Система управления

 

Союз Советскик

СОцивлистичюскии

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (á1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.0278 (21) 257S796/18-24 с присоединением заявки М2— (23) Приоритет—

Опубликовано 250680. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 250б80 р м (2

6 05 В 11/01

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытнй (53) УД 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.И.Мандрусенко, A.Ï.Êoâòóí и В.И.Дедухно (71) Заявитель (54) CHCTEMA УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и может. быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Известна система управления, содержащая регулятор, датчик, исполнительный механизм, задатчик, выполненный в виде интегратора с памятью, и блок управления (Ц . fD

Однако такая система управления не позволяет производить изменение задания регулятору от внешнего источника, например от вычислителя, или. реализовать ре:ким непосредственного управления от вичислительного устройства.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система управления, содержащая вычислитель, к первому входу которого подключен блок ручного ввода, ко второму входу — первый выход блока управления, к третьему входу — выход первого блока интегрирования и первый вход релейного регулятора, к четвертому входу — второй вход релейного регулятора и выход датчика, к первому выходу через блок аварийного переключения — вход блока управления, ко второму и третьему выходам соответственно — первые входы первого второго блоков интегрирования, к четвертому выходу — вход первого индикатора, второй и третий входы второго блока интегрирования соединены соответственно со вторым выходом блока управления и выходом релейного .регулятора, а выход — со входа- . ми исполнительного механизма и второго индикатора123 .

Однако такая система не позволяет реализовать многофункциональное управление, т.е. работу системы управления в режимах: регулирование релейным регулятором, регулирование непосредственно от вычислителя, регулирование релейным регулятором с выдачей задания от вычислителя, ручное управление, что ограничивает область применения данной системы.

Кроме того, система не позволяет осуществлять контроль правильности отработки управляющих сигналов, что снижает ее надежность.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение надежности системы.

742970

Эта цель достигается тем, что в системе управления выход второго блока интегрирования соединен с пятым входом вычислителя, пятый выход которого подключен ко второму входу первого блока интегрирования, а третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с третьим входом первого блока интегрирования, с четвертым входом второго блока интегрирования и шестым вход4>м вычислителя.

" на чертеже представлена функциональная схема системы управления.

Система управления содержит датчик 1, релейный регулятор 2, первый блок 3 интегрирования, второй блок 4 15 интегрирования, исполнительный механизм 5, блок 6 управления, блок 7 аварийного переключения, вычислитель

8, блок 9 ручного ввода, первый индикатор 10, второй индикатор 11, Щ положения 12,13 и 14 переключателя блока управления, контакты 12 и 12, 13.1 и 132, 141 и 142,переключателя, соответствующие этим положениям, кнопки 15 "Больше", кнопки 16 "Меньше" и кнопку 17 переключения параметров контура управления.

K первому входу вычислителя 8 подключен блок 9 ручного ввода, ко второму входу — первый выход блока 6 управления, к третьему входу — выход первого блока 3 интегрирования и первый вход релейного регулятора 2, а к четвертому входу — второй вход релейного регулятора 2 и выход датчика 1.

Первый выход вычислителя 8 через блок

7 аварийного переключения соединен со входом блока 6 управления, второй и третий выходы — с первыми входами пераого 3 и второго 4 блоков интегрирования соответственно, а четвертый 4О выход — co входом первого индикатора 10. Второй и третий входы второго блока интегрирования 4 соединены соответственно со вторым выходом блока 6 управления и выходом релейного регулятора 2, а выход - со входами исполнительного механизма 5, второго индикатора 11 и пятым входом вычислителя S. Пятый выход вычислителя 8 подключен ко второму входу первого блока 3 интегрирования, а третий, четвертый и пятый выходы блока 6 управления соедиьены соответственно с третьим входом первого блока 3 интегрирования, с четвертым входом второго блоКа 4 интегрирования и шестым входом вычислителя 8.

Блоки 3 и 4 интегрирования пред" .назначены для преобразования входных сигналов от вычислителя 8, блока 7 управления и релейного регулятора 2 Я) в сигнал. постоянного. тока. Первый блок 3 интегрирования не соединен с релейным регулятором, так как этот блок предназначен для установки задания регулятору. Кроме того, блоки 3 Я и 4 интегрирования имеют входы вторые), которые предназначены для переключения других входов. То есть, в зависимости от сигнала на втором входе происходит запрет двух входов, и преобразование осуществляется только по одному из них. Установлено следующее соответствие между сигналами на втором входе и другими входами первого и второго блоков интегрированияг сигнал 0,0 на втором входе— открыт первый вход," сигнал 0,1 открыт третий вход блока 3 интегрирования и четвертый вход второго блока интегрирования, сигнал 1,0 открыт третий вход во втором блоке интегрирования, (при сигнале "1" может быть принято напряжение отрицательной полярности) .

