Имитатор технологического объекта

 

В.П.Глущенко, 9.П.Жабеев, В.И.Королькевич, В.А. ротевич и В.В.Овчаренко (72) Авторы изобретения 1 „

Киевское проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем управления (7I ) Заявитель (54) ИИИТАТОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследованиях сложных технологических объектов, например в сис" темах динамической комплексной откладки АСУТП. S

Известно устройство, используемое в качестве многоканального функционального преобразователя и предназначенное для применения а аналоговых вычислительных устройствах, где требу- О ется быстрый ввод большого числа подлежащих воспроизведению функциональных зависимостей.

Данный функцйональный преобразова33 тель состоит из коммутаторов входного и выходного напряжений, аналогоцифрового преобразователя, цифроаналогового преобразователя, аналогового запоминающего устройства, дешифратора аргумента, .дешифратора каналов, ре гистра числа, запоминающего устройства с произвольным доступом к числовым ячейкам для хранения функциональных

2 зависимостей к устройствам управления L13 ..

Однако виды функций, формируемых по отдельным каналам, заранее определены и не могут изменяться без прерывания процесса их формирования, что ограничивает функциональные воэможности устройства при работе в системах реального времени, кроме того, не имеется возможности повторения процесса формирования отдельных участков функций.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является интерполятор дпя цифрового программного управления группой объ" ектов.

Данный интерполятор производит формирование сигналов для управления группой объектов по разным каналам.

Он содержит устройство ввода данных, цифровое запоминающее устройство, интерполирующее устройство, выходное устройство, устройство задания скорости и устройство управпения (21.

9246

Однако известное устройство ограничивается формированием и выдачей только дискретных сигналов, т.е. обладает ограниченными функциональными возможностями. Этим обуславливается непригодность его использования при

Формировании сигналов стандартных датчиков, имитирующих реальный технологический объект управления. Кроме того, ему также присущи недостатки 10 рассмотренного выше аналога.

Цель .изобретения — расширение области применения имитатора путем увеличения одновременно имитируемых сигналов. 15

Поставленная цель достигается тем, что в имитатор технологического объ- ° екта, содержащий устройство ввода данных, соединенное первыми и вторы20 ми парами управляющих и информационных выходов соответственно с управляющими и информационными входами цифрового запоминающего устройства и с управляющим входом и входом за25 дания интервала интерполяции устройства управления, .и интерполирующее устройство, введены устройство формирования дискретных сигналов и аналоговое запоминающее устройство, причем первый выход устройства управления соединен с адресным входом цифрового запоминающего устройства, второй выход - с управляющими входами аналогового запоминающего устрой" ства и устройства формирования дис- З5 кретных сигналов, третий выход - с первыми информационными .входами интерполирующего устройства и устройства формирования дискретных сигналов, вторые информационные входы ко- 40 торых соединены с выходом цифрового запоминающего устройства, а выход интерполирующего устройства, соединен с информационным входом аналогового запоминающего устройства, выход ко- 45 торого, вь;ход устройства формирования дискретных сигналов и четвертый выход устройства управления соединены с соответствующими выходами имитатора. 50

Такой имитатор позволяет формиро" вать одновременно по нескольким каналам аналоговые и дискретные сигналы, форма которых может быть изме- ss нена в реальном масштабе времени путем подачи на его вход управляющей информации.

