Цифровое устройство для обработкииНфОРМАции Советский патент 1981 года по МПК G06F15/00 

() ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, для обработки информации в системах весового дозирования материала с коррекцией по влажности.

Известно цифровое устройство для обработки информации о массе материала с коррекцией по влажности, содержащее реверсивный счетчик-сумматор, блок сравнения кодов, блок задания массы материала в коде,блок управления, блок формирования коррекции, регистр памяти, вентиль, аналого-цифровой преобразователь, регистр коррекции по влажности и блок управления коррекцией 1.

Однако в этом устройстве ввиду ограниченных функциональных возможностей не определяется масса фактически засыпанного материала, что необходимо для учета расхода кокса и экономии материала.

Кроме того, величина коррекции по влажности определяется по заданному весу кокса, а не TIO весу факти-чески засыпанного материала, что приводит к дополнительной погрешности. ИНФОРМАЦИИ

Устройство имеет сложные съемы блока управления и блока формирования коррекции, в котором, кроме выполнения операций сложения кодов, . необходимо анализировать знаки величин и осуществлять преобразование кодов в прямой или дополнительной зависимости от знака, а также вручную производить масштабирование ана10лого-цифрового преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит счетчик, группу элементов И, второй счетчик,

15 вторую группу элементов И, третью группу элементов И, два триггера, три элемента И,, элемент. ИЛИ и Формирователь. Первые в.ходы триггеров и счетчиков соединены с первым вхо20дом устройства, нулевой выход первого триггера подключен к первым входам пер,вого и второго элементов И, единичный выход второго триггера подключен к вторым входам первого и.

25 второго элементов И, выход первого элемента И подключен к второму входу первого счетчика, вьжод второго счетчика через формирователь подключен к второму входу второго .тригге30ра .и является выходом устройства.. третьи входы первого и второго эле ментов И являются соответственно вторыми и третьими входами устройства, выходы элементов И первой гру пы подключены к группе входов первого счетчика, группа выходов которого через вторую группу элементов подключена к первой группе входов второго счетчика, к второй группе . входов последнего подключены выхрдц третьей группы элементов И,, выход второго счетчика подключен к входу второй группы элементов И, входы пе вой и третьей группы элементов И и второй вход первого триггера подключены к четвертому входу устройства, нулевой выход второготриггер подключен к первому вход/ третьего элемента И. Выходы первого и третье элементов И подключены к входам эл мента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго счетчика. Второй вход третьего элемента И является пятым входом устройства, группы вхо дов первой и третьей группы элементов И являются группами входов устройства. Сигналом поступающим на первый вход устройства, все элементы схемы устанавливаются в исход ное состояние.Сигналом, поступающим на четвертый вход устройства, производится запись постоянных коэффициентов соответственно в первый и второй счетчики, первый триггер устанавливается в , разрешая про хождение сигналов через первый и второй элементы И одновременно на счетные входы первого и второго счетчиков. Сигнал переноса второго счетчика через формирователь поступает на второй вход второго триггера и устанавливает его в состояние. при котором сигнал запрета поступает на вторые входы первого и второго элементов И, запрещая про хождение сигналов на счетные входы обоих счетчиков. Второй счетчик определяет время набора информации в первый счетчик. За это время в первом счетчике образуется код 2, Недостатком известного ydтpoйcтва является ограниченность его функ циональных возможностей, на позволя ющих решать более сложную математическую зависимость, необходимость решения которой возникает в ходе автоматизации определенных технологических процессов. Цель изобретения - повышение коэффициента использования оборудования. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве ,содержащее два счетчика, импульсов, формирователь импульсов, два триггера, три элемента И, причем выход первого счетчика импульсов подключен к входу формирователя импульсов,-введены третий счетчик импульсой, сумматор, два сдвиговыхрегистра, два регистра, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый триггеры, два узла вычитания, делитель частоты, причем вход делителя частоты является первым входом устройства и подключен к первому входу первого узла вычитания и счетному входу первого счетчика импульсов, группа входов которого является первой группой входов устройства, выход формирователя импульсов подключен к входу записи первого счетчика импульсов, первому входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого сдвигового регистра, первый выход которого подключен к установочному входу второго счетчика импульсов, и первому входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов и внходу первого узла вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго узла вычитания, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй вход подключен к выходу делителя частоты, третий вход третьего элемента И подключен к реверсивному входу второго счетчика импульсов, к второму входу второго элементаИ и первому выходу второго триггера, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго сдвигового регистра, второй вход которого является третьим входом устройства и подключен к второму входу первого сдвигового регистра, второй выход которого подключен к первому входу второго триггера, первый выход второго сдвигового регистра подключен к первому входу четвертого элемента И и к входу первого регистра, группа выходов которого является группой выходов устройства, а группа входов подключена к группе выходов второго счетчика импульсов и группе входов второго регистра, группа выходов которого ,подключена к группе входов третьего счетчика импульсов, группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого является второй группой входов устройства, а группа выходов подключена к группе входов второго счетчика импульсов, вход записи которого подключен к второму выходу, второго сдвигового регистра, а выход является первым выходом устройства и подключен, к первому входу пятого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого триггера, к входу записи третьего счетчика импульсов и первому входу третьего триггеру, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, а второйвход является четвертым входом устройства, пятый вход устройства подключен к первому входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу четвертог элемента И, выход которого подключе К входу второго регистра и второму входу четвертого триггера, третий выЦод второго сдвигового регистра подключен к второму входу второго триггера, а выход третьего элемента И подключен к счетнону входу третьего счетчика импульсов.

