Устройство для программного регулирования Советский патент 1981 года по МПК G05B19/418 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано, в частност для регулирования температурным режимом различных объектов, например печей сопротивления. При применении программных регуляторов, для надежного и качественного проведения технологических процессов, вЪзникает задача автоматического jocстановления задания при отключет1ях и повторных включениях электрической энергии. В известном устройстве для сохранения информадаи используется резервное батарейное питание l . Применение этого приема для программного регулирования, кроме необходимости наличия аварийного источника, вызывает усложнение схемы задат чика, связанного с необходимостью построения схем защиты информации при пропадании напряжения питающей сети. Кроме этого, аварийное питание не позволяет учесть изменение регупируемого параметра, например температуры за время отключения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок управления, генератор, ключ, делитель частоты, счетчик времени, управляемый делитель частоты, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, суммирующий усилитель, исполнительный орган, объе :т управления и датчик 23. В данном устройстве при включении напряжения питания после аварийного отключения восстановление программы осуществляется оператором. Введение в устройство схемы восстановления, описанной выше, позволяет автоматизировать восстановление пpoгpaм rы. Однако и здесь при включении напряжения питания, в случае отработки устройством участка программы Быт держка, вновь восстановленная программа отрабатывается без учета времени, прошедшего с момента начала

частка программы Вьщержка до моента аварийного отключения.

Цель изобретения - повышение иаежности отработки устройством прогаммы (заданного технологического Д1Кла) при аварийных отключениях питания за счет восстановления задания и точной отработки установленного временного интервала на участке программы Выдержка.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программого регулирования, содержащее последовательно соединенные счетчик времени, блок управления, блок восстановления, реверсивный счетчик, первый цифро-аналоговый преобразователь и суммирующий усилитель, выход которого подключен ко входу . исполнительного механизма и второму входу блока восстановления, а также генератор импульсов, выход которого через ключ соеда1нен с первым входом первого делителя частоты и третьим входом блока восстановления, четвертый вход которого через первый делитель 4acTOTiii подключен ко второму выходу блокс1 управления, третьим выходом соединенного через ключ со входом второго делителя частоты, а четвертым входом со вторым выходом реверсивного счетчика, и датчик, подключенный ко второму входу суммирующего усилителя, введет. переключатель, блок памяти, нуль-орган и второй цифро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом нуль-органа непосредственно, а со вторым входом - через блок памяти, второй вход которого подключен к выходу нуль-органа и первому входу переключателя, второй вход которого соединен со вторым выходом ключа, третий вход - с выходом второго делителя частоты, а выход - со входом счетчика времени, подключенного выходом ко входу второго цифро-аналогового преобраз ов ат еля.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Она содержит генератор 1 импульсов, ключ 2,.первый делитель 3 частоты, блок 4 восстановления, реверсивный счетчик 5, первый цифро-аналоговый преобразователь 6, суммирующий усили- , тель 7, исполнительный механизм 8, объект 9 управленияj датчик 10, блок II управления, второй делитель 12

частоты, переключатель 13, счетчик

14 времени, второй цифро-аналоговый преобразователь 15, блок 16 памяти и нуль-орган 17.

Работа устройства рассмотрена на примере программного регулирования температуры.

Блоком I1 задается режим работы устройства (скорости нагрева, охлажде ния, конечное значение температуры, время выдержки) ,

Импульсы генератора 1 через ключ 2 поступают на вход делителя 3, с выхода которого через блок 4 прохоДят на вход реверсивного счётчика 5, соединенного с цифро-аналоговым преобразователей 6, с выхода последнего сигнал подается на усилитель 7, который формирует команду исполнительному J механизму 8, воздействующему на тепловой режим объекта 9. При досчеТе реверсивным счетчиком 5 до числа импульсов, соответствующих заданному конечному значению температуры, блок 11 .переключает ключ 2, и импульсы генератора 1 через делитель 12 и переключатель 13 ПОС1упают на /вход счетчика 14 времени. Код счетчика 14 времени преобразуется вторым цифроаналоговым преобразователем 15 в напряжение, которое подается на блок 16 памяти и на второй вход нуль-органа 17, при этом напряжения на входах последнего будут равны и он сформирует команды на управляюиц1Й вход переключателя i3 для пропускания импульсов с делителя 12 частоты, а на управляющий вход блока 16 памяти для слежения за выходным напряжением цифро-аналогового преобразователя 15. При досчете счетчиком 14 времени до числа импульсов, соответствующих заданному времени выдержки, блок 11 управления переключает ключ 2 и переводит реверсивный счетчик 5 в режим вычитания. Устройство начинает отрабатывать команду Спуск температуры.