Блок 6 управления содержит переключатель режимов работы, который может находиться в одном из трех положений: 12 — ручное управление, 13 — автоматическое управление от релейного регулятора 2, 14 — автоматическое управление от вычислителя 8; элементы дистанционного управления типа кнопок 15"Больше" — 16 "Меньше" и кнопку 17 переключения параметров контура управления..Кнопки 15 используются для установки задания релейному регулятору 2 и соединены с первым блоком 3 интегрирования, а кнопки 16 используются для изменения сигнала на исполнительный механизм 5 и соединены со вторым блоком 4 инте грирования.

Индикатор 11 предназначен для контроля сигнала на исполнительный механизм 5. Блок 7 аварийного переключения предназначен для безударного перехода с режима автоматического управления от вычислителя 8 на режим автоматического управления от релейного регулятора 2 при отказах вычислителя 8 и может содержать, например, реле и размыкающийся контакт этого реле.

Блок 9 ручного ввода может быть реализован, например, в виде набора кнопок.

Развитие автоматизированных систем управления технологи ескими процессами (И;УТП} с использованием управляющих вычислительных машин (УВМ}, большое количество и разнообразие решаемых ими задач, нагример таких, как оптимальное управление с выдачей задания регулятору, непосредственное управление от УВМ без решения задач оптимизации и с их решением и др. приводят к необходимости реализовать;. многофункциональные системы управления. Кроме того, в настоящее время УВМ не позволяют полностью исключить из системы управления средства локальной автоматики, что еще более усложняет их техническую реализацию.

742870

Предлагаемая система управления реализует следующие режимы работы: ручное управление, автоматическое управление от релейного регулятора с выдачей задания оператором, 5 автоматическое управление от релейного регулятора с выдачей задания от вычислителя (решение задач нзаимоснязанного и/или оптимального управления);

)Q автоматическое управление от вычислителя (замена релейного регуля" тора); автоматическое управление от вычислителя с одновременным решением задач взаимосвязанного и/или оптимального управления (с автоматическим безударным переходом с режимов управления от вычислителя на режим автоматического управления ат релейного регулятора). 26

Рассмотрим работу системы в различных режимах управления.

Ручное управлениеПереключатель блока б управления находится н положении 12. Через кон- 25 такты 12 и 13 на второй вход второго блока 4 ийтегрирования поступает сигнал 0,1, что обеспечивает открытие его четвертого входа. При помощи кнопок 16 оператор может изменять О положение исполнительного механизма ,5. Кнопки 16, с целью исключения одновременного их включения, ныполнены, например, по схеме с электрической блокировкой. Значение сигнала на исполнительный механизм 5 поступает также на индикатор 11, что необходимо при пусковых и аварийных ситуациях технологического процесса, когда требуется быстрая реакция оператора на изменение технологического режима.

В этом случае, как правило, оператор обслуживает большое количество систем управления, поэтому использование для целей контроля сигнала на исполнительный механизм индикатора

10 при помощи кнопки 17 неприемлемо так как это требует дополнительного времени.

Выход первого блока 3 интегрирования соединен с вычислителем 8, ко- торый,получив информацию о состоянии системы управления-(на вход вычислителя 8 поступает сигнал 0,0 от контактов 13 и 14 ), выдает на второй вход первого блока 3 интегрирования 55 сигнал 0,1, что обеспечивает открытие его третьего входа, т.е. имеется возможность установки задания релейному регулятору 2 с помощью кнопок 15.

Это необходимо при переходе с ручно- Я го управления на режим управления от релейного регулятора, для чего производится вызов параметров контура управления на индикатор 10, который может содержать несколько цифровых 65 и аналоговых приборов или электроннолучевую трубку, нажатием кнопки 17.

Далее при помощи кнопок 15 производится сравнение сигналов "Задание" и "Параметр", которые поступают на входы релейного регулятора 2. При достижении равенства сигналов "Задание" и "Параметр" осуществляется переключение на режим управления от релейного регулятора.

Автоматическое управление от релейного регулятора.