Устройство содержит счетчики 1-3 импульсов, сумматор 4, сдвиговые регистры 5 и 6,, регистры 7 и 8, делитель 9 частоты, узлы 10 и 11 вычитания, триггеры 12-15, формирователь 16 импульсов, элементы 17-21 И, входы 22-26 устройства, группы входов 27 и 28 устройства, выход 29 и группу выходов 30 устройства. Счетчик импульсов 3 выполнен реверсивным.

Устройство работает следующим образом.

Тактовый частотный сигнал fg по входу 22 поступает на вход узла 11 вычитания и вход делителя 9 частоты С выхода делителя 9 частотный сигнал поступает на вход узла 10 вычитания, где определяется разность между частотами.- Частотный сигнал, равный fo,- -рр , поступает на вход узла 11 вычитания, где определяется разность между частотами % и Ь - } На выходе узла 11 получается частотный сигнал определяемый по формуле fgt,,. (f,- ) (1) .

Тактовый частотный сигнал с входа 22 поступает также на вход счетчика 1 импульсов. После заполнения счет.чика на его выходе появляется импулье-, поступающий через формирователь 16- импульсов на управляющий .вход счетчика 1, разрешая запись ..в него кода N .

Таким образом, в счетчике 1 постоянно идет преобразование входного кода 1SL( во временной интервал, определяемый по формуле

s-ft.

Импульсы переноса с формирователя 16 поступают на первые входы элементов 17 и 18 И.

В зависимости от состояния триггера 12 имеется два режима работы устройства.

В первом режиме единичный сигнал с первого выхода триггера 12 поступает на второй вход элемента 17 И, разрешая прохождение одного импульса переноса со счетчика 1 на второй вход сдвигового регистра 5. Импульс переноса сдвигается входной тактовой

частотой, при этом сдвиговой регистр 5 последовательно выдает следующие команды.

С первого выхода сдвигового регистра 5 импульс поступает на установочный выход счетчика 3 импульсов, 5 устанавливая его в исходное состояние, и на вход триггера 15, устанавливая его в нулевое состояние. С второго выхода сдвигового регистра импульс поступает на вход триггера

0 12, переключая его, при этом единичный потенциал с выхода триггера поступает на вход элемента 18 И, нулевой потенциал с другого выхода поступает на входы элементов 17 и 20

5 Ни реверсивный вход счетчика 3, устанавливая его в режим сложения. Импульсы поступают на счетный вход реверсивного счетчика 3, в котором осуществляется набор информации за

0 время t., в соответствии с алгорит. мом

4- , f И± ff ff а.п f-3 N

бЫУМ -( бЫХ. fj. Ь

С приходом следующего импульса

переноса со счетчика 1 начинается второй режим работы устройства.

Импульс переноса через элемент 18 И поступает на второй вход сдви гового регистра 6 и сдвигается тактовой частотой. Сдвиговый регистр 6 последовательно выдает следующие команды. С первого выхода регистра 6 импульс поступает на вход регистра 8 и осуществляет запись в него кода,

набранного в реверсивном счетчике импульсов в первом режиме.

