Программное задающее устройство для электронных аналоговых регуляторов Советский патент 1982 года по МПК G05B19/07 

(54) ПРОГРАММНОЕ ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ АНАЛОГОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и предназначено для формирования задания электронным аналоговым регулятором. Известны программные устройства содержащие шаговый переключатель, диодный коммутатор и штеккеры со встроенными в них диодами. Для изменения программы работы устройств необходимо осуществить перестановку штеккеров в точках коммутации П. К недостаткам данных устройств можно отнести невозможность дистанционного или автоматического изменения программы, например, с центрального диспетчерского пункта или от управляю щей вычислительной машины более высокого уровня, а также-большой объем коммутационной матрицы. Известны также коммутаторы, содержащие п горизонтальных и m вертикальных шин, в точках коммутации которых СТОЯТ запоминающие коммутационные .элементы t2. Недостатком описанных устройств является большое количество запоминающих элементов в коммутационной матрице, число которых равно п х т. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является программное задающее устройство для выдачи установок аналоговым регуляторам, содержащее задающий генератор импульсов, распределитель импульсов, выполненный в виде двоичного счетчика и дешифратора, коммутатор, содержащий п горизонтальных и п вертикальных шин и выходной преобразователь последовательного кода в аналоговый сигнал, содержащий п токовых ключей приращений функции 3. Недостатком известного устройства является большой объем коммутационной матрицы, содержащей п горизбнтальных и га вертикальных шин, а следовательно, п X ш точек коммутации. 393 Цель изобретения - упрощение устройства путем сокращения точек коммутации коммутатора. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее генератор импульсов, распределитель импульсов, соединенный выходами с горизонтальными шинами коммутатора и выходной цифроаналоговый преобразователь введены реверсивный шаговый переключатель, элемент задержки и элемент ИЛИ, причем одна из вертикальных шин коммутатора через последовательно соединенные элемент задержки и элемент ИЛИ подключена к входу распределителя импульса, а две другие вертикальные шины - соответственно к суммирующим и вычитающим входам реверсивного шагового переключателя, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, а выход генератора импульсов подключен к.второ му входу элемента ИЛИ. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - пример реализации графика заданной функции. Устройство (фиг. 1) содержит горизонтальные шины 1-12 коммутатора 13, соединенные с выходами распределителя lA импульсов. Вхрд последнего соединен с выходом элемента ИЛИ If, один вход которого подключен к выходу генератора 1б импульсов, а другой через -элемент 17 задержки - к вертикальной шине 18 коммутатора 13. Вертикальные шины 19 и 20 коммутатора соединены с вычитающим и суммирующим входами реверсивного шагового переключателя 21, выходы которого подключены к выходному цифроаналоговому преобразователю 22. В точках пересечения горизонтальных и вертикальных шин коммутатора установлены запоминающие коммутационные элементы 23, содержащие двухпозиционные реле 24, с контактом 25, соединяющим соответствующую горизонталь ную и вертикальную шину, кнопку 26включения и кнопку 27 отключения запоминающего элемента. На фиг. 2 представлен график заданной функции поясняющий принцип работы устройства, где ut - шаг кван тования по времени; у аргументы заданной функции; ду - величина квантования заданной функции; дТ технологическая задержка. Требуемый вид графика заданной функции определяется программированием коммутатора 13, посредством включения определенных З коммутационных запоминащих элемен тов 23 Каждый коммутационный элемент может находиться в одном из двух устойчивых состояний: включен Замкнут контакт 25, соединяющий вертикальную и горизонтальную шину, и выключен - разомкнут контакт 25. Включение коммутационного элемента осуществляется подачей сигнала с кнопки 26, а отключение - 27. Программирование коммутатора может осуществляться дистанционно, для чего кнопки включения и отключения коммутациониых элементов необходимо вынести на пульт управления. Программирование коммутатора производится до включения устройства на реализацию заданной функции. Формирование сигнала задания авторегулятору в соответствии с графиком заданной функции осуществляется следующим образом. Импульсы с генератора 1б через промежутки времени, равные шагу квантования по времени At, поступают че рез элемент ИЛИ 15 на вход распределителя 1, который последовательно подает сигналы на горизонтальные шины 1-12 коммутатора 13. Каждая горизонтальная шина может быть соединена посредством запоминающих коммутационных элементов 23 с вертикальной шиной 20 либо 19. В первом случае си|- нал поступает на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21 и увеличивает аргумент заданной функЦИИ на величину единичного приращения д у. Во втором, случае сигнал поступает на вычитающий вход реверсивного шагового переключателя 21 и уменьшает аргумент заданной функции на величину ду. При необходимости изменить значение аргумента в определенный момент времени на величину большую и кратную Ду коммутационные элементы, соединяющие соответствующие,горизонтальные с вертикальными шинами 18 и 19 или. 20 должны находиться во включенном состоянии. В этом случае си1- нал поступает одновременно на вход реверсивного шагового переключателя 21 и через вертикальную шину 18 коммутатора 13 на элемент 17 задержки. С элемента IJ задержки через элемент /цц с; сигнал поступает на вход распределителя 14 и переводит его в следующее состояние. Время технологической задержки выбирается равным