SU1255997A1 - Устройство дл контрол и управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в качестве устройства дл  контрол  и управлени  в локальных АСУ ТП. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  и расширени  области применени . Цель изобретени  достигаетс  за счет обеспечени  воз можности количественной оценки отклонени  импульсной последователь ности от заданной величины, формировани  управл ющих воздействий соответствии с результатами контрол , а так же контрол  правильности реак- .ции объекта на управл ющие воздействи . Устройство содержит блок синхронизации , блок пуска, блок формировани  воздействий, блок контро-. л  реакций, четыре RS -триггера, восемь элементов И и два элемента ИЛИ. 3 з .п. ф-лы, 6 ил. сл ю ел СП 0 ;О si

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства дл  контрол  и управлени  в локальных системах АСУ ТП.

Цель изобретени  - повьпиение достоверности контрол  и расширение области применени  устройства.

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - схема блока синхронизации на фиг.З схема блока пуска} на фиг.4 - схема блока формировани  воздействий, на фиг.5 - схема блока контрол  реакций; на фиг.6 - временна  диаграмма работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 синхронизации, блок 2 пуска,блок 3 формировани  воздействий, блок 4 контрол  реакций, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 RS - триггеры, первый 9, второй 10,тре-. тий 11, четвертый 12, п тый 13, шестой 14, седьмой 15 и восьмой 16 элементы И, первый 17 и второй 18 элементы ШШ. Устройство содержит также вход 19 контрол .устройства, информационный вход 20, первый и второй импульсные входы 21 и 22 уп- равл нмций выход 23 устройства, информационный выход 24, входы - выходы блоков 25-32 устройства.

Блок синхронизации (фиг.2) со- держит генератор 33 импульсов, счетчик 34 импульсов, первый 35 и 36 второй Т -триггеры, первый 37 и второй 38 элементы И.

Блок пуска (фиг.З-) содержит первый 39, второй 40 и третий 41 RS - триггеры, генератор 42 единицы, элемент ИЛИ 43,кнопку пуска 44,кнопку останова 45, первый 46 и второй 47-элементы индикации.

Блок формировани  воздействий (фиг.4) содержит счетчик 48 импульсов , Т -триггер 49, два элемента И 50, , 50j, элемент И-НЕ 51, элемент ИЛИ 52, пр мой выход триггера 53.

Блок контрол  реакций (фиг.5) содержит счетчик 54 импульсов, коммутатор 55, элемент ИЛИ 56, элемент ШШ-НЕ 57, первый 58 и второй 59 одновибраторы.

Суть дисциплины функционировани предлагаемого устройства состоит в следующем: по результатам контрол  импульсов, поступающих от объекта,

oпpeдeл eтc  величина отклонени  их фронтов во времени i от импульсов заданной последовательности tj : Т t -1 ; в соответствии с величиной и знаком Т формируютс  управл ющие сигналы на объект контрол ; анализируютс  реакции объекта на сформированный управл ющий сигнал и определ етс  способность объекта к коррекции своего состо ни ) по результатам анализа реакций формируютс  сигналы на продолжение процесса контрол  и управлени  или его останов. Назначение основных блоков устройства заключаетс  в следук цем.

Блок 1 синхронизации предназначен дл  формировани  импульсных последовательностей , синхронизирующих работу устройства.

Блок 2 пуска служит дл  управлени  пуском и остановом устройства и индикации причины отказа объекта. Блок 3 формировани  воздействий служит дл  подсчета и хранение кода , пропорционального величине Г дл  хранени  информации о знаке Т и вьщачи в соответствии с этим управл ющего сигнала на объект кон- |трол ; дл  выдачи кода Т сигнализации о том, что t

Блок 4 контрол  реакций обеспечивает подсчет числа импульсов, поступающих от объекта контрол  после

выдачи управл ющего воздействи  и контроль соответствий их пол рности сформированному управл ющему воздействию .

Устройство дл  контрол  и управлени  работает в двух основных режимах: режиме контрол  (определени  величины t ) и выдачи управл нлцего воздействи ; режиме анализа реакции объекта контрол .

