SU1092472A1

SU1092472A1 - Multichannel controller

Info

Publication number: SU1092472A1
Application number: SU833538974A
Authority: SU
Inventors: Иван Михайлович Ковела; Владимир Васильевич Забульский; Владимир Семенович Шуминский
Original assignee: Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Львовского Производственного Объединения "Ювелирпром"; Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1983-01-11
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1984-05-15

Abstract

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержап(ий канальные измерительные преобразователи, выходы которых соединены с входами первого коммутатора , подключенного своим выходом к одному из входов первого сумматора, к другому входу которого подсоединен выход второго коммутатора, св занного своими входами с выходами канальных задатчиков, выход первого сумматора подключегт к основному входу интегратора и к первому входу второго сумматора, выход которого св зан с инвертирующим входом трехпозиционного релейного элемента и с входом третьего коммутатора, св занного своими выходами через канальные аналоговые запоминающие элементы с входами соответствую111их канальных исполнительных механиз тв и с входами чет вертого коммутатора, выход которого подключен к неинвертирующему входу трехпозиционного релейного элемента, св занного своим выходом через п тый коммутатор с дополнительным входом интегратора, св занного своим выходом с вторым входом второго сумматора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности регулировани путем сокращени времени обегаВИЯ каналов и повьпчени надежности регул тора за счет обеспечени контрол работы каналов регулировани , регул тор дополнительно содержит последовательно соединенные блок выделени модул , пороговьш элемент, элемент ИЛИ, элемент задержки, тестой ;о коммутатор и блок сигнализации, прию чем вход блока выделени модул сое4 динен с выходом первого сумматора выход элемента задержки подключен к Ю второму входу элемента ИЛИ, выход ко торого св зан с управл ющими входами коммутаторов.MULTI-CHANNEL REGULATOR, contains (channel measuring transducers, outputs of which are connected to the inputs of the first switch connected to one of the inputs of the first adder, the output of the second switch connected to the inputs of the channel setters, another output of the first adder is connected to another input to the main input of the integrator and to the first input of the second adder, the output of which is associated with the inverting input of the three-position relay element and with the input of the third to mmutator connected by its outputs through channel analog storage elements with inputs of the corresponding channel executive mechanisms and inputs of the fourth switch, the output of which is connected to the non-inverting input of a three-position relay element connected by its output through the fifth switch with an additional input of the integrator connected its output with the second input of the second adder, characterized in that, in order to increase the control accuracy by shortening the time of channeling the channels and Regarding the reliability of the controller by controlling the operation of the control channels, the controller additionally contains a module connected in series, a threshold element, an OR element, a delay element, a test, switch and a signaling unit, which is connected to the output of the first module The adder output of the delay element is connected to the second input of the OR element, the output of which is connected to the control inputs of the switches.