При отключении и повторном включении электрической знергии, в случае когда устройство отрабатывает 0 команду Подъем температуры или

Спуск температуры, блок4 восстанавления, получая сигналы с блока П управления и с выхода суммирующего усилителя 7, обеспечивает быстрый 5 возврат устройства в рабочее состояние (к точке,где произошел сбой программы из-за аварийного отключе- . ния) с учетом возможного изменения температуры за время прошедшее с момента отключения. При отключении и повторном включении устрой.тва во время отработки команды Выдержка температуры блок 4также осуществляет быстрый возврат устройства в рабочее состояние и после досчета реверсивным счетчиком 5до числа импульсов, соответствующих заданному конечному значению , температуры, блок 11 управления пере ключает ключ 2. Так как сигнал на выходе цифро-аналогового преобразова теля 15 равен нулю (счетчик 14 вре мани после повторного включения уста навливается в нулевое состояние}, а сигнал на выходе блока 16 равен выходному напряжению цифро-аналогового преобразователя 15 в момент отключения, то нуль-орган 17 сформирует. команду,блоку 16 на хранение информации и переключает переключатель 13 Импульсы с генератор 1, минуя делитель 12, поступают на вход счетчика 14 времени, который начинает работать в ускоренном режиме. Напряжение на вы ходе цифро-аналогового преобразователя 1 5 начинает увеличиваться и в момент равенства с выходным напряжением блока 16 (что означает досче. счетчи ка 14 времени до состояния, которое было отработано устройством на участке программы выдержка до отключения) нуль-орган 17 даст команду блоку 16 на слежение з,а выходным напряжением цифро-аналогового преобразователя 15 и переключатель 13, который начинает пропускать импульсы на вход счетчика 14 времени через делитель 12 Счетчик 14 времени, а следовательно, и все устройство продолжает работу по выполнению заданной программы. В случае повторного (или многократных) отключений в процессе работы устройства описанные выше действия повторяются. Наличие в устройстве цифро-аналогового преобразователя блока памяти нуль-органа, переключателя и соответствующих связей между ними и другими элементами устройства позволяет достаточно простыми средствами обеспечить полностью автоматическое восстановление программы с учетом временя выдержки, прошедшего до отключения электрической энергии. Использование предлагаемого технического решения в условиях, частых 8 76 аварийных отключений и включений позволит значительно увеличить производительность всей технологической установки и надежность точного воспроизведения заданного технологичесvoro цикла. Формула изобретения Устройство для программного регулирования , содержащее последовательно соединенные счетчик времени, блок управления, блок восстановления, реверсивный счетчик, первый цифро-аналоговый преобразователь и суммирующий усилитель, выход которого подключен ко входу исполнительного механизма и второму входу блока восстановления, а также генератор импульсов, выход которого через ключ соединен с первь М входом первого делителя частоты и третьим входом блока восстановления, четвертый вход которого через первый делитель частоты подключен .ко второму выходу блока управления, третьем выходом соединенного через ключ со входом второго делителя частоты, а четвертым входом со вторьм выходом реверсивного счетчика, и датчик, подключенный ко второму входу суммирующего .усилит зля, отличающееся тем, что, с целью , повышения надежности устройства, в него введены переключатель, блок памяти, нуль-орган и второй цифро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом нуль-органа непосредственно, а со вторым кхо дом - через блок памяти, второй вход которого подключен к выходу нуль-органа и первому входу переключателя, второй вход которого соединен со вторым выходом ключа, третий вход - с выходом второго делителя частоты, а выход - со входом счетчика времени, подключенного выходом ко входу второго цифро-аналогового преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Г.Брейксс. Сохранение содержимого микропроцессора при пропадании питания. - Электроника, 1977, т. 50, № 15, с.66-67. 2.Дорнер Л. Система программного регулирования температуры,- Экспресс-: информация, сер. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники,1974, 39, с.18-20 (прототип).