Программное задающее устройство для электронных аналоговых регуляторов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к Соцмалмстмчеснми

Республик ()932463 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 16.04.80 (2l ) 2910722/18-24 (5I )M. Кл.

С 05 В 19/18 с присоединением заявки РЙ—

3Ъсуаарстаапык квинтет

СССР ав делам изобретения и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30. 05. 82. бюллетень ¹ 20 (53) УДК 62-503. .55(088.8) Дата опубликования описания 30.05.82 (72) Авторы изобретения

В. А. Шорохов, И. 4. Шорохова и А..П. Костенко

Красноярский политехнический институт, Красноярский- отде:;,,-- ) комплексного проектирования Сибирского отде ийя ордена

Ю

Октябрьской Революции Всесоюзного. государств його. проектно изыскательско о и научно-исследовательског института -.

"Энергосетьпроект" и Сибирский филиал Всес оА5"ордена

Трудового Красного Знамени теплотехнического инст « ута

Ф им. Дзержинского !.. (7! ) Заявители (54) ПРОГРАММНОЕ ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ

АНАЛОГОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и предназначено для формирования задания электронным аналоговым регулятором.

Известны программные устройства, содержащие шаговый переключатель, диодный коммутатор и штеккеры со встроенными в них диодами. Для изменения программы работы устройств необходимо осуществить перестановку штеккеров в точках коммутации (1).

К недостаткам данных устройств можно отнести невозможность дистанци-!

5 онного или автоматического изменения программы, например, с центрального диспетчерского пункта или от управляющей вичислительной машины более высокого уровня, а также большой объем коммутационной матрицы.

Известны также коммутаторы, содержащие и горизонтальных и тп вертикальных шин, в точках коммутации которых

2 стоят запоминающие коммутационные ,элементы 2). . Недостатком описанных устройств является большое количество запоминающих элементов в коммутационной матрице, число которых равно n x ri.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является программное задающее устройство для выдачи установок аналоговым регуляторам, содержащее задающий генератор импульсов, распределитель импульсов, выполненный s виде двоичного счетчика и дешифратора, коммутатор, содержащий и горизонтальных и л вертикальных шин и выходной преобразователь последовательного кода в аналоговый сигнал, содержащий п токовых ключей приращений функции (3).

Недостатком известного устройства является большой объем коммутационной матрицы, содержащей и горизонтальных и 19 вертикальных шин, а следовательно, и х m точек коммутации, 3 93246

Цель изобретения - упрощение устройства путем сокращения точек коммутации коммутатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, распределитель импульсов, соединенный выходами с горизонтальными шинами коммутатора и выходной цифроаналоговый преобразователь введены реверсивный шаговый переклю- 10 чатель, элемент задержки и элемент

ИЛИ, причем одна из вертикальных шин коммутатора через последовательно соединенные элемент задержки и элемент

ИЛИ подключена к входу распределителя импульса, а две другие вертикальные шины — соответственно к суммирующим и вычитающим входам реверсивного шагового переключателя, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, а выход генератора импульсов подключен к второ му входу элемента ИЛИ.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - пример реализации графика заданной функции.

Устройство (фиг. 1) содержит горизонтальные шины 1-12 коммутатора 13, соединенные с выходами распределителя

14 импульсов. Вхрд последнего соеди-нен с выходом элемента ИЛИ 15/, один вход которого подключен к выходу генератора 16 импульсов, а другой через

- элемент 17 задержки - к вертикальной шине 18 коммутатора 13. Вертикальные шины 19 и 20 коммутатора соединены с

35 вычитающим и суммирующим входами реверсивного шагового переключателя 21, выходы которого подключены к выходному цифроаналоговому преобразователю

22. В точках пересечения горизонталь- ных и вертикальных шин коммутатора установлены запоминающие коммутационные элементы 23, содержащие двухпозиционные реле 24, с контактом 25, сое45 диняющим соответствующую горизонтал ьную и вертикальную шину, кнопку 26. включения и кнопку 27 отключения запоминающего элемента.