72 ф

На чертеже изображена структурнбм схема имитатора, Имитатор технологического объекта содержит устрсйство 1 ввода данных с входящими в него регистром 2 команд, дешифратором 3 команд, регистром 4 информации и цифровым коммутатором

5, цифровое запоминающее устройство (ЗУ) 6, интерполирующее устройство

7 с входящими в него цифроаналоговыми преобразователями 8, цифроаналоговым и множительными блоками 9 и аналоговым сумматором 10, аналоговое запоминающее устройство (ЗУ) 11 с входящими в него аналоговыми коммутатором 12 и аналоговыми запоминающими ячейками 13 и блоком 14 нормирующих преобразователей, устройство

15 Формирования дискретных сигналов ! с входящими в него схемой 16 сравнения, триггерами 17 и блоком 18 согласования, устройство 19 управления с входящими в него генератором

20 импульсов, счетчиком 2 1 каналов, цифровым управляемым делителем 22 реверсивным счетчиком 23. Входы 24 и

25 устройства 1 ввода данных служат для ввода управляющей информации, с выхода 26 выдается сигнал конца отработки интеовала интерполяции, а с выходов 27 и 28 - имитуемые аналоговые и дискретные сигналы соответственно.

Процесс имитации сигналов реального объекта основан на методе линейного интерполирования заданных функций.

Временной интервал интерполяции выбирается в соответствии с требуемыми точностными характеристиками воспроиз ведения аналоговых и ди скретных сигналов.

Имитатор работает следующим образом.

Управляющая информация от управляющего вычислительного комплекса (УВК) поступает на входы 24 и 25 устройства 1 в виде команд и кодов информации, которые заносятся соответственно в регистры 2 и 4.

С выхода регистра 2 коды команд подаются на дешифратор 3, с которого производится управление регистром

4 и коммутатором 5 для приема массивов информации и ее распределения.

Команды запуска и останова имитатора, повторения или реверсирования процесса формирования значений функций на

924 заданном интервале интерполяции и другие команды поступают из дешифратора 3 в устройство 19 на управляющий вход делителя 22. Команды управления режимами работ(запись, считывание) снимают ся с выхода деаифратора

3 и поступают на управляющий вход цифрового ЗУ 6. Коды информации поступают из регистра 4 на информацион-. ные входы коммутатора 5. С первого выхода коммутатора 5 снимаются коды интервалов интерполяции, которые подаются на вход задания интервала интерполяции делителя 22. Со второго выхода коммутатора 5 снимаются коды 15 ординат функций в узлах интерполяции и коды дискретных сигналов, которые . подаются на информационный вход цифрового ЗУ 6, где запоминаются в ячейках, соответствующих номерам выходных 20 каналов имитатора на время обработки текущего интервала интерполяции.

Формирование интервала интерполяции производится следующим образом.

С выхода генератора 20 сигнал в 25 виде последовательности тактовых импульсов поступает на счетный, вход делителя 22.

Импульсы преобразованной частоты с выхода делителя 22 подаются на вход з0 счетчика 23, на первом выходе которого формируется код, соответствующий пилообразному напряжению и поступаю. щий в устройство 7 на входы преобразователей 8. Время заполнения счетчи- 35 ка 23 соответствует интервалу интерполяции, поэтому при постоянной разрядности счетчика, изменяя частоту импульсов на выходе делителя 22, можно варьировать длитель- 40 ностью интервала интерполяции. Со второго выхода счетчика 23, подключенного к выходу 26 имитатора, снимается сигнал конца отработки интервала интерполяции, который подается в УВК. Ответная управляющая имформация из УВК поступает на вход

25 устройства 1 ввода данных в виде кодов, соответствующих последующему интервалу интерполяции. 50

Для формирования дискретных сигна. лов с первого выхода счетчика 23 снимается код и подается в устройство l5 на первый вход схемы 16, на второй вход которой поступают коды дискретных сигналов с выхода цифрового ЗУ 6.

Так как разрядность кода счетчика 23 постоянна, то любому значению кода можно поставить в соответствие точку на временной оси в каждом интервале интерполяции, поэтому, задавая коды

Процесс формирования аналоговых сигналов протекает следующим образом

Коды ординат функций в узлах ин" терполяции с выхода цифрового ЗУ 6 поступают на кодевые входы блоков

9, на аналоговые входы которых поступают взаимно инверсные пилообразные напряжения, снимаемые .с выходов.

