Программное устройство для управления @ - водоподготовительными фильтрами

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6% 01) 4 (51) G 05 В 19/18 ОСУДАРСТВЕНН(Й КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ (21) 3529364/24-24 (22) 24.12.82 (46) 23.01.85. Бюл.. 9 3 .(72) В.Ф.Иванов (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики Чебоксарского производственного объединения Промприбор (53) 621 ° 503.55(088 ° 8) (56) .1.Авторское. свидетельство СССР

Р 243632,кл.F 22 D,G.02 В 19/06,1967

2.Авторское свидетельство СССР

Р 321800, кл. 6 05 В 19/06,1969 (прототип). (54)(57) ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ .УПРАВЛЕНИЯ m-ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНИМИ ФИЛЬТРАМИ, содержащее m датчиков фильтров, соединенных выходами с первыми входами соответствующих коммутирующих узлов, генератор импульсов и последовательно соединенные счетчик длительности операции, блок сравнения кодов и элемент задержки, выход которого подключен к первому входу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в нем коммутирующие узлы выполнены в виде коммутирующих матриц и введен счетчик числа операций, счетный вход которого соеди-.. .нен с выходом элемента задержки, установочный вход - с первым выходом блока управления, а выхоц— с вторыми входами коммутирующих узлов, первые выходы которых подключены к установочному входу счетчика длительности операции, а вторые выходы. - к второму входу блока срав- ф нения кодой ; выход генератора импульсов соединен со счетным входом сМетчика длительности операций, а вторые выходы блока управления— с сответствующими третьими входами коммутирующих узлов.

1136111

Изобретение относится к автоматическому управлению процессами водоподготовки, например, для котельных, ТЭЦ,ГРЭС,АЭС.

Известно устройство групповой системы антоматического восстанонления рабочей способности фильтров, содержащее командный блок, два блока запретов, блок временной программы, блок размножения команд автоматического управления, блок исполнительной матрицы, Исполнительные блоки группы фильтров, .блок контроля, блок разнертки горизонтальных шин матрицы, блок аварийной сйгналиэации, блок сигнализации, блок размножения команд: 15 дистанционного управления, причем один. выход командного блока связан с блоком исполнительной матрицы через первый блок запретов, блок временной. программы и блок размножения Щ команд автоматического управления, второй выход командного блока запретов и блок размножения команд дистанционного управления, третий выход командного блока соединен с бло- 25 ком сигнализации, выход блока исполнительной матрицы через исполнительные блоки групп фильтров и блок контроля соединен с блоком развертки горизонтальных шин матрицы, выход которого связан с блоком ис.полнительной матрицы, а другой выход блока контроля — с блоком аварийной сигнализации (1) .

Недостатками этого устройства 35 являются его сложность и невысокая надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления,содержащее генератор импульсов, дат- Щ чики фильтров, связанные через индивидуальные коммутирующие узлы, блок памяти, блоки задержки, одновибратор, блок запрета,,двоичный счетчик, управляющий блок и блок сравнения кодов на элементах И, причем коммутирующие узлы соединены также с вторыми входами элементов И, генератор импульсов соединен с двоичным счетчиком через блок запрета, запрещающий вход которого связан с датчиками через блок памяти по его гасящему входу, а выходы элементов И через дополнительный общий элемент И и блок задержки подключены к управляющему блоку и основному входу блока памяти (2), Используются общепринятые для технологических процессов водоподготовки термины: технологическая линия — совокупность исполнитель- 6О ных устройств (вентили, задвижки и т.п.) и трубопроводов, при помощи которых через фильтр пропускается вода и регенерирующий раствору операция - сохранение одной и той 5 же технологической линии в течение определенного времени; формирование (подготовка) технологической линии для проведения операции восстановления — процесс составления технологической линии, заключающийся в последовательной установке исполнительных устройств н положения, необходимые для проведения данной операции.

В известном устройстве условием начала отсчета времени каждой операции восстановления является формирование технологической линии, присущей данной операции. Однако формирование такой технологической линии не может быть необходимым и достаточным условием ее проведения, так как при отработке программы восстановления фильтра часто встречаются операции, проводимые по одним и тем же технологическим линиям, но в течение разных по длительности промежутков времени.

Например, продолжительность проведения операции промывки фильтра перед включением н работу (после резерва) составляет, как правило, несколько минут, а продолжительность промывки после пропуска регенерационного раствора — несколько часов, причем как та, так и другая операции проводятся по одной и той же технологической линии, а проведение операции промывки после пропуска регенерационного раствора в течение нескольких минут вместо нескольких часов недопустимо по технологическим соображениям.

Кроме того, при работе индивидуальных коммутаторов известного устройства возможны наложения кодов задания времени операций восстановления, приводящие к непредсказуемому изменению времени проведения операций восстановления, что н свою очередь ведет к некачественному, а иногда и к неправильному восстановлению фильтров.

