Имитатор технологического объекта Советский патент 1982 года по МПК G05B19/418 G05B19/18 

(5 ИМИТАТОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Изобретение относится к вычисли- { тельной технике и может быть использовано при исследованиях сложных технологических объектов, например в сис темах динамической комплексной обклад ки АСУТП. Известно устройство, используемое в качестве многоканального фуккционального преобразователя и предназначенное для применения а аналоговых вычислительных устройствах, где требу ется быстрый ввод большого числа подлежащих воспроизведению функциональных зависимостей. Данный функциональный преобразователь состоит из коммутаторов входного и выходного напряжений, аналогоцифрового преобразователя, цифроаналогового преобразователя, аналогового запоминающего устройства, дешифратора (аргумента, дешифратора каналов, регистра числа, запоминающего устройства с произвольным доступом к числовым ячейкам для хранения функциональных зависимостей к устройствам управления Li 3. Однако виды функций,формируемых по отдельным каналам, заранее определены и не могут изменяться без прерывания процесса их формирования, что ограничивает функциональные возможности устройства при работе в системах реального времени, кроме имеется возможности повторения процесса формирования отдельных участков функций. Наиболее близким по Технической сущности к предлагаемому устройству является интерполятор для цифрового программного, управления группой объектов. Данный интерполятор производит формирование сигналов для управления группой объектов по разным каналам. Он содержит устройство ввода данных, цифровое запоминающее устройство, интерполирующее устройство, выходное устройство, устройство задания скорости и устройство упраапения 2.

Однако известное устройство огранимивается формированием и выдачей только дискретных сигналов, т.е. обладает ограниченными функциональными возможностями. Этим обуславливается непригодность его использования при формирозании си гналов- стандартных датчиков, имитирующих реальный технологический объект управления. Кроме того, ему также присущи недостатки рассмотренного выше аналога.

Цель изобретения - расширение области применения имитатора путем увеличения одновременно имитируемых си|- налов.

Поставленная цель достигается тем МТС в имитатор технологического объекта, содержащи-й устройство ввода данных, соединенное первыми и вторыми парами управляющих и информационных выходов соответственно с управляющими и информационными входами цифрового запоминающего устройства и с управляющим входом и входом задания интервала интерполяции устройства управления, .и интерполирующее устройство, введены устройство формирования дискретных сигналов и аналоговое запоминающее устройство, причем первый выход устройства управления соединен с адресным входом цифрового запоминающего устройства, второй выход - с управляющими входами аналогового запоминающего устройства и устройства формирования дискретных сигналов, третий выход - с первыми информационными .входами интерполирующего устройства и устройства формирования дискретных сигналов, вторые информационные входы которых соединены с выходом цифрового запоминающего устройства, а выход интерполирующего устройства,соединен с информационным входом аналогового запоминающего устройства, выход которого, вьгход устройства формирования дискретных сигналов и четвертый выход устройства управления соединены с соответствующими выходами имитатора.

Такой имитатор позволяет формировать одновременно по нескольким каналам аналоговые и дискретные сигналы, форма которых может быть изменена в реальном масштабе времени путем подачи на его вход упраапяющей информации.

, На чертеже изображена структурной схема имитатора.

Имитатор технологического объекта содержит устройство 1 ввода данных с

входящими 8 него регистром 2 команд, дешифратором 3 команд, регистром 4 информации и ц)фровым коммутатором 5 цифровое запоминающее устройство (ЗУ) 6, интерполирующее устройство

7 с входящими в него цифроаналоговцми преобразователями 8, цифроаналоговым и множительными блоками 9 и аналоговым сумматором 10, аналоговое запоминающее устройство (ЗУ) 11 с

5 входящими в него аналоговыми коммутатором 12 и аналоговыми запоминающими ячейками 13 и блоком I нормирующих преобразователей, устрой.ство 15 формирования дискретных сигналов

0 с входящими в него схемой 16 сравнения, триггерами 17 и блоком 18 согласования, устройство 19 управления с входящими в него генератором 20 импульсов, счетчиком 21 каналов,

5 цифровым управляемым делителем 22 реверсивным счетчиком 23. Входы 2 и 25 устройства 1 ввода данных служат для ввода управляющей информации, с выхода 26 выдается сигнал конца от0 работки интервала интерполяции, ас выходов 27 и 28 - имитуемые аналоговые и дискретные сигналы соответственно.

Процесс имитации сигналов реального объекта основан на методе линейного интерполирования заданных функций.

Временной интервал интерполяции выбирается в соответствии с требуемыми

р точностными характеристиками воспроизведения аналоговых и дискретных сигналов.

Имитатор работает следующим образом.

-Управляющая информация от управляющего вычислительного комплекса (УВК) поступает на входы 24 и 25 устройства 1 в виде команд и кодов информации, которые заносятся соответственно в регистры 2 и 4.