Description

Изобретение относитс к аптоматическому регулированию и может быть использовано при автоматизации группы однотипн ж технологических объектов , в частности в системах стабилизации и программного регулировани feMnepaTypbi на объектах с многозонным нагревом Известен многоканальный регул тор содержархий в каждом канале исполнит ;льный механизм и последовательно соединенные измеритель рассогласовани и блок выделени модз , комiv yTaTOpt ., блок анализа рассогласовани , блок формировани сигнала уп- равлени Сt. Недостатком этого регул тора вл етс низка точность и мала надежность , обусловленные тем, что когда регул тор по какой-то причине .не справл етс с задачей регулировани в одном из каналов и модуль ошиб ки этого канала остаетс максималь HbJMs, данный канал остаетс длительное врем включённым а остальные каналы остаютс без регулирующего воздействи , кроме того, регул тор не обеспечивает контрол работы каналов Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс мно гокамальньш регул тор, содержащий регулирующее- устройство,, входы первого сумматора которого через первьгй и второй коммутаторы св за с канальньЕ4и нзмерительнь мй преобразовател ми и канальными задатчиками. Выход второго сумматора регулирующего устройства через третий ког шутатор соединен с канальными аналоговыми запоминающими устройствами,; выходы которых подключены к каналнтгык ислолнителБным механизмам и через четвер-;йгй коммутатор к неигЕйертирующим вхо дам трехпозиционного релейного элементаJ инвертирующий вход которого св зан с выходом регулирующего устройства а выход через п тый коммутатор св зан с дополнительным входом интегратора регулируттцего устройства .3, . Недостатком этого регул тора вл етс TOj что коммутаторы работают по жесткой программе, вследствие чего регулирующее ус ойство подключаетс к каждому каналу по очереди,на одно и то же врем р заданное блоком управлени , даже в том случае, когда рассогласование в канале равно нулю или находитс в допустимых пределах, в то врем р как в других каналах могут существовать большие рассогласовани . Это приводит к необоснованному увеличению общего времени обегани каналов, что снижает точность регулировани . При неблагопри тном совпадении возмущений в отдельных каналах может возникнуть ситуаци , когда регулирующее устройство, не закончив цродесса регулировани в предьщущем канале, переключаетс на следуюихий канал. При этом также ухудшаетс точность регулировани . Кроме того , регул тор не обеспечивает контрол работы каналов, что снижает его надежность, Цель изобрет,ени - повытение точности регулировани путем сокращени времени обегани каналов и повьш ени надежности регул тора обеспечением контрол работь каналов регулироваинл , Поставленна дель достигаетс тем, что в регул торе, содержащем канальные измерительные преобразователи, выходы которых соединены с входами первого коммутатора, подключенного своим выходом ,к одному из входов первого сумматора, к другому входу которого подсоединен выход второго коммутатора , св занного своими входами с выходами канальных задатчиков, выход первого сумматора подключен к основному входу интегратора и к первому входу нгорого сумматора, выход которого св зан с инвертирующим входом трехпозиционного релейного элемента и с входом третьего коммутатора, св занного своими выходами через канальные аналоговью запоминающие элементы с входами соответствующих канальных исполнительных механизмов и с входами четвертого коммутатора, выход которого подключен к неинвертирующему входу трекпозидионного релейного элемента ,, св занного своим выходом через п тый коммутатор с дополнительньпч входом интегратора, св занного своим выходом с BTOpbiM входом второго сумматора , дополнительно введены последовательно соединенные блок вьщелени модул 5 пороговый элемент, элемент ИЛИ, элемент задержки, шестой коммутатор и блок сигнализации, причем вход блока вьщелени модул соединен с выходом первого сумматора, выход элемента задержки подключе к второму входу элемента ЯПИ. выходThe invention relates to automatic regulation and can be used to automate a group of technological objects of the same type, in particular, in the stabilization and software control systems of feMnepaTypbi on objects with multi-zone heating. The multichannel regulator is known to contain in each channel; a single mechanism and a meter connected in series are the error meter and block. modz extraction, comTyToTOpt., error analysis block, control signal forming unit Ct. The disadvantage of this controller is low accuracy and low reliability due to the fact that when the controller for some reason does not cope with the task of regulation in one of the channels and the error modulus of this channel remains maximum HbJMs, this channel remains for a long time the other channels are left without a regulating effect, besides, the regulator does not provide monitoring of the operation of the channels. The closest to the proposed technical essence is a multi-cam regulator containing a regulating device. roystvo ,, inputs of the first adder through which pervgy and second switches for communications with the MJ kanalnE4i nzmeriteln transducers and channel setting elements. The output of the second adder of the regulating device is connected to the channel analog storage devices via the third cog; whose outputs are connected to channeling mechanisms and through a quad switch to non-cert inputs of a three-position relay element whose inverting input is connected to the output of the regulating device and the output through the fifth switch is connected to the auxiliary input of the regulator. 3. The disadvantage of this controller is the TOj that the switches operate according to a hard program, as a result of which the regulating device is connected to each channel in turn, at the same time p specified by the control unit, even if the error in the channel is zero or within acceptable limits, while there are large mismatches in other channels. This leads to an unreasonable increase in the total channel run time, which reduces the control accuracy. If the disturbances in the individual channels are unfavorably coincident, a situation may arise when the regulator, without completing the adjustment process in the previous channel, switches to the next channel. The accuracy of the adjustment also deteriorates. In addition, the controller does not control the operation of the channels, which reduces its reliability. The aim of the invention is to increase the control accuracy by reducing the channel run-around time and increasing the controller's control reliability by ensuring the control of the inlet channels. containing channel measuring transducers, the outputs of which are connected to the inputs of the first switch connected by its output to one of the inputs of the first adder, to the other input of which is connected The output of the second switch connected by its inputs to the outputs of the channel setters, the output of the first adder is connected to the main input of the integrator and to the first input of a low adder, the output of which is connected to the inverting input of the three-position relay element and to the input of the third switch connected to its outputs via channel analog storage elements with the inputs of the corresponding channel actuators and the inputs of the fourth switch, the output of which is connected to the non-inverting input of the third A single-element relay element, connected by its output via a fifth switch with an additional integrator input connected by its output to the BTOpbiM input of a second adder, is additionally connected in series with the module 5 of the module: threshold element, OR element, delay element, sixth switch and signaling unit The input of the block of the module is connected to the output of the first adder, the output of the delay element is connected to the second input of the IPP element. output