или незначительно большим времени срабатывания реверсивного шагового переключателя для исключения явления со-, стязаний элементов. При необходимости увеличения времени выдержки на определенной ступени задания на величину, превышающую и кратную At, коммутационные элементы 23, установленные в точках пересечения соответствующих горизонтальных шин с вертикальными, должны находиться в выю1юченном состоянии. В этом случае сигналы с выхода распределителя 1k, поступающие на соответствующие горизонтальные шины, не проходят на вертикальные шины коммутатора и на входы реверсивного шагового переключателя, и аргумент функции сохраняет свое прежнее значение, В качестве запоминающих коммутационных элементов 23 могут служить как двухпозиционные электромагнитные реле с замыкающим контактом, так и бесконтактные ключи, управляемые триггерамиj установленными на управляющих входах ключей. В качестве реверсивного шагового переключателя 2I и выходного преобразователя 22 могут служить либо шаговый искатель и подключенные к его клеммам сопротивления, соответствующие установкам задания аргумента, либо реверсивный двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь. Пример конкретной реализации заданной функции представлен на фиг. . Коммутационные элементы 23, показанные на фиг. 1 заштрихованными, условимся считать включенными. В этом случае, в момент времени t, первый импульс генератора 16 импульсов уста навливает распределитель 1 в первое состояние. Сигнал с выхода распределителя Ц импульсов через шины 1 и 2 коммутатора 13 поступает на суммирую щий вход реверсивного шагового переключателя 21 и переводит его в состо яние, соответствующее у. Как видно из графика фиг. 2, в момент времени tf необходимо трехкратное увеличение на ду значения аргумента. Для реали зации такого задания сигнал с выхода распределителя 1А поступает одновременно через горизонтальную шину 2 и вертикальные шины 20. и 18 коммутатор 13 соответственно на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21, увеличивая значение аргумента до величины у, и через элемент 17 .задержки, через элемент ИЛИ 15 на зход распределителя 14 импульсов, который в следующее состояние и сигнал поступает через коммутатор 13 .на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21, изменяя значение аргумента до величины у. Аналогично происходит увеличение аргумента до величины УА . В момент времени t j сигнал с выхода распределителя k импульсов через шины 5 и 20 коммутатора 13 поступает на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21 импульсов, увеличивая аргумент до значения у. В момент времени t сигнал с выхода распределителя 1 .через шины 6 и 19 коммутатора 13 поступает на вычитающий вход реверсивного шагового переключателя 21 и уменьшает значение аргумента до величины у. В момент времени tj в соответствии с заданием необходимо уменьшить значение аргумента до величины у, т. е. на 2 ду. Эта задача выполняется следующим образом. Сигнал с выхода 6 распределителя Ц импульсов поступает одновременно через вертикальные шины 19 и 18 соответственно на вычитающий вход реверсивного шагового переключателя 21, уменьшая величину аргумента до значения yj и через элемент 17 технологической задержки, элемент ИЛ(Г 15 на вход распределителя 14. С выхода последнего сигнал поступает через шины 7 и 19 коммутатора 13 на вычитающий вход реверсивного шагового переключателя 21 и приводит значение аргумента к .величине у. В моменты времени t и t- аргумент сохраняет прежнее значение у, так как отключены коммутационные элементы 23, соединяющие соответственно горизонтальные шины 9 и 10 коммутатора 13 с вертикальными шинами. В момент времени tg и tq сигналы с выходов распределителя импульсов поступают через шины 11, 12, 20 коммутатора 13 на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21 и увеличивают значение аргумента до величин у, а затем у . Предлагаемое устройство позволяет сократ.ить число точек коммутации, а следовательно, и число запоминающих коммутационных элементов в-.,раз, rXll- 2) где пит - число горизонтальных и вертикальных шин коммутатора, установленного б устройстве, взятом за прототип: S. число дополнительных горизонтальных шин, которые требуется установить в коммутаторе заявляемого устройства для возможности переключе ния аргумента на величину превышаклцу единичное приращение аргумента. Экономия от сокращения стоимости на одно программное задающее устройство зависит от конкретной элементарной базы и от вида реализуемых программ (продолжительность по време ни, дискретность по времени и аргументу) и в общем случае равна Э К,.эДпСт-3)-313 -Кр.ц.. Где. К| 3 - стоимость коммутационного элемента; Р ш ff стоимость реверсивного ша гового переключателя. Формула изобретения Программное задающее устройство для электронных аналоговых регуляторов, содержащее генератор импульсов, распределитель импульсов, соединенны выходами с горизонтальными шинами ко мутатора и выходной цифроаналоговый преобразователь, отличающее с я тем, что, с целью упрощения устройства путем сокращения коммутирующих элементов коммутатора, в него введены реверсивный шаговый переключатель , элемент задержки и элемент ИЛИ, причем одна из вертикальных шин коммутатора через последовательно соединенные элемент задержки и элемент ИЛИ подключена к входу распределителя импульсов, а две другие вертикальные шины - соответственно к суммирующим и вычитающим входам реверсивного шагового переключателя, выходы которого соединены с входами выходного цифроаналогового преобразователя, а выход генератора импульсов подключен к второму входу элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 357553, кл. G 05 В 19/08, 1970. 2.РогИнский В. Н. Основы дискретной автоматики, М., Связь, 1975, с. 3 8-351. 3.Авторское свидетельство СССР № 316077, кл. G 05 В 19/00, 1970 (прототип).

f)