На фиг. 2 представлен график за50 данной функции поясняющии принцип работы устройства, где 5t — шаг квантования по времени; y — аргументы заданной функции; b y — величина квантования заданной функции; Ь - технологическая задержка. Требуемый вид графика заданной функции определяется программированием коммутатора 13, посредством включения определенных

3 ф коммутационных запоминающих элемен тов 23. Каждый коммутационный элемент может находиться в одном из двух устойчивых состояний: "включен"замкнут контакт 25, соединяющий вертикальную и горизонтальную шину, и

"выключен" - разомкнут контакт 25.

Включение коммутационного элемента осуществляется подачей сигнала с кнопки 26, а отключение - 27. Программирование коммутатора может осуществляться дистанционно, для чего кнопки включения и отключения коммутационных элементов необходимо вынести на пульт управления. Программирование коммутатора производится до включения устройства на реализацию заданной функции.

Формирование сигнала задания авторегулятору в соответствии с графиком заданной функции осуществляется следующим образом.

Импульсы с генератора 16 через промежутки времени, равные шагу квантования по времени b t, поступают че . рез элемент ИЛИ 1 на вход распреде лителя 14, который последовательно подает сигналы на горизонтальные шины 1-12 коммутатора 13. Каждая горизонтальная шина может быть соединена посредством запоминающих коммутационных элементов 23 с вертикальной шиной 20 либо 19. В первом случае сигнал поступает на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21 и увеличивает аргумент заданной функ" ции на величину единичного прираще" ния у. Во втором, случае сигнал поступает на вычитающий вход реверсивного шагового переключателя ? 1 и уменьшает аргумент заданной функции на величину ь у.

При необходимости изменить значение аргумента в определенный момент времени на величину большую и кратную by коммутационные элементы, соединяющие соответствующие горизонтальные с вертикальными шинами 18 и

19 или, 20 должны находиться во вклю" ченном состоянии. В этом случае сигнал поступает одновременно на вход реверсивного шагового переключателя

2i и через вертикальную шину 18 коммутатора 13 на элемент 17 задержки.

С элемента 1.7 задержки через элемент

ИЛИ 15 сигнал поступает на вход распределителя 14 и переводит его в следующее состояние. Время технологической задержки выбирается равным или

932463 незначительно большим времени срабатывания реверсивного шагового переключателя для исключения явления со". стязаний элементов.

При необходимости увеличения времени выдержки на определенной ступени задания на величину, превышающую и кратную h t коммутационные элементы 23, установленные в точках пересечения соответствующих горизонтальных шин с вертикальными, должны находиться в выключенном состоянии.

В этом случае сигналы с выхода распределителя 14, поступающие на соответствующие горизонтальные шины, не проходят на вертикальные шины комму" татора и на входы реверсивного шагового переключателя, и аргумент функции сохраняет свое прежнее значение.

В качестве запоминающих коммутационных элементов 23 могут служить как двухпозиционные электромагнитные реле с замыкающим контактом, так и бесконтактные ключи, управляемые триггерами, установленными на управляющих входах ключей. В качестве реверсивного шагового переключателя

21 и выходного преобразователя 22 могут служить либо шаговый искатель и подключенные к его клеммам сопротивления, соответствующие установкам задания аргумента, либо реверсивный двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь.

Пример конкретной реализации заданной функции представлен на фиг. 2.

Коммутационные элементы 23, показанные на фиг. 1 заштрихованными, условимся считать включенными, В этом случае, в момент времени t, первый импульс генератора 16 импульсов устанавливает распределитель 14 в первое состояние. Сигнал с выхода распределителя 14 импульсов через шины 1 и 20 коммутатора 13 поступает на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21 и переводит его в состояние, соответствующее у . Как видно из графика фиг. 2, в момент времени

tg необходимо трехкратное увеличение на Ьу значения аргумента. Для реализации такого задания сигнал с выхода распределителя 14 поступает одновре" менно через горизонтальную шину 2 и вертикальные шины 20. и 18 коммутатора

13 соответственно на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя

21, увеличивая значение аргумента до величины уп, и через элемент 17

55 задержки, через элемент ИЛИ 15 на вход распределителя 14 импульсов, который в следующее состояние и сигнал поступает через коммутатор 13 .на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21, изменяя значение аргумента до величины уЗ. Аналогично происходит увеличение аргумента до вели чи ны у4 .