которого св зан с управл ющими входами коммутаторов.which is associated with the control inputs of the switches.

На чертеже представлена блок-схема регул тора.The drawing shows a block diagram of the controller.

Регул тор содержит канальные измерительные преобразователи 1, канальные задатчики 2, коммутаторы 3-8 регулирующее устройство 9, канальные аналоговые запоминающие элементы 10, канальные исполнительные механизмыThe controller contains channel measuring transducers 1, channel setting devices 2, switches 3-8 regulating device 9, channel analog storage elements 10, channel actuators

11,трехпозиционный релейный элемент11, three-position relay element

12,блок выделени модул 13, пороговый элемент 14, элемент ИЛИ 15, элемент задержки 16, блок сигнализации 17. Регулирующее устройство 9 содержит сумматоры 18 и 19, дифференциатор 20 и интегратор21. На чертеж обозначено:12, the allocation unit module 13, the threshold element 14, the element OR 15, the delay element 16, the alarm unit 17. The regulating device 9 contains adders 18 and 19, the differentiator 20 and the integrator 21. On the drawing marked:

Х и Х - соответственно текущее и заданное значени регулируемого параметра, подаваемые на входной сумматор 18 регулирующего устройства 9 в момент св зи последнего с i-ым каналом управлени ;X and X are the current and specified values of the controlled parameter, respectively, supplied to the input adder 18 of the regulating device 9 at the moment of communication of the latter with the i-th control channel;

Y - выходной сигнал регулирующего устройства 9;Y is the output signal of the regulating device 9;

Y- - выходной сигнал i-ro канального аналогового запоминающего устройства 10;Y- is the output signal of the i-ro channel analog storage device 10;

К, К2, Kj, К, ключи, вход щие в состав коммутаторов;K, K2, Kj, K, keys included in switches;

п - пор дковые номера ключей.p - serial numbers of keys.

Пор дковые номера ключей соответствуют очередности их замыкани . Если замкнут ключ К , то все остальные разомкнуты, в дальнеЙ1 1ем при замыкании ключа К 2 ключ К размыкаетс и т.д.The sequence numbers of keys correspond to the order of their closure. If the key K is closed, then all the others are open, in the far 1 1, when the key K is closed, the key K is opened, etc.

Регул тор работает следующим образом .The regulator works as follows.

