YI/ - к-тое вие ) V« пороговое значение Q. ltoV« Kito) кеЭкЬ|к ) где j к - множество инцексов j к с числом элементов, равным Л « , а h число первых 7 или вторых 6 блокирующих блоков первой группы блокирующих блоков, оставшихся в цёблокированном состоянии. В момент завершения процесс поиска окончательного порогового значения Vn , уЬтанавпиваюшего уровень нечувствительности системы централизованного управления, первые 18 и вторые 17 блокирующие блоки второй группы блокирующих блоков сигналом с нуль-органа 16 переводятся в цеблокированное срстоя ,ние. Это приводит к тому,что часть преобразованной информации о состоянияхобъектов 22 управления, оставшейся после отсева, произведенного блокирова- нием части блокирующих блоков 7 и 6 первой группы блокирующих блоков поступает в распределительное устройство 19. В это же устройство поступает также информация о:величине окончательного поро гового значения V|i . Затем в распределительном устройстве 19. формируется функция распределени в соответствии с которой .происходит случайное возбужаение одного из выходов, например j | -го, этого устройства. При этом блок. 21 команд через коммутатор 2О подключается к i -му объекту 22 управления. Применение предлагаемой системы цен рализованного управления позволяет для некоторых состоЗяиий управляемых объектов выделить из множества объект управления, заведомо находящийся в наихудшем состоянии. Условие q Oj для всех j 1, г означает, что даже при подаче на JQ - вой объект управления управ ляющего воздействия прогнозные значения его локального критерия не меньше прогнозных значений критериев других объектов, на которые управляющее воздействие не подано, то есть объект наиболее нуждается в управляющем воздействии. Поэтому включение блока команд в контур управления j „ -ного объекта умень шает возможность Возникновения аварийной ситуации в группе.управляемых объектов и тем самым делает .централизованное управление более надежным. Формула изобретения Система централизованного, управления по авт. св. Х 555380, о т л и - . чающаяся тем, что, с целью . повышения надежности системы, она содержит второй и третий пороговые элементы, reltepaTop пилообразного напряжения, элемент задержки и по числу объектов управления вторые функциональные преобразователи, вторые запоминающие элементы, вторые блокирующие блоки в первой группе блокирующих блоков, вторые блокирующие блоки во второй группе блокирующих блоков и вторые ключевые элементы, выходы каждого из которых через последовательно соединенные соответствующие второй функциональный преобразователь и второй запоминающий элемент подключены к четвертсму входу соответствующего второго блокирующего блока первой грутшы блокирующих блоков и к Соответствующему входу второго порогового элемента, выход которого под ключей к первым входам вторых ключевых элементов, к одному из входов третьего порогового элемента и к первому входу генератора пилообразного напряжения, выход ц второй вход которого подклю ены соответственно к одному из входов второго порогового элемента и к выходу элемента задержки, вход которого подключен к одному из выходов генератора тактовых импульсов, другой выход которого подключен ко вторым входам вторых блокирующих блоков первой группы блокирующих блоков и ко вторым входам вторых блокирующих блоков второй группы блокирующих блоков, выход, четвертый, , третий и первый вхоаы каждого из которых соответственно подключены ко входу распределительного устройства, к выходу соответствующего второго блокирующего блока первой группы блокирующих блоков, к первому входу соответствующего первого блокирующего блока первой группы блокирующих блоков и к выходу нуль-органа, соответствующие входы которого подключены- первым входам вторых блокирующих блоков первой группы блокирующих блоков, третьи входы которых подключены к одному. вь1ходу третьего порогового элемента, другие вь|ходы и соответствующие входы которого подключены соответственно ковходам коммутатора и к выходу вторых ключевых элементов, второй BXOD каждого из которых подключен к выходу соответствующего запоминающего элемента. Источники информации, принятые во взимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ms 555380, кл. Q 05 В 15/О2, .75 (прототип).