В момент времени t сигнал с выхода распределителя 14 импульсов через шины 5 и 20 коммутатора 13 посту" пает на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21 импульсов, увеличивая аргумент до значения у . В момент времени t4 сигнал с выхода распределителя 14 .через шины 6 и 19 коммутатора 13 поступает нв вычитающий вход реверсивного шагового переключателя 21 и уменьшает значение аргумента до величины у4. В момент времени t s соответствии с заданием необходимо уменьшить значение аргу= мента до величины у, т. е. на 2 ьу.

Эта задача выполняется следующим образом. Сигнал с выхода 6 распределителя 14 импульсов поступает одновременно через вертикальные шины 19 и

18 соответственно на вычитающий вход реверсивного шагового переключателя

21, уменьшая величину аргумента до значения у> и через элемент 17 технологической задержки, элемент ИЛ Г 15 на вход распределителя 14 ° С вь1хода последнего сигнал поступает через шины 7 и 19 коммутатора 13 на вычитающий вход реверсивного шагового переключателя 21 и приводит значение аргумента к величине у . В моменты времени t и t> аргумент сохраняет прежнее значение у, так как отключены коммутационные элементы 23, соеди" няющие соответственно горизонтальные шины 9 и 10 коммутатора 13 с верти— кальными шинами. В момент времени tg и С9 сигналы с выходов распределителя импульсов поступают через шины 11, 12, 20 коммутатора 13 на суммирующий вход реверсивного шагового переключателя 21 и увеличивают значение аргумента до величин у3, а затем у4 .

Предлагаемое устройство позволяет сократить число точек коммутации, а следовательно, и число запоминающих коммутационных элементов в, пхп1 ,раз, j3(e+Q) где и и m - число горизонтальных и вертикальных шин коммутатора, установленного в устройстве, взятом за про7 93246 тотип: R - число дополнительных горизонтальных шин, которые требуется установить в коммутаторе заявляемого устройства для возможности переключе" ния аргумента на величину превышающую единичное приращение аргумента.

Экономия от сокращения стоимости на одно программное задающее устройство зависит от конкретной элементарной базы и от вида реализуемых 1о программ (продолжительность по времени, дискретность по времени и аргументу) и в общем случае равна

Э = К1,, )n(m-3)-31) -Kp ц, м где. К > — стоимость коммутационного элемента;

КР щ - стоимость реверсивного шагового переключателя. ю

Формула изобретения

Программное задающее устройство для электронных аналоговых регуляторов, содержащее генератор импульсов, распределитель импульсов, соединенный выходами с горизонтальными шинами ком3 8 мутатора и выходной цифроаналоговый преобразователь, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства путем сокращения коммутирующих элементов коммутатора, в него введены реверсивный шаговый переключатель, элемент задержки и элемент

ИЛИ, причем одна из вертикальных шин коммутатора через последовательно соединенные элемент задержки и элемент ИЛИ подключена к входу распределителя импульсов, а две другие вертикальные шины - соответственно к суммирующим и вычитающим входам реверсивного шагового переключателя, выходы которого соединены с входами выходного цифроаналогового преобразователя, а выход генератора импульсов подключен к второму входу элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 357553, кл. G 05 В 19/08, 1970.

2. Рогинский В. Н. Основы дискретной автоматики. И., "Связь", 1975, с. 348-351

3. Авторское свидетельство СССР и 316077, кл. 6 05 В 19/00, 1970 (прототип).

932463 (m) У

Составитель И. Швец

Редактор В. Пилипенко Техред Е. Харитончик Корректор Н, Стец

Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Рауаская наб., д. 4/5

Заказ 3783/68 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4