Программный регулятор

 

:.-.. . 1АЯ вЂ” А" -И---О И И=С Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

oi>752231

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио110778 (21) 2652911/18-24 (51)М. Кл.з с присоединением заявки Йо

G 05 В 19/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

3 (23) Приоритет

Опубликовано 3007.80. Бюллетень 88 28 Дата опубликования описания 300780 (53) УДК 621

-503.52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. М. Еремеев, С. A. Орехов и Б. П. Подборонов (71) Заявитель (54) ПРОГРЛММН11Й РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к области автоматизации экспериментальных, иссле" дований, в частности, создания автоматизированных систем управления тех- 5 нологическими процессами на основе мультимикропроцессорных сетей.

Известна децентрализованная цифровая система управления и сбора информации, в состав которой входит центральный процессор, центральный пульт управления, блок управления, центральная информационная шина, периферийные процессоры, подключенные параллельно к центральной шине.

Периферийные процессоры расположены на. рабочих местах пользователей и выполняют .ряд специальных функций, а именно, по коМанде от мини-3BN производят прием информации, ее кон- 2О троль, и выработку управляющих воздействий (1) .

Центральной частью такой системы является универсальный программный регулятор. 25

Известен программный регулятор

М(о„, содеРжащий вычислительное Устройство (микро-ЭВМ, в состав которой входят центральный процессор, постоянносз запоминающее устройство, опера-3() тивное запоминающее устройство и таймер), а,также аналого-цифровой преобреэователь с двумя нормирующими усилителями, ряд цифроаналоговых преобразователей, буферную память, формирователь цифровых управляющих сигналов и перепрограммируемое запоминающее устройство, подключенные к устройству ввода-вывода микро-ЭВМ (2) .

Однако программный регулятор должен обеспечивать управление различными исполнительными устройствами, включая тиристорные преобразователи, гидравлические сервоклапаны и многие другие,-имеющие характер индуктивной нагрузки. Вышеописанный регулятор не решает этой задачи.

С другой стороны, математическое. обеспечение этого регулятора реализу. ет только пропорциональный закон управления, отсутствует система аварийной защиты и обнаружения неисправнос- ти микро-ЭВМ..

Эти недостатки не позволяют расширить динамический диапазон, что снижает точность и качество регулирования технологических прог(1эссов.

Цель изобретения — повышение точности и качества регулирования.

752231

"»P() К1®„„Р(М X(S)+K2Su (S) н

АХ(М=0д(S)-K О, (8) где

Программы представления корректирующих звеньев реализуют 6 наиболее распространенных законов регулировани я.

Поставленная цель достигается тем, что в программный ре гул ят ор, содержащий вычислительное устройство, первый вход которого соединен с выходом блока буферной памяти, второй вход— с выходом аналого-цифрового преобразователя, третий вход — с выходом эа5 поминающего устройства, первый выход вычислительного устройства соединен с первым входом аналого-.цифрового, преобразователя, второй выход — с первым входом запоминающего устройства, третий выход — со входом формирователя управляющих сигналов, четвертый,. пятый и шестой выходы — со входами соответственно первого, второго и третьего цифроаналоговых преобраэова- 15 телей, а также первый и второй.нормирующие усилители, введены третий нормирующий усилитель, блок индикации, коммутатор и широтно-импульсный модулятор, соединенный входом с .седьмым 2О выходом вычислительного устройства, а первым выходом — со входом третьего. нормирующего усилителя, выход которого подключен к первому входу коммутатора, соединенного вторым и третьим входами с выходами соответственно первого и второго нормирующих усилите-. лей, четвертым входбм — с восььым выходом вычислительного устройства, ° а выхсдом — со вторым входом анало 30 го-цифрового преобразователя, девятый выход вычислительного устройства подключен ко входу блока индикации.

На чертеже изображена блок-схема регулятора.

Программный регулятор содержит вычислительное устройство (микро-ЭВМ)

1, центральный процессор 2, постоянное запоминающее устройство 3, оперативное запоминающее устройство 4, тай-4Р мер 5, устройство ввода-вывода 6, буферную память 7, запоминающее устройство 8, формирователь 9 управляющих сигналов, цифроаналоговые преобразователи 10 12, блок 13 индикации, ши-4 ротно-импульсный модулятор 14, аналого-цифровой преобразователь 15, коммутатор 16 и нормирующие усилители

17 - 19.

Разработанная программа управления и контроля заносится в постоянное запоминающее устройство.

Фбрмирование управляющего воздействия происходит по закону o = К пропорцион альный т,э+1 (rl) 1(5) K — интегро-диф.

T 54-1

2 1 ференциальный

W2(5) = V(T,S А) — ПРопоРЦионально-дифференциальный (ПД);.

w,(s) = апериодиТ Я+1

2 ческое звено;

®, () = K (— it) — пропорциоТ 5 ) нально-интегральный (Пи);

Wg (В) = К Т 5+ — t (— про порцио(2 5 н ально-интегральнодифференциальный (ПИД).

