Устройство для программного управления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов, первый реверсивный счетчик импульсов, подключенный выходом к первому информационному входу блока вычитания, соединенного выходом с входом исполнительного элемента,по числу зон управления - задатчики интервалов значений параметра,соединенные выходами с первыми вводами соответствующих первых блоков сравнения и почислу зон управления - задатчики скорости изменения параметра , подключенные выходами к первым входам соответствующих первых элементов И, связанных вторыми входами с выходами коммутатора, датчик параметра,отличающееся тем, что, с целью повышения его точности , в него введены счетчик импульсов , блок определения знака, второй реверсивный счетчик импульсов , блок управления, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, триггер, вторые блоки сравнения по числу зон управления и второй элемент И, подключённый первым входом к выходу генератора импульсов, выходом - к счетным входам первого и второго реберсивных счетчиков импульсов, а вторым входом,- к выходу элемента НЕ, к первому управляющему входу блока определения знака и к первому входу, блока управления,соединенного выходами с входами коммутатора, а -вторым входом - с выходом первого элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам первых блоков сравнения, причем выходы первых элементов И связаны с первыми входами соответствующих вторых блоков сравнения, подключенных вторыми входами к выходу второго реверсивного счетчика импульсов и к второму управляющему входу блока определения знака, а выходами - к входам второго элемента ИЛИ и к информационным входам блока определения знака, соединенного первым и вторым выходами соответственно с нулевым и единичным входами триггера, подключенного первым выходом к суммирующим входам первого и второго реверсивных счетчиков импульсов , а вторым выходом - к вычитающему входу первого реверсивного счетчика импульсов и к вычитающему входу второго реверсивного счетчика импульсов, связанного сбросовым входом с первым выходом реле времени, подключенного вторым выходом к управляющему входу блока вычитания, соединенного вторым информационным входом с вторыми входами первых .блоков сравнения и с выходом счетчика импульсов, подключенного входом к выходу датчика параметра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (19) (11)

3(51) G 05 В 19/407 (21) 3514691/18-24 . (22) 10. 10. 82 (46) 07.04.84. Бюл, В 13 (72) !О.М. Поповкин и В.Ю. Волынский (7 1) Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (53) 621.503.55 (088.8) (56) .1. Авторское свидетельство СССР

@ 483660, кл. С 05 В 23/19, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 628473, кл. G 05 В 23/19, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов, первый реверсивный счетчик импульсов, подключенный выходом к первому информационному входу блока вычитания, соединенного выходом с входом исполнительного элемента,по числу зон управления — задатчики интервалов значений параметра,соединенные выходами с первыми входами соответствующих первых блоков сравнения и по числу зон управления " задатчики скорости изменения пара" метра подключенные выходами к .первым входам соответствующих первых элементов И, связанных вторыми входами с выходами коммутатора, датчик параметра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности, в него введены счетчик импульсов, блок определения знака, второй реверсивный счетчик импульсов, блок управления, два элемента

ИЛИ, элемент НЕ, триггер, вторые блоки сравнения по.числу зон управ" ления и второй элемент И, .подключенный первым входом к выходу генератора импульсов, выходом «. к счетным входам первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, а вторым входом .- к выходу элемента НЕ, к первому управляющему входу блока определения знака и к первому входу, блока управления, соединенного выходами с входами коммутатора, а .вторым входом - с выходом первого элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам первых блоков сравнения, причем выходы первых элементов И связаны с первыми входами соответствующих вторых блоков сравнения, подключенных вторыми входами к выходу второго реверсивного счетчика импульсов и к второму управляющему входу блока определения знака, а выходами - к входам второго элемента ИЛИ и к информационным входам блока определения знака, соединенног первым H вторым выходами соответственно с нулевым и единичным входами триггера, подключенного первым выходом к суммирующим входам первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, а вторым выходом — к вычитающему входу первого реверсивного счетчика импульсов и к вычитающему входу второго реверсивного счетчика импульсов, связанного сбросовым входом с первым выходом реле времени, подключенного вторым выходом к управляющему входу блока вычитания, соединенного вторым информационным входом с вторыми входами первых блоков сравнения и с выходом счетчи, ка импульсов, подключенного входом к выходу датчика параметра. димости контроля реального состояния объекта. В инерционных процессах, например, графитации, программой задается тактовый ввод приращения регулируемого параметра, где такт соответствует времени переходного процесса в объекте.

