Устройство для программного регулирования

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГPAM 5HOГО РЕГУЛИРОВАНИЯ по . авт. св. hfe 978109, о тл и ч а ю щ в - е с я тем, что, с целью повышения не цежности устройства, в него введены последовательно соединенные модель объекта и допслиительный элемент с{Ши нения, второй вход которого пошшючен к выходу датчика температуры, а выход к третьему входу исполнительного блока,, причем первый вход модели объекта сое динен с выходом элемента зааерокки, а вторые входы с выходами памяти .

аа <в

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕФЩЬЛИН

Зцр G05 Э 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 978109 (21) 2752948/18-24 (2.2) 1 6.04.79 (46) 15.06.83. Бюл. М 22 (72) В. Г. Воронов, П. А. Качанов и А. И. Овчаренко (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт B. И. Ленина (53). 621 555.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

% 979109, кл, G 05 9 23/19, 1982 (прототип). (54) (57) УС ГРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММ НОГО РЕГУЛИРОВА НИЯ по авт. св. и 978109, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения на дежностн устройства, в него введены послецовательно соединенные модель обьекта и: дополнительный элемент срав пения, второй вхоц которого поцключен z выходу датчика температуры, а выхоц к третьему ахоцу исполнительного блока,, причем первый вход моцели обьекта сое динен с выхоцом элемента зацеркки, а вторые входь - с выхоцами блока памяти.

1 10232

Изобретение относится к программному регулированию различных технологических процессов, в частноЪти темпера» туры при сушке -капиллярнопористых стро». ительных материалов и может быть использовано в различных отраслях промьпнленности, например, в промышленности строительных материалов.

По основному авт. св. № 978109 известно у тройство цля проГраммного 10 регулирования, содерхашее генератор импульсов, подключенный к входу задат, чика, выхоцы которого подключены к блоку памяти, элементом задержки и через блок коррекции с переключающим элементом, датчик параметра подключен к аналого-цифровому преобразователю (АБП), выхоцы АБП, блока памяти и элемента зацержки поцключены к блоку сравнения, выходы которого соединены 20 .через цифро-аналоговый преобразователь (UAII) с входами исполнительного блока и блока коррекции, к другому входу исполнительного блока подключен выход переключающего элемента, а выход исполнительного блока соецинен с нагрева телем, расположенным вместе с датчиком в объекте регулирования. Работа устройства основана на аппроксимации программы; участками нагрева и остывания обьекта регулирования и коррекции программы (11.З0

Недостатками данного устройства являются недостаточно высокая точность выполнения программы, помехоустойчивость и надежность, обусловленные воздействи ем возмущений на объект и АБП, БАП Ç5, и элемент сравнения.

Бель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного ре» гулироаания ввецены послецовательно соединенные модель объекта и дополни тельный элемент сравнения, второй вход которого поцключен к выходу датчика температуры, а выход - к третьему вхо 45 ду исполнительного блока, причем первый вход моцели объекта соецинен с выхоцом элемента задержки, а вторые входыс выходами блока памяти.

На фиг. изображена схема предлагае- 50 мого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока коррекции; на фиг. 3 «« график регулируемого параметра (темпе ратуры) во времени.

Устройство (фиг. 1) содержит генера- 55 тор 1 импульсов, зацатчик 2, распрецелитель 3 импульсов, элементы ИЛИ 4» 6, блок 7 коррекции, переключающий эле к

90 2 мент 8, который может быть выполнен в виде R -триггера,».блок 9 памяти, элемент 10 зацержки, элемент 11 сравнения, модель 12 объекта, которая представляет собой физическую моцель объек та и регулятора, датчик 13 температуры, дополнительный элемент 1 4 сравнения, аналого-цифровой преобразователь (АБП) 15, цифроаналоговый преобразователь (АБП) 16, исполнительный блок 17, который выполнен в виде ключа 18, сумматора 19 и источника 20 напряжения, а также наг реватель 21, расположенный вместе с qa чиком 13 в объекте 22 регулирования.

Блок 7 коррекции (фиг, 2) выполнен в виде схемы, соцержашей коммутатор 23, элементы ИЛИ 24 и 25, генератор 26 пилообразного напряжения (ГПН), амплитудный компаратор 27, триггер 28 и элемент 29 задержки.

Устройство работает следующим обра» зом.

В исходном состоянии на выхоце элемента 8 - нуль, ключ 18 разомкнут, т.е. на» греватель 21 отключен, элемент 11 заперт, модель 12 отключена, выходное напряжение БАП 16 равно нулю. Первый импульс генератора 1 устанавливает распрецелитель 3 в такое состояние, при котором на выходе элемента ИЛИ 4 появляется сигнал, который через коммутатор 23 и элемент ИЛИ 25 устанавливает элемент 8 в единицу.

Тем самым открывается ключ 18 и напряжение источника 20 поцается на нагреватель 21. Выходная величина возрастает во времени.-В момент „, препшествуюший первому узлу аппроксимации (момент времени.о,2) появляется импульс на выходе элемента ИЛИ 6.

Этим импульсом блока 9 извлекается код N<, прямо пропорциональный значению параметра в точке 1, Через время, определяемое элементом 10 и необходимое для выборки кода из блока 9, разрешается сравнение кода Я„и кода М<>, соответствующего действительному значению парамет» ра в момент времени,, Причем эле мент 11 определяет не только величину разности Hq- „но и ее знак. Оцновременно включается модель 12 и в элементе 14 происходит сравнение действительного значения параметрами со значением, вы» даваемым моделью 12 Q .Ýëåìåíò 14 также определяет величину и знак разности параметров.

Рассмотрим работу устройства в режиме малых отклонений.