Э.тг режимы циклически реализуютс  в устройстве один за другим,

В исходном состо нии все элементы пам ти наход тс  в нулевом состо нии (цепи установки исходного

состо ни  не показаны).

При нажатии кнопки 44 срабатывает триггер 39 и единичным сигналом с выхода 28 блока 2 пуска устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 5 и запускаетс  генератор 33

блока 1 синхронизации, который выдает последовательности им-пульсов на выходах 25-27 (фиг.6).

Сигнал на выходе 25 может либо опережать, либо отставать по фазе от сигнала, поступающего на вход 19 устройства от объекта контрол  и управлени  .

Рассмотрим случай, когда i 0(. т.е. сигнал с выхода 25 блока 1 синхронизации опережает сигнал от объекта контрол  и управлени , поступающий на вход 19 (фиг.6).

После прихода единичного сигнала на вход 19 срабатывает триггер 6, который готовит элемент И 10 к подаче импульсов на суммирук ций вход бло35

ка 3. Вслед за окончанием сигнала на выходе 25 блока 1 синхронизации устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 5, открываетс  элемент И 10 и импульсы с выхода 26 блока 1 начинают поступать в блок 3 формировани  воздействий.

Когда сигнал на выходе 25 блока 1 синхронизации становитс  равным единице, по вл етс  единичный сигнал на выходе элемента И 9, по которому из блока 3 формировани  воздействий (выход 29) информаци  о величинеt записываетс  в блок 4 контрол  реакций.

Первым импульсом с выхода 27 блока 1 синхронизации, проход щим через элемент И 15, на выход 23 устройства выдаетс  комбинаци  10, по которой запускаютс  исполнительные устройства объекта управлени  и обнул етс  счетчик 48.

При нормальной работе исполнительных устройств и объекта процесс

в нем протекает таким образом,чтобы величина t уменьшилась. Об этом

свидетельствуют тактовые импульсы, поступак цие на вход 22 устройства.

По первому из этих импульсов . триггер 8 устанавливаетс  в нулевое состо ние и устройство продолжает функционировать в режиме анализа реакции объекта контрол . После того , как счетчик 54 блока 4 контрол  реакций обнул етс , по вл етс  импульс на выходе 31 этого блока.

Если при этом присутствует сигнал на входе 20 (этот сигнал может формироватьс  либо на вьпсоде 31 анаогичного блока, либо поступать от датчика, установленного на объек- 55 те контрол ), то импульс с выхода элемента И 16 вьщаетс  на выход 24 (отключает соответствующее исполни40

45

50

10

5

5

15

20

25

55997 4

тельное устройство) и устанавливает в единичное состо ние триггер 8, проход  через элемент ИЛИ 17. Таким образом, триггер 8 готовит к очередному срабатыванию элемент И 9.

В результате действи  исполнительных устройств рассогласование t уменьшаетс  и на очередном цикле код, записываемый в блок 3 формировани  воздействий, становитс  меньше и, таким образом, работа устройства продолжаетс  в направлении полной компенсации величины t. .

Под действием внешних возмущающих факторов величина может измен тьс . Рассмотрим случай, когда (фиг. 6) .Отличие работы устройства в этой ситуации состоит в том,что по сигналу на входе 19 срабатывает триггер 7 и импуЛьсы через элемент И 11 подаютс  на вычитающий вход блока 3 формировани  воздействий . Триггер 49 при этом устанавли-. ваетс  в О.

После начала действи  сигнала на выходе 25 срабатывает элемент И 9. Код из блока 3 формировани  воздействий переписываетс  в блок 4 контрол  реакций. Затем происходит выдача кода 01 на выход 23 устройства и обнуление счетчика 48.

При нормальном функционировании объекта его датчики формируют импульсы на входе 22 устройства, по которым устанавливаетс  в О триггер 8 и осуществл етс  уменьшение содержимого счетчика 54 блока 4 контрол  реакций. После обнулени  счетчика 54 сигналом с выхода 31 блока 4 контрол  реакций, проход щим.через элемент И 16, отключаютс  исполнительные устройства, и триггер 8 вновь устанавливаетс  в единичное состо ние. Далее устройство работает аналогично.