Таким образом, недостаток извест. ного устройства состоит в невысокой надежности работы устройства вследствие наложения кодов задания времени операции при работе индивидуальных коммутаторов и отсутстния признаков отличия операций, повторяющихся в ходе отработки одной и той же программы, но имеющих различные длительности их проведения. Кроме того, устройство сложно,что также снижает

его надежность в работе.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что в программном устройстне для управления

Ю=водоподготовительными фильтрами, содержащем уИ датчиков фильтров, 1136111 соединенных выходами с первыми входами соответствующих каммутирующих узлов, генератор импульсов и последовательно соединенные счетчик длительности операции, блок сравнения кодов и элемент задержки, выход которого подключен к первому входу блока управления, коммутирующие узлы выполнены в виде программируемых матриц и введен счетчик числа операций, счетный вход которого соединен с выхо- 30 дом элемента задержки, установочный вход — с первым выходом блока управления,а выход — с вторыми входами комутирующих узлов, первые выходы которых подключены к установочному вхо- 5 ду счетчика длительности операции, а вторые выходы — к второму входу блока сравнения кодов, выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика длительности операции, а вторые выходы блока управления — c соответствующими третьими входами коммутирующих узлов.

На Фиг.l представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 схема технической реализации блоков устройства на уровне стандартных функциональных элементов; на фиг.3 временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, элемент 2 задержки, двоичный счетчик 3 числа операций, коммутирующие узлы — программируемые логические матрицы 4, датчик 5 фильт- 35 ров, двоичный счетчик б длительности операций, генератор 7 импульсов и блок 8 сравнения кодов.

Управление работой устройства осуществляется блоком 1 управления, который формирует сигналы вызова оператора, воспринимая импульсные сиг-, налы об окончании операций, поступающие с выхода элемента 2 задержки на его вход и на вход счетчика 3 числа 45 операций; производит сброс счетчика

3 числа операций в исходное (Йулевое) состояние путем подачи на его R -вход импульсного сигнала, формируемого перед началом отработки программы восстановления любого фильтра, а также в момент включения напряжения питания; управляет работой коммутирующих узлов 4 по 1 выходам, подключенным к входам выборки коммутирующих узлов программируемых логических мат-55 риц 4, причем при восстановлении первого фильтра .возбуждается первый выход, второго — второй выход, а последнему k -му фильтру соответствует возбуждение k -го выхода блока

1; m входы коммутирующих узлов программируемых логических матриц 4 подключены к датчикам и .концевым выключателям запорной арматуры фильтров, условно расположенных в датчиках 5, а и входы — к выходам счетчика 3 числа операций.

Блок 1 управления содержит десятичный счетчик с дешифратором, построенный на микросхеме 3-К176ИЕ8, на выходах которого формируются сигналы окончания операций восстановления, одновибратор, построенный на микросхеме 2-К176ЛЕ5, логический элемент И-НЕ микросхемы l. — К176ЛА9, обеспечивающий запуск одновибратора после отработки программы восстанов» ления любого фильтра, а также в момент включения напряжения питания, органы отключения фильтров на восстайовление — переключатели типа

П2К с зависимой фиксацией, элемент 2 задержки построен на резисторе, конденсаторе и логическом элементе ИЛИНЕ микросхемы 4, а двоичный счетчик

3 числа операций — на микросхеме

5 — К1760Е1.

Программируемые логические матрицы 4 могут быть выполнены в виде постоянных запоминающих устройств информационной емкостью не менее

2 " " -разрядных слов, Адреса ячеек ПЗУ, в которых хранятся B -разрядные данные, определяются (rn+n)— разрядным двоичным кодом,< разрядов которого характеризуют состояние фильтра, а П разрядов — порядковые номера операций в программе восстановления данного Фильтра. Выходные=-.

3 -разрядные слова (предварительно записанные в ПЗУ в соответствии с алгоритмом восстановления данного

Фильтра) имеют следующую структуру: первый разряд управляет работой счетчика б времени операций, при этом логическая 1 устанавливает счетчик в нулевое состояние, а логический 0 разрешает счет импульсов генератора 7 счетчиком б, остальные (6-1) разрядов представляют собой длительности операций восстановления в двоичном или двоично-десятичном коде. Программируемые логические матрицы в зависимости от уровня логических сигналов н@ входах выборки могут иметь по Выходам .состояние невыбора с высоким выходным импедансом при логической 1 на входе выборки, а также активное со- стояние логическогсэ 0 или логической 1 (в зависимости от введенной программы) при логическом 0 иа выходе выборки. Так .как число исполнйтельных устройстй,, необходимых для восстановления одного водоподогревательного фильтра в большинстве случаев не превышает восьми, а число операций восстаной. ления в алгоритме 2 < 8, то для построения программИруемых логических матриц наиболее подходят микросхемы

К573РФ2 информационной емкостью

1136111

При включении напряжения питания

{точка to на фиг.З). на динамическом 60 выходе блока 1 появляется импульс, который устанавливает в исходное ноевое состояние счетчик;. 3 числа операций. Выходы коммутирующих узлов (программируемых логических матриц 4) 65

16384 бит (число разрядов адрес- . ного слова — ll,ийформационного - 8).