Приращение вводится .в начале каждого такта j2) .

Переход с. одного температурного. участка на другой характеризуется изменением величины приращения. При вводе приращения в начале каждого такта переход с одного температурного участка на другой с изменением величины приращения осуществляется по реальной фактической величине регулируемого параметра. Поэтому переход участка на участок зачастую не совпадает с началом такта. Кроме этого, увеличение участков программы ведет к усложнению схемы, так как для каждого участка программы необходим свой генератор импульсов, схема И, ключ и схема сравнения.

Это в значительной степени ограничивает применение данного устройства, так как с изменением формы графика (крутизны участков подъема температуры) возникает необходимость довольно точной перестройки генераторов, что возможно, если генератор является перестраиваемым в определенном диапазоне частот. Это исключает применение кварцевых генераторов и в значительной степени снижает стабильность работы генераторов, а значит и всего устройства в целом.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, .что в устройство для программного управления, содержащее генератор импульсов, первый реверсивный счетчик импульсов, псдключенный выходом к первому информационному входу блока вычитания, соединенного выходом с входом исполнительного элемента, по числу зон управления - задатчики интервалов значений параметра, соединенные выходами с первыми входами соответствующих первых блоков сравнения и по числу зон управления — задатчики скорости изменения параметра, подключенные выходами к первым входам соответствующих первых элементов И, связанных

1 1084742

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано при программном управлении инерционными объектами, например печами графитации в электродном производстве.

Известно устройство для программного регулирования, которое содержит генератор импульсов, соединенный с переключающим элементом и блоком Ip памяти, датчик обратной связи, связанный с переключающим элементом через блок памяти и с исполнительным блоком и элементом задержки через элемент сравнения., к которому подключен задатчик регулируемого параметра.Выход элемента задержки подключен к входу блока памяти, а выход переключающего элемента подключен к исполнительному блоку,.выход которого2п саедннен с нагревателем ебьента (1) .

Однако устройство может быть использовано для объектов, где регулируемый параметр изменяетсд строго по заданной программе без искажений, 25 поэтому время начала ввода задания программы всегда должно совпадать с временем начала перехода на следую щий участок программы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее многоканальный блок задания интервалов температур, каждый канал которого содержит

35 последовательно соединенные элемент сравнения и ключ, .многоканальный блок задания скорости изменения температур, каждый канал которого содержит последовательно соединенные, генератор и элемент И, выходы элементов И подсоединены к входу блока установок температур, состоящему из последовательнб соединенных реверсивного счетчика, дешифратора, вычитателя, исполнительного

45 элемента, нагревателя, объекта и датчика температуры, который подключен к вычитателю. Выход блока установок температур подключен к входам элементов сравнения, которые через ключи подключены к

1 схемам И в блоке задания скорости изменения температур. Устройство может применяться для объектов, у которых фактическое изменение регулируемого параметра строго соответствует его изменению по заданной программе, т.е. без необхоз 1084 вторыми входами с выходами коммута-! тора, датчик параметра, введены счетчик импульсов, блок определения знака, второй реверсивный счетчик импульсов, блок управления, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, триггер, вторые блоки сравнения по числу зон управления и второй элемент И, под ключенный первым входом к выходу ге- . нератора импульсов, выходом - к счет- 1О ным входам первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, а вторым входом — к выходу элемента НЕ, к первому управляющему входу блока определения знака и к первому входу блока управления, : соединенного выхо дами с входами коммутатора, а вторым входом — с выходом первого элемента