,Код поступает на выход устройства . Импульсом с второго выхода регистра 6 осуществляется запись в реверсивный счетчик 3 кода Nji из сумматора 4. Импульсы с третьего выхода регистра 6 переключают триггер 12, при этом нулевой потенциал с выхода триггера 12 поступает на вход элемента 18 И, единичный потенциал с

выхода триггера 12 поступает на входы элементов 17 и 20 И и реверсивный вход счетчика 3, устанавливая его в режим вычитания.

При этом в втором режиме в счетчике 3 происходит вычитание частотных импульсов из кода N г в результате чего вСчетчике 3 образуется код, равный

Ы,„ N,,-t, f5,-( )2- . а -i)-(4)

-(fr Работа устройс1 ва-в двух режимах происходит автоматически. С приходом

управляющего импульса с входа 25

начинается очередной цикл работы устройства. При этом триггер 13 устанавливается в единичное состояние, и единичный потенциал с его выхода

поступает на вход элемента 19 И. В первом режиме работы определяется код NQ, равный N Ш ff ff la. « f« 2. S n где N - начальный код, поступающий на вход счетчика 1. Во втором режиме работы устройст ва импульсом с первого выхода сдвигового регистра 6 осуществляется запись кода NO/ полученного в первом режиме работы устройства, в регистры 7 и 8 и установка триггера 13 в нулевое состояние. При возрастании кода растет временный интервал и соответственно возрастает код, образуемый в первом режиме работы устройстве. и уменьша ется код, образуемый во втором режиме работы устройства. В момент времени, когда во второ режиме в. счетчике 3 код становится равным нулю, т.е. происходит сравнение кодов, на выходе этого счетчи ка появляются импульсы переноса, поступающие на вход элемента 21 И и на выход устройства и используемы в качестве управляющего сигнала. При поступлении сигнала внешней команды по входу 26 триггер 14 устанавливается в единичное состояние, разрешая прохождение одного импульса переноса со счетчика 3 че рез элемент 21 И. Этот импульс переключает триггер 14 в нулевое состояние, триггер 15 в единичное состояние и осуществляет запись кода из регистра 7 в счётчик 2. Единичный потенциал с выхода триггера 15 разрешает прохождение частотных сигналов на вход счетчика 2. При этом во втором режиме счетчи 2, работающий в реверсивном режиме осуществляет набор информации в соответствии с алгоритмом UN fg,,, (t;-t)-No, где t,. - временной интервал, выраба тываемой счетчиком 1; t. - время, в течение которого осуществляется набор инфор мации в счетчике 3 до моме та сравнения кодов. ff.-(%- с приходом импульса с первого выхода сдвигового регистра 5 тригге 15 устанавливается в нулевое состоя ние, запрещая прохождение частотных сигналов на вход счетчика 2. Таким образом, в счетчике 2 образуется код, определяемый по формуле ) ()-N, UN fo-(fn- f. (5) который поступает на вход сумматора 4. В сумматоре 4 происходит вычитан кода лN из входного кода М. Затем разность кодов поступает на группу входов счетчика 3. В следующем цикле работы, который начинается с приходом очередного управляющего импульса к,входу 25, в первом режиме устройство работает аналогичным образом. Во втором режиме работы осуществляется сравнение кодов. При этом импульс переноса появляется на выходе счетчика 3 раньше на величину, определяемую ЛЫ. Устройство работает в двух .режимах автоматически, не требует сложных схем управления и может быть использовано в качестве устройства для обработки информации, например в локальной системе- дозирования сыпучих материалов с коррекцией по влажности., В этом случае информация о массе влажного материала с весов подается в виде кода по входам 27 на группу входов счетчика 1. Информация о влажности материала в частотной форме поступает по входу 23 на вход узла 10 вычитания. Информация о заданном значении массы сухого материала в виде кода по входам 28 поступает на входы сумматора 4. Частота, поступающая на вход счетчика 3, определяется выражением /f:. 12. , где о - тактовая частота / п - коэффициент деления,, выбирается из соотношения (ЙЙ-л-) о- эталонная частота. При этом частота fgj,,. пропорциональна влажности материала в соответствий с выражением (5). Входной код N.(/, равный массе влажного материала, преобразуется во временной интервал N-L где N - значение массы влажного материала, загружаемого в бункер; Ny - значение массы пустого бункера. С приходом внешней команды по входу 25, сигнализирующей о начале загрузки бункера, начинается .цикл дозирования. При в первом режиме работы устройства в счетчике 3 образуется код, равный массе пустого бункера PQ , который записывается в регистр 7. По мере загрузки материалов растет код N и код, образуемый в счетчике 3 в первом режиме. Таким образом, в первом режиме работы устройства определяется масса сухого материала, загружаемого в бункер.