Коммутаторы 3-5 в темпе, задаваемом частотой переключени элемента ИЛИ 15 из нулевого состо ни в единичное , замыкают своими ключами соответствующий канал регулировани , состо щий из регулируемого объекта (не показаны), измерительного преобразовател 1, задатчика 2, регулирзпощего устройства 9, аналогового запоминающего элемента 10 и исполнительного механизма 11. При переключении регулирующего устройства 9 с непрерьгоным выходным сигналом на работу -с другим каналом (объектом регулировани ) запоминаюп1ий элемент предыдущего канала запоминает последнее значение регулирующего воздействи . В результате пропорциональный исполнительный механизм 11 останетс в положении , которое было до момента переключени выходной цепи регулирующего устройства 9 на работу с испол нительным механизмом 1 1 другого -(последующего ) канала.Switches 3-5, at the rate specified by the switching frequency of the element OR 15 from the zero state to one, use their keys to close the corresponding control channel consisting of an adjustable object (not shown), the measuring converter 1, the setting device 2, the control device 9, the analog storage device element 10 and the actuator 11. When switching the regulating device 9 with an unaligned output signal to work, with another channel (the object of regulation), a memory element of the previous channel is recorded recalls the last value of the control action. As a result, the proportional actuator 11 will remain in a position that was until the output circuit of the regulating device 9 was switched to work with the executive mechanism 1 1 of the other (subsequent) channel.

При этом регулирующее устройство 9 работает в двух режимах - основном и подготовительном. В основном режиме осуществл етс св зь регулирующег устройства 9 с тем или иным объектом регулировани в зависимости от положени соответствующих ключей коммутаторов 3-5, Подготовительный режим необходим дл обеспечени безударной коммутации канальных исполнительных механизмов 11 с регулирующим устройством 9. В основном режиме замыкаютс ключи с четными пор дковьми номерами , а в подготовительном реж1-$ме с нечетными. Перед началом каждого основного режима работы регулирующего устройства 9 осуществл етс предварительна его работа в подготовительном резкиме.While the regulating device 9 operates in two modes - basic and preparatory. In the main mode, the regulating device 9 is connected with one or another object of regulation depending on the position of the corresponding switches 3-5, the Preparatory mode is necessary to ensure the unregulated switching of the channel actuators 11 with the regulating device 9. In the main mode, the keys with even in a preparatory mode, with odd numbers. Before the start of each main mode of operation of the regulating device 9, its preliminary work is carried out in preparatory cutting.

Дл организации работы регулирующего устройства 9 в подготовительном режиме многоканальный регул тор содержит коммутаторы 6 н 7., а также трехпозиционный релейный элемент 12, В этом режиме все ключи коммутатора 5 разомкнуты, а в коммутаторах 3 и 4 замкнуты только те ключи, у которых совпадают пор дковые номера с номе- рами замкнутых ключей, вход щих в коммутаторы 6 и 7,In order to organize the operation of the regulator 9 in the preparatory mode, the multichannel regulator contains switches 6 and 7. As well as a three-position relay element 12, In this mode, all switches 5 are open, and in switches 3 and 4 only those keys are closed. dak numbers with numbers of closed keys entering switches 6 and 7,

Предположим, что в коммутаторах 3, 4, 6 и 7 замкнуты ключи К.. Это значит, что на инвертиру5ощий вход трехпозиционного релейного элемента 12 подаетс непосредственно выходной сигнал регулирующего устройства 9;, а на неинвертирующий вход - выходной сигнал запоминающего элемента 10 пер вого канала через заг-пснутый ключ К коммутатора 6. При этом выход трехпозиционного релейного элемента 1,2 через замкнутый кгаоч К ко 1мутатора 7 св зан с дополнительным (скоростньм ) входом интегратора 21.Suppose that switches K are closed in switches 3, 4, 6 and 7. This means that the inverting input of the three-position relay element 12 directly supplies the output signal of the regulating device 9; and the non-inverting input - the output signal of the storage element 10 of the first channel through the zag-keyed switch K of the switch 6. At the same time, the output of the three-position relay element 1.2 is connected through the closed switch to the 1 switch 7 to the additional (speed) input of the integrator 21.