ИЛИ, подключенного входами к выходам первых блоков сравнения, причем выходы первых элементов И связаны с первыми входами соответствующих вторых блоков сравнения, подключен- ных вторыми входами к выходу второго реверсивного счетчика импульсов и к второму управляющему входу блока определения знака, а выходами - к входам второго элемента ИЛИ и к информационным входам блока определения знака, соединенного первым и вторым выходами соответственно с нулевым и единичным входами триггера, подключенного первым выходом к суммирующим входам первого и второго реверсивных счетчиков импуль-. сов, а вторым выходом — к вычитающему входу первого реверсивного счетчика импульсов и к вычитающему входу второго реверсивного счетчика импульсов связанного сбросоЭ

40 вым входом с первым выходом реле. времени, подключенного вторым выходом к управляющему входу блока вычитания, соединенного вторым информационным входом с вторыми входами

45 первых блоков сравнения и с вьмодом счетчика импульсов, подключенного входом к выходу датчика параметра.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства,на фиг.2 - схема блока управления, на фиг.3 — схема определения знака.

Устройство содержит объект 1 управления (печь с печными траисфор" маторами), исполнительный элемент 2, блок 3 вычитания, датчик 4 параметра и счетчик 5 импульсов, первый реверсивный счетчик 6 импульсов, реле 7 времени, второй элемент И 8, 742 4 генератор 9 импульсов, второй реверсивный счетчик 10 импульсов,вторые блоки 11. ° .11 сравнения, блок

I П

12 определения знака триггер 13, первые элементы И f4. 14 задат и

1 1 чики 15...15 скорости изменения параметра, коммутатор 16, блок 17 управления, элемент НЕ 18, второй элемент ИЛИ 19, первый элемент ИЛИ

20, первые блоки 21...21" сравне-! ния, задатчики 22 ...22 интервалов значений параметра.

Коммутатор 16 (фиг.3) содержит вторые (R-S) триггеры.

Блок 12 определения знака содержит элементы 23...23 сравне1 ния, третий и четвертый элементы ИЛИ 24 и 25, третий и четвертый элементы И 26 и 27.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно на задатчиках

22 ...22" вручную устанавливаются значения расхода электроэнергии для каждого температурного участка, а на задатчиках 151...15 — значения приращений мощности на каждом участке, т.е. задатчиками 15 ... 15

I ff определяется скорость изменения расхода электроэнергии, соответствующая данному участку. Увеличение мощности, вводимой в объект управления (печь) осуществляется дискретно, путем тактового опроса.

Время такта задается в (программном) реле 7 времени. Начало первого такта совпадает с пуском устройства.

После включения печи работа устройства происходит следующим образом.

В начале такта с генератора 9 импульсов через элемент И 8 на реверсмвный счетчик 6 импульсов и на реверсивный счетчик 10 импульсов поступают импульсы до тех пор, пока их количество не достигнет величины, заданной задатчиком приращения 15 . После этого счетчик 10

f через блок сравнения 11, элемент

ИЛИ 19 и элемент НЕ 18 блокирует элемент И 8 до конца такта. В это время sa счет расхода электроэнергии в нагревательном элементе в печь 1 подводится мощность, величина которой соответствует начальному положению исполнительного элемента 2.

С датчика 4 параметра импульсы, частота которых пропорциональна расходу

S 1084 электроэнергии в нагревательном элементе, поступают на счетчик 5. Перед концом такта с реле 7 времени на блок

3 вычитания поступает разрешение на сравнение. 5

Количество импульсов, введенных в счетчик 6, соответствует плановому расходу электроэнергии за прошедшее с момента запуска устройства время, количество импульсов, зафиксирован- !0 ныл счетчиком 5, соответствует фактическому расходу электроэнергии за прошедшее время. После поступления с реле 7 времени разрешения на блок

3 вычитания на исполнительный эле- 1 мент 2 с блока 3 вычитания выдается команда на .увеличение или уменьшение расхода электроэнергии в зависимости от того, опережает ли фактический расход план. 20

После этого в конце такта с реле

7 времени на счетчик 10 поступает сбросовый сигнал и снимается разрешение с блока вычитания 3. Счетчик

10 устанавливается в исходное 25 состояние и с задатчика 15 через элемент И 14, блок 11 сравнения, tI

I элемент ИЛИ 19 и элемент НЕ 18 поступает разрешение на ввод информации через элемент И. 8 в счетчики З0

6 и 10. С этого момента начинается новый такт и все повторяется в описанной выше последовательности.