672 6 преобразователей H. Результаты перемножения поступают на входы сумматора 1О, с выхода которого результирующий сигнал поступает в аналого вое ЗУ 11 на информационный вход коммутатора 12. Выходы коммутатора 12 подключены ко входам ячеек 13, находящихся в тракте формирования сигнала каждого канала. Устройство 7 осуществляет операции интерполирования циклически по всем каналам, при этом занесение результатов интерполирования в соответствующие ячейки 13 осуществляет коммутатор 12.

Организацию, распределенной во времени, работы устройства 7 и коммутатора 12 осуществляет устройство

19 следующим образом. С первого выхода счетчика 21, управляемого частотой генератора 20, снимаются коды номеров тактируемых каналов, которые поступают на адресный. вход ЗУ 6. Со второго выхода снимаются распределенные во времени тактовые последовательности импульсов, которые поступают на управляющий вход аналогового коммутатора 12. Использование параллельного управления ЗУ 6 и коммутатором l2 обеспечивает в каждом такте формирования аналоговых сигналов совпадение номеров ячеек цифрового

ЗУ 6, из которых считываются коды интерполяции, с номерами тактируемых каналов.

Выходы ячеек 13 подключены ко входам блока 14, в котором происходит преобразование уровня напряжения

/ запоминающего ячейками 13, в нормализованные стандартные сигналы (ток, напряжение, частота, сигналы термометров термоэлектрических итермометров сопротивления стандартных градуировок и т.п.) .

С выходов блока 14 нормализованные аналоговые сигналы, имитирующие сигналы датчиков реального объекта, подаются на выход 27 имитатора..9246 дискретных сигналов и сравнивая их с . кодом счетчика 23, можно задавать моменты изм нения состояний дискретных сигналов. Коды дискретных сигналов считываются из 3У 6 циклически по всем каналам, в связи с чем на выходе схемы 16 сравнения присутствует формация о состоянии дискретных сигналов пооче редно "Io всем каналам.

Выход схемы 16 подключен параллельно 10 ко всем информационным входам триггеров 17, занесение дискретных сигналов в которые производится тактовыми импульсами, поступающими с выхода распределителя 21 тактовых импульсов íà ls тактовые входы триггеров 17, выходы которых подключены ко входам блока

18. Сформированные дискретные сигналы поступают с выходов блока 18 на выход 28 имитатора. о . Использование имитатора позволяет производить комплексную динамическую отладку программного обеспечения

ACYTtl н условиях, близких к реальным, и сократить на 10-153 сроки работ, д стоимость отладки и внедрения АСУТП проектными и монтажно-наладочными организациями.

Формула изобретения

Имитатор технологического объекта, содержащий устройство ввода данных, соединенное первыми и вторыми парами управляющих и информационных выходов соответственно с управляющими и информационными входами цифро72 8 ваго запоминающего устройства и с управляющим входом и входом задания интервала интерполяции устройства управления, и интерполирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения имитатора путем увеличения одновременно имитируемых сигналов, в него введены устройства формирования дискретных сигналов и аналоговое запоминающее устройство, причем первый выход устройства управления соединен с адресным входом цифрового запоминающего устройства, второй выходс управляющими входами аналогового запоминающего устройства и устройства формиройания дискретных сигналов, третий выход - с первыми информационными входами интерполирующего устройства и устройства формирования дискретных сигналов, вторые информационные входы которых соединены с выходом цифрового запоминающего устройства, а выход интерполирующего устройства соединен с информационным входом аналогового запоминающего устройства, выход которого, выход устройства формирования дискретных сигналов и четвертый выход устройства управления соединены с соответствующими выходами имитатора.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4 364933., кл. G 06 G 7/26, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

4 378805, кл. G 05 В 19/18, 1973 (прототип).

924672

Составитель Ю.Апарин

Редактор М.Янович Техред Т.Иаточка Корректор И.Пожо

Заказ 2817/65 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ ГосударствеНного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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