Совокупность технических средств, содержаща запоминающий элемент 10 первого капала, ключи К из коммутаторов 6 и 7, трехпозиционнъй релейный элемент 12, интегратор 21 и сумматор 19, образуют след п1;ую систему, в которой входным (задающим) сигналом вл етс выходной сигнал Y запоминающего элемента 10 первого канала , а выходньм сигналом - сигнал Y, }1 снимаемый с выхода регулирующего уст ройства 9. В подготовительном режиме на выхо де сумматора 18 формируетс сигнал, пропорциональный ошибке регулировани и равный по величине разности вы ходных сигналов задатчика 2 и измери тельного преобразовател 1 первого канала. Этот сигнал разности подаетс на основной вход интегратора 21, дифференциатор 20 и сумматор 19. Если прин ть, что посто нна времени интегрировани по скоростному -входу интегратора 21 по величине намного меньте посто нной времени интегрировани по основному его входу, а суыматор 19 работает в линейном режиме (без насыщени ), то выходной сигнал Y регулирующего устройства 9 практически мгновенно примет значение, рав ное по величине сигналу Y, снимаемому с выхода -запоминающего элемента 10 первого канала. Поэтому после переключени регулирующего устройства 9 на основной режим работы на исполнительный механизм 11 первого канала в первьй момент времени поступит такое регулирующее воздействие, которое по величине равно выходному сигналу запоминающего элемента 10 первого канала, сформированному на выходе последнего еще до подготовительного режима. Таким образом, обес печиваетс безударна коммутаци канальных исполнитсшьных механизмов 11 с регулирующим устройством 9 независимо от величины сигнала ошибки регулировани . Врем нахождени регулирующего устройства 9 в подготовительном режиме определ етс элементом задержки 16, которое по истечении установленного промежутка времени через элемент ИЛИ 15 устанавливает коммутаторы в следующее положение, обеспечива основной режим работы дл этого канала, Врем нахождени регулирующего устройства 9 в основном ре шме определ етс элементом задержки 16 или моментом срабатывани порогового эле 2 мента 4, которые через элемент ИЛИ 15 устанавливают коммутаторы в следующее положение, обеспечива подготовительньп режим работы дл следующего канала. Пороговый элемент 14 срабатывает при наличии на его входе нулевого или допустимого, наперед выбранного, значени модул ошибки, снимаемого с выхода блока выделени модул 13, Кроме управл ющих входов коммутаторов , сигнал с выхода элемента ИЛИ 15 поступает на элемент задержки 6, устанавлива его в нулевое состо ние , и от этого момента начинаетс отсчет времени подготовительного или основного режима работы регулирующего устройства 9. Таким образом, регулирующее устройство 9 не задерживаетс подключенным к каналам с ошибкой регулировани равной или близкой к нулю, а к каналам, нуждающимс в регулирующем воздействии, оно подключено до тех пор, пока ошибка не сводитс к нулю, но не более чем на врем , необходимое дл регулировани наиболее инерционного объекта, задаваемого с помощью элемента задержки 16. . Следовательно, зависимость вреиени основного режима от времени суицествовани недопустимой ошибки в канале позвол ет сократить врем обегани каналов, что увеличивает точность регулировани или позвол ет обслуживать большее количество каналов, В основном режиме замыкаетс соответствующий ключ коммутатора 8 и в случае, если в этом режиме срабатывает элемент задержки 16, что говорит о том, что регулирующее устройство 9 по какой-то причине не справилось с задачей регулировани в данном канале , в блоке сигнализации 7 срабатьгоает предупредительна сигнализаци этогсь канала. Наличие сигнализации позвол ет своевременно прин ть необходимые меры по вы снению и устранению причин нарушени нормальной работы каналов, что повышает надежность регул тора.The set of technical means containing the storage element 10 of the first drop, the keys K from the switches 6 and 7, the three-position relay element 12, the integrator 21 and the adder 19, form a trace n1; the system in which the input (master) signal is the output signal Y of the storing element 10 of the first channel, and the output signal is the signal Y,} 1 taken from the output of the regulating device 9. In preparatory mode, a signal is generated at the output of de adder 18 that is proportional to the control error and is equal in magnitude to the difference of the output signals control unit 2 and measuring transducer 1 of the first channel. This difference signal is applied to the main input of the integrator 21, the differentiator 20 and the adder 19. If it is assumed that the integration time