Так продолжается до тех пор, пока на выходе счетчика 5 не появляется число, равное установленному на за" латчике 22 параметра, а на выходе блока 21 сравнения появляется сигнал, который через элемент ИЛИ

20 поступает на вход блока 17 уп-, 40, равления.

Если к этому времени ввод информации в реверсивные счетчики 6 и 10 уже закончится, то элемент И 8. будет блокирован выходом элемента НЕ 18, а значит будет блокирован и блок 17 управления, следовательно в этот момент переключения не произойдет.

Переключение произойдет в начале следующего такта, когда после сбросового сигнала с реле 7 времени на выходе элемента НЕ 18 появляется разрешение на ввод информации и переключение, а блок 17 управления, запоминающий пришедший ранее сигнал с элемента ИЛИ 20, выдает сигнал

5S на коммутатор 16, установив в нем соответствующий триггер в единичное состояние и отключив предыдущий

742 6 триггер.При этом снимается разрешение с элемента И !4 и поступает разрешение на элемент И 14 . Таким . образом, приращение в начавшемся такте будет соответствовать установке на задатчике 15,что обеспечит переход на следующий участок.

Если же к этому моменту вывод информации в реверсивные счетчики

6 и 10 еще не закончится, то блок

17 управления не будет блокирован элементом НЕ 18. Блок 17 управления выдает сигнал на коммутатор 16.

При этом коммутатор 16 снимает разрешение с элемента И 14 и подает о разрешение на элемент И 4 .

Рассмотрим два возможных случая.

1. Число, установленное на задатчике 15, больше числа, установленного на задатчике 15, т.е. приращение на последующем участке больше приращения на предыдущем. При этом, естественно, и число импульсов; уже прошедших в реверсивные счетчики-6 и 10, будет меньше числа, установленного на задатчике 15 .

Таким образом импульсы будут проходить до тех пор, пока их число, попавшее в счетчик 10, не сравняется с заданным на задатчике 15 .После этого через элемент НЕ 18 будет заблокирован элемент И 8 и программное устройство будет далее работать так, как описано выше.

2. Число, установленное на задатчике 15, меньше числа, установленного на задатчике 15, т.е. приращение на последующем участке меньше приращения на предыдущем.

Если число импульсов, уже прошедших за время b i в реверсивные счетчики 6 и 10, будет меньше задания на задатчике 15, то все будет происходить в последовательности, описанной для первого случая.

Если же число импульсов, прошедших в счетчике, будет больше задания на задатчике 15,, то сигнал на выходе блока определения знака переключит триггер 13, который в свою очередь переключит счетчики

6 и 10, из прямого режима в режим реверса и из них вычтется количество импульсов, превышающее задание на задатчике 15 . Когда число импульсов в счетчике 10 сравняется с заданным на задатчике 15, блок

12 определения знака переключит триггер знака, а тот в свою очередь

1084742 установит режим прямого счета на счетчиках 6 и 10, а элемент ИЛИ !9 через элемент НЕ 18 заблокирует элемент И 8 до конца такта.

Управление электрическим режимом печей графитации ведется. вручную или с помошью системы САУГ-3 (ИЭЗ, ЧЭЗ, НЭЗ). При, ведении вручную переходы с одних температурных участков на другие осуществляются по времени, без учета состояния объекта, а при использовании системы САУГ-3 — при совпадении точки температурного перехода с началом такта — может произойти разрегулирование системы, что вызовет ряд неверных корректировок техпроцесса.

Устройство позволяет добиться большей точности в ведении процесса графитации, что в свою очередь приводит к улучшению показателей качества продукции за счет усиления термической, электрической и механической прочности электродов.

1084742

um Ф1 г.2 кQ п jlyn

Составитель М. Горбунова

Техред М. Тепер Корректор О. Тигор

Редактор E. Кривина

Заказ 2000/41

Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная,4

fE

Ю т 4I