Кроме того, предусмотрена воэможность переключения типа корректирующего звена с П на ПИД и обратно по внешнему сигналу в процессе работы беэ остановки машины.

Программа работы предусматривает прием задающего воздействия как в цифровой форме через бефферную память

7, так и в аналоговой фсрме через нормирующий усилитель 18, трехканальный коммутатор 16 и аналого-цифровой преобразователь 15.

Если задающее воздействие подается в цифровой форме, то регулятор может иметь до 3-х обратных связей, а при аналоговом задании — две. Количество каналов обратной связи N устанавливается перед началом работы заданием определенного кода в служебном слове, записанном в .запоминающем устройстве 8 °

Регулятор работает следующим образом.

В запоминающее устройство 8 предварительно заносится информацияномер выбранного корректирующего устройства, обеспечивающего оптимальное управление объектом, коэффициент усиления, постоянные времени корректирующего звена, период квантования, пороговые максимально допустимые значения рассогласования и регулируемой величины, вид реакции на. аварию, количество каналов обратной связи, вид задающего воздействия (цифровое или аналоговое) и характер обрабатываемых сигналов (знакопостоянные или знакопеременные). По программе, записанной в псн:тоянном запоминающем устройстве 3, центральный процессор 2 осуществляет прием входной информации из запоминающего, устройства 8 через устройство ввода-вывода 6, размещение ее в оперативном запоминающем устройстве 4, формирование программы регулятора в соответствии с эаданны752231 ми установками, вычисление ксэффициентов корректирующего устройства и за"пуск таймера 5 ° Таймер 5 через фиксированные моменты времени, соответствующие периоду квантования, передает управление программе регулятора, в 5 соответствии с которой центральный процессор 2 принимает задающее воздействие из буферной памяти 7, последовательно подключает выходы нориирующих усилителей 17 — 19 ко входу преобразователя 15 посредством коммутатора 16, запускает преобразователь

15, осуществляя тем самым последовательный опрос каналов обратной связи; вычисляет рассогласование, сравнивает его и регулируемую величину с пороговыми значениями. Если указанные параметры не выходят за пределы допустимого, центральный процессор 2 вырабатывает управляющее воздействие в соответствии с выбранным корректиру- о ющим звеном, которое через устройст.во ввода-вывода 6 подается на формирователь 9 и на модулятор 14, откуда поступает на объект управления. При этом сигнал в виде напряжения, про- 25 порционального токовому выходному сигналу, с выхода модулятора 14 поступает на вход нормирующе"o усилителя 19; организуя обратную связь по току, что позволяет значительно улучшить точ- 30 ность и качество регулирования в широком частотном диапазоне.

Кроме того, центральный процессор

2 через устройство ввода-вывода 6 выдает инфОрмацию на преобразователи 35

10-12 для регистрации задающего воздействия, рассогласования и регулируемой величины, а также на блок 13 индикации, что позволяет повысить безопасность работы автоматизированной системы управления технологическими. процессами.

Повышение точности и качества регулирования технологическими процессами в предлагаемом регуляторедостиГа- ется созданием унифицированногс,регуляdopa с большим набором законов управле-. ния, регулируемых программным методом; простотой сопряжения с вычислительными машинами верхнего уровня в HepapxH ecl-kzx системах управления; возможностью автоматического изменения режимов работы.и установки коэффициентов по командам ЭВМ верхнего уровня; возможностью. использования цифровых программных устройств беэ дополнительных цифроаналоговых преобраэователей; простотой и высокой точностью задания переменных коэффициентов настройки; повышением стабильности временных характеристик1 высокой точностью обработки информации; сочетанием малой стоимости стандартного изделия массового производства с гибкостью заказного устройства.

Формула изобретения

Программный регулятор, содержащий ,вычислительное устройство, первый вход которого соединен с выходом блока буферной памяти, второй входс выходом аналого-цифрового преобразователя, третий вход - с выходом запоминающего устройства, первый выход вычислительного устройства соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход — с первым входом запоминающего устройства, третий выход — со входом формирователя управляющих сигналов, четвертый, пятый и шестой выходы — co„ входами соответственно первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, а также первый и второй нормирующие усилители., о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и качества регулирования, в регулятор введены третий нормирующий усилитель, блок индикации, коммутатор и широтно-, импульсный модулятор, соединенный входом с седьмым выходом вычислительного устройства, а первым выходом — со входом третьего нормирующего усилителя, выход которого подключен к первому входу коммутатора, соединенного вторым и третьим входами и выходами соответственно первого и второго нормирующих усилителей, четвертым входомс восьмым выходом вычислительного устройства, а выходом - со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, девятый выход вычислительного устройства подключен ко входу блока индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Децентрализованная цифровая система. управления и сбора информации, ЭИ. - Приборы и элементы автоматики, 1976, Р 31.

2. Цифровой регулятор с микро-ЭВМ, ЭИ,- Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники,- 1975, Р 25, (прототип).

752231

Составитель E.Âîðñîáèíà

TexPeZt. Н.Бабурка Корректор М.Демчик

Редактор И.Ковальчук

Подписное

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4740/4 Тираж 956

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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