Датчики 5 фильтров и концевые выклю<чатели исполнительных устройств обслуживают фильтр, двоичный счетчик 6 длительности операций построен по микросхеме 7-К176ИЕl,генератор 7 прямоугольных импульсов — на микросхеме 4 " К176ЛЕ5„ а блок 8 сравнения кодов — на микросхеме 10 — К561ИП2.

На временной диаграмме работы устройства (фиг.З) обозначены момент 1 включения напряжения питао ния, момент А< начала отсчета времени первой (начальной) операции восстановления, момент (2 окончания отсчета времени первой операции восстановления, момент начала отсчета времени второй операции восстановления, момент 1< окончания отсчета времени второй операции носстановления, время <-1О, в течение которого оператор Формирует технологическую линию для проведения первой операции восстановления, последовательно закрывая, к примеру, 75 задвижки Х и 2 и открывая задвижки

3 и 4, время 1< проведения первой операции .: восстановления, составляющее, например, 2Т, где Тпериод следования импульсов генера- 30 тора 7, время 1 -, в течение которого оператор формирует технологическую линию проведения второй операции восстановления, последовательно открывая, к примеру, задвижку 1, закрывая задвижки 3 и 4 и открывая задвижку 5,время проведения второй операции восстанов ления, составляющее, например,4Т, сигналы й1-А7 датчиков положения исполнительных устройств Ð 1„ 40

9 7, условно расположенных в дат- чике 5, выходные сигналы А8-А10 счетчика 3 числа операций, сигнал

ВН1 на первом выходе управления блока 1, выходные сигналы Âl-В5 45

ПЛМ4 (высокоимпедансное состояние. выходов ПЛМ обозначается знаками

ХХХ), выходные сигналы < генератора

7 импульсов, выходные сигналы

Q1,(2,g4,$8. счетчика б длительности 50 операций, выходной сигнал EC блока

8 сравнения кодов, выходной сигнал

< элемента 2 задержки, сигнал D на динамическом выходе блока 1, выходные сигналы С(— C8äåñÿòè÷íoãî счетчи-55 ка управляющего блока 1 об окончании операций восстановления Р 1, Р 8 соответственно1, под воздействием сигналов логической 1, поступающих с I< ныхоцов блока 1, находятся в высокоимпедансном состоянии независимо от уровня счгналов на остальных входах. Двоичный счетчик 6 при этом находится в нуленом состоянии, так как для него высокоимпедансное состояние первых выходов программируемых логических матриц 4 равносильно логической 1 . Выходные сигналы блоков 2 и 8 также равны логическому 0 вследствие неравенства кодов на входах блока 8 сравнения.

После окончания рабочего цикла фильтра оператор, воздействуя на исполнительные устройства, отключает наиболее загрязненный (например, первый) фильтр на восстановление и формирует технологическую линию для проведения первой (начальной) сперации восстановления, номер которой определен (при g = 3)трехразрядным (н данный момент нулевым) кодом счетчика 3 числа операций, очередность и моменты отключения фильтров на восстановление определяются оператором в соответствии с утвержденными для каждой водоподготовительной установки режимными картами, составленными на основе типовых инструкций с учетом конкретных местных условий) .

После того, как исполнительные уст-, ройства первого Фильтра переходят в требуемые состояния, на входах

Al-A7 (первой сверху на фиг.2) программируемой логической матрицы ю

4 устанавливается двоичный (при

m=7) семйразрядный код,который ай свидетельствует,о том) что технологическая линия для проведения первой начальной операции восстановления сформирована. Далее оператор, воздействуя на тумблер Восстановление фильтра Р 1 блока 1 управления инициирует появление сигнала логического 0 на первом выходе управляющего блока 1 {точка t<,Hà Фиг.3) .

При этом на первом выходе первого коммутирующего узла. (программируемой логической матрицы 4) появляется сигнал логического 0, разрешая счет импульсов генератора 7 двоичным счетчиком 6, а на его остальных выходах - установиться двоичному. (при 3 -1 "= 4) четырехразрядному коду задания времени первой (начальной) операции восстановления. Двоичный, счетчик 6 отсчитывает импульсы генератора 7 до тех пор, пока его выходной .код не сравняется с выходным четырехразрядным кодом первого ком-мутирующего узла — программируемой матрицы 4 (точка >р на фиг.3) .При этом условии срабатывает блок 8 уравнения кодов, выходной сигнал которого с задержкой, определяемой блоком 2, поступая на блок 1 управ1136111 ления, оповещает оператора о6 окон чакии первой (началькой) операции восстановления и устанавливает единицу в младшем разряде счетчика числа 3 операций.