Переключатель блока б управления находится з положении 13. Через контакты 12 и 13 на второй вход второго блока 4 интегрирования поступает сигнал 1,0, что обеспечивает открытие его третьего входа, т.е. ныходной сигнал релейного регулятора 2 через блок 1 интегрирования поступает на вход исполнительного механиэма 5. Вычислитель 8, получив информацию о состоянии системы (сигнал 1,0 от контактов 13. и 142), не изменяет сигнал на втором входе первого блока

3 интегрирования, т.е. имеется возможность установки задания релейному регулятору 2 с помощью кнопок 15. В случае необходимости оператор может контролировать параметры контура упранления на индикаторе 10 при помощи кнопки 17. Все параметры контура управления также поступают на вход вычислителя 8, чем обеспечивается безударный переход на режим автоматического управления от вычислителя.

Лнтоматическое управление.от релейного регулятора с выдачей задания от вычислителя.

Данный режим управления реализуется при том e положении переключателя, т.е. перекл.,>чатель находится в положении 13. Сигнал на вход вычислителя 8 о необходимости решения задач многосвязанного и/или оптимального управления поступает от блока 9 ручного ввода нажатием соответствующей клавиши. Такое техническое решение обусловлено следующим.

При большом количестве систем управления для различного рода задач может быть использовано различное сочетание систем. Например, имеется 30 систем управления, которые могут быть использованы при решении

10 задач взаимосвязанного и оптимального управления. При этом первая задача охватывает,2,3,4,5 системы, вторая — 3,4,6,12,25,30 системы, третья — 1,17,25,26,27,28,30 системы и т.д. Размещение соответствующих переключателей ре>кимоз на подключение выдачи задания от вычислителя 8 на каждом блоке 6 управления является нецелесообразным, так как оператору необходимо помнить информацию о соответствии задач и систем и самому производить подключение.

742870

В ла!!Псм cJ11«!IB 1 ь01 Ic 111 "- л > 8, нов лучи>-., 1л?!формац?110 GT блок; 9 pv - ногс

З ввод, 1 о не обход;л11ос T I i=c" !Он?".,=. 01. ;"Зе це— «1ЕН110т,-. 3 uli?c 11 и —.. .Е с1 1 Н фс,->1!«3 ц?1,0 сОстоя,-1и:1 систем у .равле?1?1я (ко?!таксиг?1а>1а на втором входе первого бло (д 3 интегрирования. с О, 1 HB. 0 О

И ОСУЩЕСТВЛЯЕТ B=:.i BTIÓ ЗаДаНИЯ РЕЛЕй-. ны".л регуляторам соответству10щих си( с, Рм путе!,1 JIQJ;а и си1-".— л,в На вход а

6?1ОКа > HHTЕГри1»GBBHH>i ..С,>1!! GJJНс

1лА?л несколько It>:. :,:-1ых истем нахОДЯ:—

СЯ На РУЧНОМ УПРс" ;ЗЛЕН ЛИ,- TG IЗЬЗЧИСЛЬ-"

TeJ ь делает Оператор,: cQoгветствующее сОсбщс>lие . КрОм«- . т lBG pc»1! ение з«1да чи может произво«ди;ься к в том случае, есл-l асть HB .;. Обходимых си!=тем

НАХОДИТСЯ В режим» унраВЛЕBI c О«ВЫчйслителя, а различие =- выда .е з адания регуляторам ко!!пенс?1руетс?I про— граммным путем. 2О

11втоматиче«ское управлениe От —.зьгчислителя

Пере ключател ь блока б управления

Находится в положении 1 !. Через контакты 2., и 13.1 На B Tорой B>IGJI ETo" 25 рого блока 4 интегрироьания поступа1зт сигнал 0 О, что обеспеч1лвает

Открытие входа, т.е. выходной сигнал

Йыс?ислителя 8 ?ерез блок интегрирофания поступает на вход исполнитель- 3Д лого механизма . Вычислитель, голуЧИВ H!IôOPJ!JBЦИ10 О СQCTОЯНИИ С11СТРМЫ управ IeH?IH сHгнал О, 1 GT контактов

13 и 14 ), устанавливает сигнал 0,1

HB втором входе гервого блока 3 интегрирования, Это приводит к открывхода B iiepBG. I блоке интегpHpGда11ном случае 3>здание регу—

Jiÿòîðó, реализованному программным путем в вы-111слHTBJte 8 "станавливается при помощ,1 кнопок 15 блока управ сан?1Я т1: ре 3 псрвый блоll 3 ин ТРгри-рования. Всп B>Gall DoлейногÎ pPRуля-тора . пoc упа от сиг1:.а>1=1 от датчика 1 и первогo блока и: те.!грирования с

Р РС>ТЕ. ?1ый1 3 с ГУ IHTOP ?1=1 :ОДИТРЯ В

Р Е ЖИМЕ С J t e."."F ?t I I Я, 1: Т О О 6 Р с. Г! с." Ч и В с F т б ЗУДаРный пеРеход Режима ) пРсс?с1лениЯ

ОT 13 ЧИСЛИТРЛЯ НB Pel>ЫИМ y 1 IPBBËQI!ИJI

От релейного регулятора,.