3 1023290

В момент времени .Ц возможны три варианта.

Первый. Й,,-SJ< Î (точка 1). В этом случае выходное йапряжеиие ЦАП 16 и элемента 14 равно нулю и в нагреватель, 5 поцается прежнее напряжение источника 20,, т.е, программа ицет по участку 1 — 2.

Второй. I4„-И (О (точка 1 ), В этом случае напряженке на выходе UAH 16 отрицательно по знаку, а по величине про-.>0 порционально разности кодов, а значит к разности значений параметра в точках 1 и 1 . Выходное напряжение: элемента 14 также отрицательно по знаку, а по величине пропорционально разности значений Q 15 в точках 1 и 1". Результирующее напряжение на выходе сумматора 19 уменьшается и программа идет по участку 1

2. Поскольку напряжение, поцаваемое на нагреватель 21, пропорционально разно- 20 сти температур в точках 1 и 1, а интервал Е,2-+., фиксирован, то в момент + регулируемый параметр придет в узел аппроксимации 2.

Третий. hl<-N„>O (точка 1"). В этом 25 случае напряжение на выходе UAIl 16 и элемента 14 положительных по знаку, a . по величине пропорциональны разности значений температур в точках 1 и 1 .

По причинам, изложенным выше, в мо- 30. мент E g регулируемый параметр окажется в точке 2, В этот же момент времени (4 ) появляется импульс на выходе элементов ИЛИ 5, который устанавливает триг жр 28 в е нницу, а элемент 8 в нуль, прекращая тем самым подачу напряжения на нагреватель 21, т,e. программа ицет по линии остывания. B момент времениФ, 3 прецшествуюший второму узлу аппроксима- 40 ции (момент времени 14) появляется импульс на выходе элемента ИЛИ 6; который из блока 8 извлекает коц и, прямо пропорциональный значению регулируемогопараметра в точке 3. Одновременно через схему И 24 этот импульс поступает на коммутатор 23. Через время, определяемое элементом 10, необходимое цля выборки кода из блока 9, разрешается сравнение кода N и кода N, соответ50 ствуюшего значению параметра в момент времени 4 . Оцновременно включается модель 12 и в элементе 14 происходит .сравнение Иди Ц .

В этом случае в мо ны три рианта. 55

Первый.М -МХА=О (точка 3). В этом случае выходное напряженке ЦАП 16 и элемента 14 равно нулю, коммутатор 23 замыкает цепь: элемент ИЛИ 4 — эле мент ИЛИ 25 — элемент 8. Программа идет по участку 2 — 4.

Второй.Nq-й т0 (точка 3 ). В этом случае напряжение на выхоце ПАП 16 к элемента 14 отрицательны по знаку, а по величине пропорциональны разности значений параметра в точках 3 и 3.

Коммутатор 23 замыкает цепь: эле мент ИЛИ 6 - элемент И 24 — генератор 26. Импульсом с элемента ИЛИ 6 запускается генератор 26. Через время задержки, прямо пропорциональное велйчк не разности значений параметра в точI ках 3 и 3 и равное разности 4у-Ь, на выходе компаратора 27 появляется ймпульс, который через элемент ИЛИ 25 устанавливает элемент 8 в единицу, т.е. нагреватель 21 включается на номи» нальную мошность не в точке 4, а в точ» ке 5. Сигналом компаратора 27 прекра» шается формирование пилообразного на» пряжения генератора 26.

Третий.й -N )О (точка 3л). В этом случае напряженйе на выхоце UAH 16 и элемента 14 положительны по знаку, а по величине пропорциональны разности значений температур в точках 3 и Зн.

Коммутатор замыкает цепь: элемент ИЛИ 6 - элемент ИЛИ 24 - элемент ИЛИ 25. Импульсом элемента ИЛИ6 элемент 8 устанавливается в единицу. и

По причинам, изложенным выше (точка 1 ) в момент времени Ф, регулируемый пара-" . метр оказывается в точке 4.

Рассмотрим работу устройства в критических режимах - режим больших о ьклонений, который может быть вызван неисправностью UAH; ЛЦП, элемен та 11, а также возмущениями, вывоцяши» ми регулятор из нормального режима работы.

В режиме больших отклонений» режим отсечки (на выходе БАП 16 напряжение равно нулю), режим насыщения (на выхоце UAII 16 напряжение цостигает макси« мального значения). Эти режимы возможны при возникновении- больших возмущений и неисправности одного из блоков 11, 15 и 16. В этом случае процесс регулирования ведется только по каналу: датчик 13 элемент 14 - модель 12 цо подавления критических возмущений, В этот же момент времени ($ } появ4 ляется импульс на выходе элемента ИЛИ4, который устанавливает элемент 8 в единицу, т,е. программа ицет по линии нагревания.

S 1023290 6

Временные интервалы (, -,„), значительно повысить точность выполнения (, -- ), равно как и длительность ап- программ и надежность работы устройства. проксимируюших участков,("6я- ;, ), Последнее обстоятельство в целом ряде (4<-4<), определяются инерционностью процессов (процессы-сушки капиллярно обьекта и максимальным значением энер 5 пористых строительных материалов, диф,гни, которая может быть подана на наг фузионные процессы, процессы выраширеватель, а также требуемой точностью вания микрокристаллов) является черезвы аппроксимации. чайно важным и положительно сказываПредлагаемое устройство, обладая по- ется на качестве (проценте выхода годных) вышенной помехоустойчивостью, позволяет 10 изделий. з 4 5

Составитель И. Колокольцов

Редактор Н. Воловик Техред N.Ãåðãåëü Корректор Г. 0rap

Заказ 4211/32 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж38, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4