Изменившийся выходной код счетчика 3 числа операций, поступая (при и = 3) на входы AS-A10 первого коммутирующего узла - программируемой логической матрицы 4, вызывает на ее выходах (при =5) новый пяти- 10 разрядный код,первый разряд которого (логиче"кая 1 ) устанавливает двоичный счетчик 6 в нулевое состояние и запрещает счет импульсов геке1 ратора 7, а остальные четыре разряца >5 будут заданием времени для проведения следующей второй: операции восстановления, при этом ка входах блоков 2 и 8 устанавливаются сигналы лож-.ческого 0 вследствие неравенства кодов на входах блока 8 сравнения. Этот пятиразрядный код остается неизменным до тех пор пока оператор, воздействуя ка соответствующие исполнительные устройства, не сформирует технологическую линию,присущую второй операции восстановления, номер которой,определен 6 -разрядным (м данный момент все разряды хода, кроме младшего, равйы нулям) кодом счетчика 3 операций.

После. того, как исполнительные устройства первого фильтра перейдут в требуемые состояния (точка на Фиг.3), на входах Al-À7 пер- 35 вого коммутирующего узла (программируемой логической матрицы 4) устанавливается двоичный семиразрядный код, который свидетельствует о том, что технологическая линия для прове 4О дения второй операции подготовлена, а на ее выходах появляется пятираз рядный код, в первом разряде которого будет логический 0, а значения.остальных разрядов останутся прежними. Двоичный счетчик 6 . при этом начинает отсчет времени второй операции восстановления. Аналогичным образом происходит последовательная подготовка и проведение всех остальных операций восстановления первого фильтра.

После проведения последней операции восстановления, номер которой задан единичным выходным кодом счетчика 3 числа операций, оператор включает восстановленный первый фильтр в работу и возвращает в исходное состояние тумблер Востановление фильтра 9 1 управляющего блока 1. При этом управляющий блок бО

1 вырабатывает на динамическом выходе импульс, который устанавливает в нуль (очищает ) счетчик 3 числа ,операции на первом (из 4 выходов) выходе - сйгкал логической 1,ко- б5 торый устанавливает в высокоимпед@Ксное состояние выходы первого коммутирующего узла — программируемой логической матрицы 4, что в свою очередь приводит к установке в нулевое состояние двоичного счетчика

6, После этого устройство возвраща ется в исходное первоначальное состояние и готово к отработке программы восстановления следующего фильтра.

Аналогичным образом происходит последовательное восстановление в произвольном порядке остальных (при = 3) двух фильтров группы, вызываемое появлением сигналов логического 0 на остальных двух выходах управляющего блока 1.

Таким образом, проведение каждой операции восстановления поставлено в. зависимость ст выполнения двух условий, одним из которых является существование технологической линии, присущей данкой операции, а другим— номер операции в программе во становления фильтра, причем задание времени на проведение каждой операции и сигнал на начало отсчета времени формируются ка выходах соответствующих программируемых логических матриц 4 после поступления на их входы сигналов, характеризующих состояние фильтра и выходных сигналов счетчика 3, задающего номера операций.

Таким образом, предлагаемое устройство в тлкчие от известного обеспечивает однозначность выполнения операций восстановления в соответствии.с задакньм алгоритмом управления, а также исключает воз» можность неправильного отсчета времени операций, обусловленную наложением кием кодов задания времени при работе индивидуальных коммутаторов известного устройства, а также имеет более простую схему, следовательно, его использование повышает кадежк ность АСУ ТП обработки воды. .-.При этом повышается качество обрабатывае мой фильтрами воды, что в свою очередь ведет к уменьшению какипчых отложений, солевых заносов и кор- розии парогенераторов, увеличению

КПД и сроков службы. По сравнению с комакднымили электропневматическими приборами типа КЗП, которые чаще всего используются для программного управления процессами восстановления фильтров, такое устройство обладает более высокой надежностью и удобством эксплуатации вследствие отсутствия контактных и электромеханических элементов и воэможности простого изменения программы фукк9 ционирования (программирование вместо электрического монтажа) . Оценка экономического эффекта в денежном выражении существенным обраэом эависит от качества исходной воды, технологической схемы водоподготовки, производительности парогеиераторов и других факторов.

1136111

1136111

ВНИИПИ Заказ 10284/34 " Тираж 8 63 Подписное

ЮЮ Ю ЮЮ ЮФ Ю

Ло .Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектнак, 4;