Программное регулирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК G05B19/10 

(54) ПРОГРАММНОЕ РЕГУЛИРУЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, где применяются электронные регуляторы с программным управлением.

Известна двухконтурная система регулирования, содержащая корректирующий и стабилизирующий регуляторы. Причем корректирующий регулятор, контролирующий основнзпо регулируемую величину, при ее отклонении от заданного значения, воздействует не на регулирующий орган объекта, а на задатчик стабилизирующего регулятора, который поддерживает на заданном значении некоторую вспомогательную величину, взятую из j. промежуточной точки регулируемого объекта 13 Эта система предназначена для работы в стационарном, стабилизирующем режиме и не может работать в неста- jg ционарном режиме, где требуется программное регулирование.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

программное цифровое устройство для выдачи уставок аналоговым регулято- рам, содержащее последовательно соединенные задающий генератор импульсов, счетчик временных интервалов, дешифратор-распределитель временных интервалов, коммутатор узловых точек времени и блок токовых ключей приращений функции 2 j.

Недостатком этого устройства является узкая область применения и невозможность использования в двухконтурных схемах программного регулирования.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в nporpeiMMHoe регулирующее устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, распределитель импульсов, первый коммутатор и блок формирования приращений, введены второй коммутатор, первый элемент ИЛИ и последовательно соединенные формирова тель корректирующего сигнала, блок сравнения, преобразователь аналогчастота, блок выбора знака, второй элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и преобразователь код-аналог, второй вход блока сравнения подключен к выходу блока формирования приращений, а выход - к второму входу блока выбора знака, соединенного вторым выходом с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого и второй вход второго элемента ИЛИ подключены к выходам второго коммутатора, соединенного входами с выходами распределителя импульсов. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг.2 - график, поясняющий принцип работы. Устройство содержит генератор 1 импульсов, подключенный к входу счетчика 2 импульсов, выходы которого соединены с распределителем.3 импульсов , выходами соединенного со входами первого и второго коммутаторов 4 и 5. Выходы коммутатора 4 подключены к токовым ключам блока формирования прирйщений, выход блока 6 соединен с одним из входов блока 7 сравн ния, другой вход которого подключен к формирователю 8 корректирующего сигнала, а выход соединен с блоком 9 .выбора знака и преобразователем 10 аналог-частота, выход которого подключен к блоку 9. Выходы блока подклю чены соответственно к второму и первому элементам ИЛИ 11 и 12, выходы которых подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 13, подключённого i преобразователю 14 код-аналог, а вторые вхо,цы .элементов ИЛИ 11 и 12 подключены к выходам коммутатора 5. На фиг. 2 обозначены шаг квантования по времени - U. t, аргументы функции задания основному регулятору Y, аргументы функции задания корректи рующему регулятору - fijj, фактическая величина корректирующего сигнала л, и приращения аргументов- ЛУ и f. В основу построения устройства использован метод кусочно-ступенчато аппроксимации заданного графика (t) и (t). Реализация заданной функции по этому методу осуществляется путем суммирования или вычи тания равномерных приращений функции 8 74 в любой момент времени, кратный шагу квантования. Устройство работает следующим образом. Импульсы с генератора 1, через промежутки времени равны шагу квантования по времени Д,1, поступают на сче.тчик 2, который совместно с дешифратором 3 выполняет функции распределителя импульсов. Импульсы с выхода распределителя 3 последовательно во времени поступают на входы коммутаторов 4 и 5. Коммутатор 5 служит для задания функции изменения корректирующего сигнала f, посредством установки съемных диодных модулей в узловых точках коммутатора 4. Импульсы с коммутатора 4 последовательно включают токовые ключи блока 6 в заданные оператором моменты времени, которые соответств.уют точкам пересечения равномерных приращений программируемой функции с временной координатой, кратной шагу квантования по времени. Токовые ключи служат для создания соответствующих приращений тока, которые суммируясь, осуществляет формирование функции корректирующего сигнала. Сигнал задания f поступает в блок 7, где сравнивается с фактической величиной сигнала f(h , поступающей от формирователя 8. Сигнал рассогласования I Tjfcp 1 поступает в преобразователь 10, который формирует последовательность импульсов с частотой, пропорциональной величине рассогласования. Блок 9, в зависимости от полярности сигнала рассогласования. посылает импульсы через элементы ИЛИ 11 или 12 на суммирующий или вычитающий вход счетчика 13. Функции блока 9 выполняет поляризованное реле, обмотка которого подключена к выходу блока 7, неподвижные контакты подключены к Элементам ИЛИ 11 и 12, а подвижный контакт - к выходу преобразователя 10. Коммутатор 5 служит для задания функции (t). Установка съемных диодных модулей в узловых точках коммутатора 5, позволяет подключать выходы распределителя 3 к первой или второй Вертикальным шинам коммутатора 5, соединенным через соответствующие элементы ИЛИ 11 или 12, с суммирующим или вычитающим входом счетчика 13. В моменты времени, соответствующие приращениям функции (t), сигналы с соответствующих выходов распр делителя 3 подаются через коммутатор 5 и элемент ИЛИ 11 на суммирующий вход счетчика 13. В моменты времени, соответствующие уменьшению функции (t) сигналы с соответствующих выходов распределителя 3 подаются через коммутатор 5 и элемент ИЛИ f2, на вычитающий вход счетчика 13. Преобразователь 14 служит для пре разования цифрового сигнала состояни счетчика 13 в аналоговый, для формирования сигнала задания аналоговому регулятору. В нормальном режиме, при задании основному регулятору (например регулятору, стабилизирующему подачу топл ва в паровой котел в процессе растоп ки) функции вида (t) корректирую щий параметр (в данном случае температура пара на выходе котла) изме няется по закону fф f(t), что прибл женно совпадает с функцией задания f2,f(t), т.е. величина параметра в каждый момент времени приближенно равна величине, задания . При отклонении фактической величи ны корректирующего параметра от зада ной (например, вследствие изменения каллорийности топлива, подаваемого в котел), счетчик 13 под воздействием импульсов с преобразователя 10 смещает функцию задания основному регулятору (t) по оси Y (соответственно увеличивая или уменьшая подачу топлива) со скоростью, пропорциональной величине отклонения. Таким образом, устройство совме.щает функции программного задатчика основному регулятору, программного задатчика корректирующему регулятору и интегрального корректирующего регулятора. Это позволяет использовать устройство в двухконтурных схемах регулирования для формирования задания основному регулятору с коррекцией по величине, пропорциональной интегралу отклонения корректирующего сигнала от заданного значения, без установки дополнительного корректирующего регулятора. Формула изобретения программное регулирующее устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, распределитель импульсов, первый коммутатор и блок формирования приращений, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй коммутатор, первый элемент ИЛИ и последовательно соединенные формирователь корректирующего сигнала, блок сравнения, преобразователь аналог-частота, блок выбора знака, второй элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и преобразователь .код-аналог, второй вход блока сравнения Нодключен к выходу блока формирования приращений, а выход - к второму входу блока выбора знака, соединенного вторым выходом с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого и второй вход второго элемента ИЛИ подключены к выходам второго коммутатора, соединенного входами с выходами распределителя импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1.Ротач В.Я. Расчет настройки проьпиленных систем регулирования. М. , Госэнергоиздат , 1961, с,242-245. 2.Авторское свидетельство СССР 316077, кл. G 05 В 19/10, 1971 оототип).