Б ходе функционировани  устройства осуществл етс  контроль величины Т и правильности реакции объекта на сформированное управл ющее воздействие .

Блок 4 контрол  реакций обеспечивает подсчет числа импульсов, посту- пакнцих от объекта контрол  после выдачи управл ющего воздействи  и контроль соответстви  их пол рности сформированному управл ющему воздействию . Этот блок работает следующим образом (фиг.5 и 6). После поступ0

0

5

0

лени  единичного сигнала на вход синхронизации в счетчик 54 по импульсу, сформированному одновибратором 58, заноситс  код о величине Т, поступающий на входы информационных разр дов входа 29, На управл ющий вход, коммутатора 55 подаетс  разр д знака с выхода 53 триггера 49. Затем по входу 21 (22) через элемент ИЛИ 56 на вычитающий вход счетчика 54 поступают импульсные сигналы от объекта. После установки счетчика 54 в О срабатывает элемент-ИЛИ-НЕ 57 и од- новибратор 59 выдает импульс на выход 31 счетчика 4 контрол . Коммутатор 55 осуществл ет контроль им- пульсов, поступающих от объекта. Он реализует функцию

(1) 0;

о;

-Lсигналы на.входе 21 (22), соответствующие о.тработке объектом управл ющего воздействи  при (Т 0) . Следовательно, гели устройство определило, что Т 0 (), а на вход 21 (22) поступают импульсы, которые свидетельствуют о том, что рассогласование увеличиваетс , т.е. растет, то формируетс  сигнал отказа . Он формируетс  также при одновременном поступлении сигналов по входам 21 и 22.

Если в процессе работы объекта , оказалось, что/1: Г происходит переполнение счетчика 48 и сигналом с выхода 30 устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 30. При этом также срабатывает триггер 40 и элемент 46 индикации.

Если при анализе реакции объекта на управл ющее воздействие обращаетс  в единицу функци  (1), то по вл етс  импульс на выходе 32 блока 4, которым обнул етс  триггер 39, устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 41 и срабатывает элемент 47 индикации.

Таким образом, применение устройства позвол ет повысить достовер ность контрол  и расширить область применени  путем обеспечени  возo

5

0

5

0

0

5

0

5

можности количественной оценки отклонени  последовательности импульсов , поступающих от объекта контрол  и управлени , от заданной величины; осуществлени  возможности формировани  управл ющих воздействий на объект в соответствии с результатами контрол ; организации контрол  правильности реакции объекта на формируемые управл ющие воздействи .

При использовании предлагаемое устройство позвол ет получить положительный эффект, состо щий в уменьшении веро тности неправильной классификации состо ни  объекта и повышении разрешающей способности контрол  j в расширении области применени  благодар  обеспечению возможности формировани  управл ющих воздействий в соответствии с результатами контрол , что позвол ет использовать изобретение в качестве контроллера систем АСУ ТП, работающих в реальном масштабе времени.

Claims (4)

1. Устройство дл  контрол  и управлени , содержащее два элемента ИЛИ, блок синхронизации, соединенный входом с выходом блока пуска, первый элемент И,подключенный первым входом к единичному входу первого RS -триггера, св занного пр мым выходом со вторым входом первого элемента И, второй и третий RS-триггеры, подключенные пр мыми выходами к первым входам соответственно второго и третьего элементов И, а также блок формировани  воздействий , соединенный первым информационным выходом с управл ющим выходом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол  и расширени  области применени , в него введены четвертый RS -триггер, блок контрол  реакций, четвертый, п тый, шестой, седьмой и восьмой элементы И,, последний из которых подключен первым входом к информационному входу устройства , вторым входом - к первому выходу блока контрол  реакций, а выходом - к первому входу первого элемента ИЛИ и к информационному выходу устройства, вход контрол  которого соединен с первыми входами четвертого и п того элементов И, с нулевым входом второго и с нулевым