constant over the high-speed input of the integrator 21 is much less than the integration time constant along its main input, the dryer 19 operates in a linear mode (without saturation), the output signal Y of the regulating device 9 will almost instantly take on a value equal to the signal Y taken from the output of the storage element 10 of the first channel. Therefore, after switching the regulating device 9 to the main mode of operation, the first channel actuator 11 will receive a regulating action at the first moment of time that is equal in magnitude to the output signal of the first channel storage element 10 formed at the output of the last channel before the preparatory mode. Thus, it provides an unstressed switching of the channel mechanisms 11 with the regulating device 9, regardless of the magnitude of the control error signal. The residence time of the regulating device 9 in the preparatory mode is determined by a delay element 16, which after the set period of time through the element OR 15 sets the switches to the following position, providing the main mode of operation for this channel. The residence time of the regulating device 9 in the main solution is determined by the element delays 16 or the moment of triggering the threshold element 2 ment 4, which, through the OR 15 element, set the switches to the following position, providing a preparatory mode of operation for the next channel. The threshold element 14 is triggered when there is a zero or acceptable error module value at its input, which is taken from the output of the allocation module of module 13. Besides the control inputs of the switches, the signal from the output of the OR 15 element goes to the delay element 6, setting it to zero state, and from this moment begins the countdown of the preparatory or main mode of operation of the regulating device 9. Thus, the regulating device 9 is not delayed connected to the channels with an error regulating p implicit or close to zero, and to the channels in need of regulating the exposure, it is connected to, as long as the error is not limited to zero, but no more than the time required for controlling most of the inertial object specified by the delay element 16. Consequently, the dependence of the time of the main mode on the time of the occurrence of an unacceptable channel error reduces the channel scan time, which increases the control accuracy or allows serving more channels. In the main mode, the corresponding switch key 8 closes and in this mode the element delay 16, which indicates that the regulator 9 for some reason did not cope with the task of regulating this channel, in the signaling unit 7 it warns Rare signaling of this channel. The presence of an alarm allows timely taking the necessary measures to clarify and eliminate the causes of disruption of the normal operation of the channels, which increases the reliability of the controller.

Claims

MULTI-CHANNEL REGULATOR containing channel measuring transducers, the outputs of which are connected to the inputs of the first switch, connected by its output to one of the inputs of the first adder, to the other input of which the output of the second switch is connected, connected by its inputs to the outputs of the channel setters, the output of the first adder is connected to the main input integrator and to the first input of the second adder, the output of which is connected to the inverting input of the three-position relay element and to the input of the third switch a, connected by its outputs through channel analog storage elements with inputs of the corresponding channel actuators and with inputs of the fourth switch, the output of which is connected to the non-inverting input of the three-position relay element, connected by its output through the fifth switch with an additional input of the integrator, connected by its output to the second input the second adder, characterized in that, in order to increase the accuracy of regulation by reducing the time running around the channels and increase reliability controller by controlling the operation of the control channels, the controller additionally contains series-connected module allocation unit, a threshold element, an OR element, a delay element, a test switch and an alarm unit, and the input of the module allocation unit is connected to the output of the first adder, the output of the delay element is connected to the second the input of the OR element, the output of which is connected to the control inputs of the switches.

SU _m 1092472