Л?ВТОМсатис1ЕСКОЕ УПРаВЛЕНИЕ От 50 гь числителя с одновреме 1л1лым решением задач взаимосвязанного и/или оптимального управления. .В да!1!лом режиме управления переключатель блока б управления нахо- 55 дится в поло>кении 14.,ЦЛЯ реализации ре>1<има автоматическогo управления от вычислителя с одновременным ppliåíèåì задач взаимосвязанного и/или оптимального управления необходимо подать 6О на вход вычислителя 8 сигнал из блока 9 ручного ввода, нажав соответствующу>а клавишу, Вычислитель 8, получив сигнал о необходимости реШЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ЗаДаЧИ, ПРОИЗВО- 1с.,; д!лт пО>.1=-.чу си:на.1 а О! 0;,cI вто?>011 вход первого 6>.ока 3 интегрирования, что приводит I; огкрытию ка:!ала а этого блоха. 13 ÷èc.lè Teïü 8, решая

ПОСТBBËÅHНУ!О ЗалаЧУ с ОПР1ЗДРЛЯРТ величину задания ?эегулятОрj и Осу

Щс СТБЛЯЕТ Bal !а -1 у ЭТО "О 3 аДаНИЯ РЕ1 УЛЯ

ТООУ 1 РЕНЛИ ЗОВ 3Н ОМ J iiPOI PBJ«i!ËÍÜ М П)1 тем, и релейному рег:.Гятору 2 через первый блок 3 иeтегрирован;ля, BтQpol вход которого открыт„ т,е. релейный

peãóëÿTор 2 и в этом случае находится в режиме слежения, i B T0r4B TH! JIec i

lc РЕЖИМ УГ РаВЗ ЕНИЯ ОТ РЕЛЕИНОГO регулятора.

Перек1пс .ате>ih блока б управления находится в положснии 14. При работе вычислителя 8 реле блока 7 аварийного переключения находится под током

«i размыкакщ?1йся кОнтакт этого реле открыт. Следовательно сигнал например, отрицательного напряжения не поступает на вход блока б управления, I и при любых положениях перекл10чателя сигнал через контакты 4„, и 12z »

RTopoIc вход второго 6>лока 4 интегрирования не поступает. При возникновении отказа вычислителя 8 (например исчезновение питан?1я) реле обесточиBBe=cil и контакт замыкается. В этом случае отрицательное напряжение (сигнал "1" ) "-ерез Bамкнут1.! контак:ы

14 и 12д посту;Bэт на второй вход блока 4 приведет к установлению на этом входе сигнала 1,0. Это соответствует открытию вхоца c e. выходной сигнал от релейно::-о регулятора 2 через блок 4 интегрирования поступает на

5. HG так как при управлении от высислителя релейный регулятор 2 пос::îÿííî нахо—

ДитсЯ Б ре>кИме слежения ТО прОизОЙ— дет без;дарный переход на режим упраПленHJI О.. релейного регулятора.

;!01!ОД?,зование изобретения позволяе. увеличить эффективность автомаTHBHpQBBHH x cHcTe;,, управления за счет реалсизац1.и рась-.иренного набора функциональных задач ?! повышения надежности. формула изобретения

Система управления,. содержащая вычислитель, к пер ому входу которого подключен блок ручного ввода, ко второму входу — первый выход блока управления, к третьему входу выхоц пер?зог0 блока интегрировачия и первый вход релейного регулятора, tc четвертому входу — второй вход релейного регулятора и выход датчика, к первому выходу tepee- блок аварийного переключения — вход блока управления, ко второму и третьему выходам

742870

Составитель Г.Нефедова

Редактор И.Михеева Техред р. Легеэа Корректор А.Гриценко

Заказ 3617/13 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 соответственно — первые входы первогО и второго блоков интегрирования, к четвертому выходу — вход первого индикатора, второй и третий входы второго блока интегрирования соединены соответственно cG вторым выходом блока управления и выходом релейного регулятора, а выход — со входами исполнительного механизма и второго икдикатора, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности системы, в ней выход второго блока интегрирования соединен с пятым входом вычислителя, пятый выход которого подключен ко второму входу первого блока интегрирования, а третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с третьим входом первого блока интегрирования, с четвертым входом второго блока интегрирования и шестым входом вычислителя.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 391534, кл. б 05 В 11/28, 1973.

2. "Приборы и системы управления", 1974, Р 5, с.29-36, рис.5 и 16а (прототип).