входом третьего триггера, подключенного инверсным выходом к второму входу четвертого элемента И, а еди- Hif4HbtM входом - к выходу п того ,элемента И, соединенного вторым входом с инверсным выходом второго триггера , а инверсным входом - с первым управл ющим выходом блока синхронизации , с инверсными входами второго и третьего элементов И, с третьим входом четвертого элемента И, с первым входом седьмого элемента И и с первым входом шестого элемента И, подключенного вторым входом к второму управл ющему выходу блока синхронизации и к вторым входам второг и третьего элементов И, соединенных выходами соответственно с суммирующим и с вычитающим входами блока формировани  воздействий, св занного установочным входом с выходом седьмого элемента И, вторым информационным выходом - с информационным входом блока контрол  реакций, а выходом Переполнение - с первым входом блока пуска, подключенного вторым входом к второму выходу блока контрол  реакций, а выходом - к второму входу первого элемента ИЛИ, св занного выходом с единичным входом четвертого триггера, подключенного выходом к третьему входу первого элемента И, а нулевым входом - к выходу второго элемента ИЛИ, соединенного первым входом с первым импульсным входом устройства и с суммирующим входом блока контрол  реакций, а вторым входом - с вторым импульсньш входом устройства и с вычитающим входом блока контрол  реакций , св занного синхровходом с выходом первого элемента И, причем третий управл ющий выход блока синхронизации подключен к второму входу седьмого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с единичным входом второго триггера, а выход шес ;того элемента И соединен с нулевым входом четвертого триггера.

2, Устройство по П.1, отличающеес  тем, что блок синхронизации содержит счетчик импульсов , два Т-триггера, два элемента И и генератор импульсов, подключенный входом к входу блока, а выходом - к первым входам первого и второго элементов И и счетному входу Т-триггера , св занного пр мым и инверсными выходами со вторыми входами соответ10

ственно первого и второго элементов И, подключенных соответственно к второму и третьему управл ющим выходам блока, соединенного первым управл ющим выходом с пр мым выходом второго Т -триггера, подключенного счетным входом к выходу Переполнение счетчика импульсов, св занного суммирующим входом с инверсным выходом первого Т -триггера.

3. Устройство по П.1, отличающеес  тем,что блок формировани  воздействий содержит Т -триггер , два элемента И, элемент И-НЕ, 5 счетчик импульсов и элемент ИЛИ,св - занньй первым входом с суммирующим входом блока и с единичным входом RS-триггера, а вторым входом - с вычитающим входом блока и с нулевым входом Т-триггера, а выходом - с суммирующим входом счетчика импульсов , подключенного нулевым входом к установочному входу блока и к первому входу первого элемента И, выходом переполнени  - к выходу Переполнение блока, инверсными выходами - ко входам элемента И-НЕ, а пр мыми выходами - ко второму информационному выходу блока, соединенного первым информационным выходом с выходами первого и второго элементов И, св занных вторыми входами с выходом элемента И-НЕ, причем первый вход второго элемента И соединен с инверсным выходом Т-триггера , подключенного пр мым выходом к третьему входу первого элемента И, к знаковому разр ду пр мых выходов счетчика импульсов.

0

5

0

4. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что блок контрол  реакций содержит счетчик им- . пульсов, элемент ИЛИ-НЕ, два одно- вибратора, коммутатор и элемент ШТИ, св занный первым входом с суммирующим входом блока и с первым информационным входом коммутатора,вторым входом - с вычитакнцим входом блока и со вторым информационным входом коммутатора, подключенного выходом к второму выходу блока, а управл ющим входом - к знаковому разр ду информационного входа блока, соединенного другими разр дами с информационными , входами счетчика импульсов , св занного синхровходом с выходом первого одновибратора, вычи- такщим входом - с выходом элемен9125599710

та ИЛИ, а выходом - с входами зле- занного выходом с первым выходом мента ИЛИ-НЕ, подключенного выходом блока, подключенного синхровходом к к входу вт;орого одновибратора, св - входу первого одновибратора.

Фиг.1

фиг. 2

г8

&пКЮ

53

/J

Omitfl

о-

Sfff

50t

От И 9

К

ifi

2S

OFF

30

(ригл

фиг. 5

Редактор П. Коссей

Составитель А. Лишанский

Техред М.Ходанич Корректор А. О.бручар

Заказ 4822/47 Тираж 836 Подписное ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретезшй и открытий 113035, Москва, Ж-355 Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4