Во втором режиме работы устройства в счетчике 3 происходит сравнение кода, равного заданному значению массы сухого материала и кода, равного массе сухого материала, загружаемого в бункер.

При сравнении этих кодов импульс переноса поступает на выход устройства для отключения питателя. При поступлении по входу 26 внешней команды, сигнализирующей об окончании загрузки, в счетчике 2 записывается код, равный массе пустого бункера, и набирается информация, равная массе сухого материала, засыпанного в бункер свыше заданного значения.

Таким образом, в счетчике 2 образуется код , равный-значению массы пустого бункера и величине пересыпов материала. Этоткод поступает на сумматор 4, где вычитается из кода Nj. В следующем цикле дозирования в счетчике 3 происходит сравнение кода, соответствующего массе сухого кокса, засыпаемого в бункер, с кодом, соответствующим заданной массе сухого материала, скорректированной на величину массы пустого бункера и величину пересыпа в предыдущем цикле дозирования. При этом импульс переноса, счетчика 3, управляющий отключением питателя, поступает в систему загрузки раньще на величину, определяемую лNO

Изобретение позволяет определять истинное значение массы сухого материала, загружаемого в доменную печь в каждом цикле дозирования, что в свою очередь позволяет вести точный учет материала и его экономию, а также осуществляет дозирование материала с коррекцией по трем переменным, в результате чего интегральная ошибка дозирования стремится к нулю.

Формула изобретения

Цифровое устройство для обработки информации, содержащее два счетчика импульсов, формирователь импульсов, два триггера, три элемента И, причем выход первого счетчика импульсов подключен ко входу формирователя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента использования оборудования, в него введены третий счетчик импульсов, сумматор, два сдвиговых регистра, два регистра, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый триггеры, два узла вычитания, делитель частоты, причем вход делителя частоты является первым входом устройства и подключен к первому входу первого узла вычитания и счетному входу первого счетчика импульсов, группа

входов которого является первой группой входов устройства, выход формирователя импульсов подключен к входу записи первого счетчика импульсов, первому входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого сдвигового регистра, первый выход которого подключен к установочному входу второго счетчика импульсов, и первому входу первого

10 триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов и выходу первого узла вы15читания, второй вход которого подключен к выходу второго узла вычитания, первый вход которого является вторым входом устройства, авторой вход подключен к выходу делителя

0 частоты, третий вход третьего элемента И подключен к реверсивному входу второго счетчика импульсов, к второму входу второго элемента И и первому выходу второго триггера, второй выход которого подключен к второму

5 входу первого элемента И, выход которого подключен к чтервому входу второго сдвигового регистра, второй вход которого является третьим устройства и подключен к второму

0 входу первого сдвигового регистра, второй выход которого подключен к первому входу второго триггера,первый выход второго сдвигового регистра подключен к первому входу четвер5того элемента И и к входу первого регистра, группа выходов которого является группой выходов устройства, а группа входов подключена к группе выходов второго счетчика импульсов

0 и группе входов второго регистра, группа выходов которого подключена -к группе входов третьего счетчика импульсов, группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора, вторая группа входов ко5торого является второй группой входов устройства, а группа выходов подключена к группе входов второго счетчика импульсов, вход записи которого подключен к второму выходу

0 второго сдвигового регистра, а выход является первым выходом устройства и подключен к первому входу пятого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого триг5гера, к входу записи третьего счетчика импульсов и первому входу третьего триггера, выход которого подключен к второму йходу пятого элемента И, а второй вход является vieT0вертЫм входом устройства, пятый вход устройства подключен к первому входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого

5 подключен к входу второго регистра

и второму входу четвертого триггера, третий выход второго сдвигового регистра подключен к второму входу второго триггера, выход третьего элемента И подключен к счетному входу третьего счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Нечаев А.А. и.др . Цифровая система автоматического дозирования кокса на доменной печи.- Научнопроизводственный сборник Механизация и автоматизация управления , 1976YI 5, с.32-34.

2.Авторское свидетельство СССР 532097, кл. G Об F 15/32, 1975 (прототип).

к гз