С выхода регистра 2 коды команд подаются на дешифратор 3 .с которого производится управление регистром: Ц и коммутатором 5 для приема масси5 ВОВ информации и ее распределения. Команды запуска и останова имитатора, повторения или реверсирования процесса формирования значений функций на заданном интервале интерполяции и другие команды поступают из дешифра тора 3 в устройство 19 на управляющий вход делителя 22. Команды управ ления режимами работ(запись, считыва ние) снимаются с выхода дешифратор 3 и поступают на управляющий вход цифрового ЗУ 6. Коды информации поступают из регистра на информацион ные входы коммутатора 5. С первого выхода коммутатора 5 снимаются коды интервалов интерполяции, которые подаются на вход задания интервала интерполяции делителя 22. Со второго выхода коммутатора 5 снимаются коды ординат функций в узлах интерполяции и коды дискретных сигналов, которые подаются на информационный вход цифрового ЗУ 6, где запоминаются в ячей ках, соответствующих номерам выходны каналов имитатора на время обработки . текущего интервала интерполяции. Формирование интервала интерполяции производится следующим образом. С выхода генератора 20 сигнал в виде последовательности тактовых импульсов поступает на счетный, вход де лителя 22. Импульсы преобразованной частоты с выхода делителя 22 подаются на вхо счетчика 23, на первом выходе которо го формируется код, соответствующий пилообразному напряжению и поступающий в устройство 7 на входы преобразователей 8. Время заполнения ка 23 соответствует интервалу интерполяции, поэтому при постоянной разрядности счетчика, изменяя частоту импульсов на выходе делителя 22, можно варьировать длительностью интервала интерполяции. Со второго выхода счетчика 23, подключенного к выходу 2б имитатора, снимается сигнал конца отработки интервала интерполяции, который подается в УВК. Ответная управляющая имформация из УВК поступает на вход 25 устройства 1 ввода данных в виде кодов, соответствующих последующему интервалу интерполяции. Процесс формирования аналоговых сигналов протекает следующим образом Коды ординат функций в узлах интерполяции с выхода цифрового ЗУ 6 поступают на кодэвые входы блоков 9, на аналоговые входы которых поступают взаимно инверсные пилообразные напряжения, снимаемые .с выходов. 726 преобразователей И. Результаты перемножения поступают на входы сумматора 10, с выхода которого результирующий сигнал поступает в аналого вое ЗУ 11 на информационный вход коммутатора 12. Выходы коммутатора 12 подключены ко входам ячеек 13 находящихся в тракте формирования сигнала каждого канала. Устройство 7 осуществляет операции интерполирования циклически по всем каналам, при этом занесение результатов интерполирования в соответствующие ячейки 13 осуществляет коммутатор 12. Организацию, распределенной во времени, работы устройства 7 и коммутатора 12 осуществляет устройство 19 следующим образом. С первого выхода счетчика 21, управляемого частотой генератора 20, снимаются коды номеров тактируемых каналов, которые поступают на адресный, вход ЗУ 6. Со второго выхода снимаются распределенные во времени такт.овые последовательности импульсов, которые поступают на управляющий вход аналогового коммутатора 12. Использование параллельного управления ЗУ 6 и коммутатором 12 обеспечивает в каждом такте формирования аналоговых сигналов совпадение номеров ячеек цифрового ЗУ 6, из которых считываются коды интерполяции, с номерами тактируемых каналов. Выходы ячеек 13 подключены ко входам блока 14, в котором происходит преобразование уровня напряжения запоминающего ячейками 13, в нормализованные стандартные сигналы (ток, напряжение, частота, сигналы термометров термоэлектрических итермометров сопрс тивления стандартных градуировок и т.п.). С выходов блока 14 нормализованные аналоговые сигналы, имитирующие сигналы датчиков реального объекта, подаются на выход 27 имитатора. Для формирования дискретных сигна лов с первого выхода счетчика 23 снимается код и подается в устройство 15 на первый вход схемы 16, на второй вход которой поступают коды дискретных сигналов с выхода цифрового ЗУ 6. ак как разрядность кода счетчика 23 остоянна, то любому значению кода ожно поставить в соответствие точку а временной оси в каждом интервале нтерполяции, поэтому, задавая коды дискретных сигналов и сравнивая их с кодом счетчика 23, можно задавать моменты изменения состояний дискретных сигналов. Коды дискретных сигналов считываются из ЗУ 6 циклически по всем каналам, в связи с чем на выходе схемы 16 сравнения присутствует информации о состоянии дискретных . сигналов поомередно по всем каналам. Выход схемы 16 подключен параллельно ко всем информационным входам триггеров 17, занесение дискретных сигна логз в которые производится тактовыми ямпульсами,поступающими с выхода рас пределителя 21 тактовых импульсов на тактовые входы триггеров 17, выходы которых подключены ко входам блока 18. Сформированные дискретные сигнал поступают с выходов блока 18 на выход 28 имитатора. Использование имитатора позволяет производить комплексную динамическую отладку программного обеспечения ЛСУТП в условиях, близких к реальным и сокпатить на 10-15 сроки работ, стоимость отладки и внедрен,ия АСУТП проектными и монтажно-наладочными организациями. Формула изобретения Имитатор технологического объекта содержащий устройство ввода данных, соединенное первыми и вторыми парами управляющих и информационных выходов соответственно с управляющими и информационными входами цифровбгЛ запоминающего устройства и с управляющим входом и входом задания интервала интерполяции устройства управления, и интерполирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения имитатора путем увеличения одновременно имитируемых сигналов, в него введены устройства формирования дискретных сигналов и аналоговое запоминающее устройство, причем первый выход устройства управления соединен с адресным входом цифрового запоминающего устройства, второй выходс управляющими входами аналогового запоминающего устройства и устройства формирования дискретных сигналов, третий выход - с первыми информационными входами интерполирующего устройства и устройства формирования дискретных сигналов, вторые информационные входы которых соединены с выходом цифрового запоминающего устройства, а выход интерполирующего устройства соединен с информационным входом аналогового запоминающего устройст.ва, выход которого, выход устройства формирования дискретных сигналов и четвертый выход устройства управления соединены с соответствующими выходами имитатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР N , кл. G Об 6 7/26, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР № 378805, кл. G 05 В 19/18, 1973 (прототип).