SU1269154A1 - Система дл контрол и управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве управл нщей подсистемы в системах управлени  технологическими процессами . Цель изобретени  состоит в расширении области применени  системы и в повьшенйй ее надежности. Расши- , рение области применени  достигаетс  увеличением числа типов формируемых сигналов, отличающихс  частотой. фазой и длительностью периода, а также режимов их выдачи и оперативной коррекцией параметров управл ющих сигналов в завйсимости от состо ни  объекта контрол  и управлени  и условий эксплуатации. Повьшение надежности системы достигаетс  за счет анализа исходного состо ни  объекта контрол  и управлени  и учета его состо ни  в ходе выполнени  заданного алгоритма на основе анализа информации, поступающей от датчиков контрол . Система дл  контрол  и управлени  содержит блок задани  режима, блок ввода кода параметра, блок коммутации, блок прерывани , (Л блок управлени  пуском, первьй - третий блоки коррекции частоты, делитель частоты, счетчик, блок сравнени , генератор импульсов, коммутатор, первьй - третий элементы И, элемент ИЛИ. Цель изобретени  достигаетс  введением новых элементов: блока за1C дани  режима, блока управлени  пусО5 ком, первого - третьего блоков корсо ел рекции частоты, блока счетчиков, коммутатора. 3 з.п. ф-лы, 9 ил, 1 табл.

Description

Изобрет,ение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в качестве управл ющей подсистемы в системах управлени  технологическими процессами. Цель изобретени  - повьшение надежности и расширение области применени . На фиг, 1 представлена блок-схема системы; на фиг, 2 - схема блока задани  режима на фиг, 3 - схема блока ввода; на фиг, 4 - схема блока коммутации; на фиг. 5 - схема блока прерываний; па фиг. 6 - схема блока запуска; на фиг. 7 - схема блока кор рекции частоты; на фиг. 8 - схема узла сравнени  блока коррекции частоты; , на фиг, 9 - временна  диаграмма работы системы. Система дл  контрол  и управлени  (фиг, 1) содержит блок 1 задани  режима , блок 2 ввода, блок 3 коммутации , блок 4 прерываний, блок 5 запу ка, первый 6, второй 7 и третий 8 блоки коррекции частоты, делитель 9 частоты, счетчик 10 импульсов,, блок 11 сравнени , генератор 12 импульсо коммутатор 13, первый 14, второй 15 и третий 16 элементы И, элемент ИЛИ 17, информационные входы 18 и 19, выход 20, входы и вьпсоды 21-36 блоков системы. . Блок 1 задани  режима (фиг,2) содержит генератор 37 единицы, первьш 38, второй 39 и третий 40 тумблерные регистры, первьй 41 и второй 42 ключи, первый 43 и второй 44 однови раторы. Блок 2 ввода (фиг, 3) содержит коммутатор 45, генераторы 46, констант, элемент ИЛИ 47. Блок 3 коммутации (фиг. 4) содер жит коммутатор 48, первый 49, второ 50 и третий 51 элементы ИЛИ. Блок 4 прерываний (фиг. 5) содер жит триггер 52, первый элемент ИЛИ 53, элемент И 54, второй элемен ИЛИ 55, элемент 56 задержки. Блок 5 запуска (фиг, 6) содержит коммутатор 57, триггер 58., первый 59 и второй 60 элементы И, первый 61, второй 62, третий 63 и четверты 64 элементы ИЛИ, Блоки 6-8 коррекции частоты (фиг. 7) содержат счетчик 65 импуль сов, узел 66 сравнени , элемент ИЛИ 67, элемент 68 задержки. 54 Узел 66 сравнени  (фиг. 8) блока 6 коррекции частоты содержит мультиплексор 69, состо щий из первого деишфратора 70, первых элементов И , первого элемента 1ШИ 72, а также элемент 73 сравнени , второй дешифратор 74, второй элемент И 75, вторые элементы ИЛИ 76,-76 . Блок 1 задани  режима предназначен дл  задани : кода коррекции, определ ющего частоту поступлени  импульсов разгона, , т.е. врем , в течение которого происходит формирование частоты управл ющего сигнала, соответствующего заданному значению параметра (задание этого кода осуществл етс  на выходе 21 блока с помощью тумблерного регистра 38, фиг. 2); кода коррекции частоты управл к щего сигнала, пропорциональной значению кода параметра (этот код формируетс  с помощью тумблерного регистРа 39 на выходе 22 блока)i кода режима, определ ющего услови  функционировани  блоков 2-5, 13 с помощью тумблерного регистра 40 на вь1ходе 23 блока; сигналов пуска и останова, формируемых ключами 41 и 42 и одновибра- торами 43 и 44 на выходах 24 и 25 блока. Блок 2 ввода служит дл  задани  кода значени  параметра, определ ющего характеристики (частоту, длительность вьщачи и т.д.) управл ющих сигналов , вьщаваемых на объект. Код па раметра формируетс  на выходе коммутатора 45 блока в соответствии с заданным режимом работы, Дп  режимов R ,, задаваемых позиционным КОДОМ на управл юп(ем входе 23 блока, он выдаетс  генераторами 46, -46т констант (фиг, 3), Числа h ; и t определ ют количество нулевых и единичных разр дов в коде, формируемым генератором 46, i 1 f,m. Позиции еди-i ничных и нулевых разр дов задаютс  соответствующей коммутацией выходов генераторов. Дл  режимов , Rm + a которым . соответствует единичный сигнал на одном из входов элемента ИЛИ 47, код параметра проходит на выход коммутатора 45 с входа 18 системы, куда он поступает от объекта контрол  и управлени  или другой управл ющей подсистемы . Блок 3 коммутации осуществл ет коммутацию управл ющих сигналов, поступавощих от блоков 7 и 8 коррекции частоты.и элемента И 15 на вход 28, 29 и 35 соответственно (фиг, 4) в зависимости от кода режима работы на выходе 23 Режимы работы дел тс  на три группы, каждой из которых . соответствует элемент ИЛИ 49-51. Ед . ничные сигналы на выходых этих элементов открывают один из элементов И коммутатора 48 дл  прохождени  уп равл ющих сигналов с входов 28, 29 |И 35. Информаци  на выход блока 3 коммутации проходит при наличии еди ничного сигнала на входе 26 (выходе блока 5 запуска). Блоки 4 прерывани  и делитель 9 частоты, коммутатор 13 и элемент И 15 служат дл  вьдачи в заданных режимах управл ющих сигналов, состо щих из определенного числа импульсов . Блок 4 прерываний предназначен дл  управлени  вьщачей сигналов с выхода 29 блока 8 через элемент И 15 на блоки 3 коммутации и делитель 9 частоты. Блок 5 управлени  пуском обеспечиваед; .управление пуском и останов системы при нормальном функционировании; блокировку пусковых операций при отсутствии исходного состо ни  соответствующих датчиков объекта контрол  и управлени  в различных режимах функционировани ; останов при по влении сигналов от средств контрол  объекта в заданных режимах функционировани . Единичное состо ние триггера 58 (фиг, 6) соответствует работе систе мы. Сигнал пуска формируетс  коммутатором 57 при наличии единичного сигнала на выходе элемента И 59 и соответствующих сигналов на входах 19 и 23 блока 5. Единичный сигнал на выходе элемента И 59 по вл етс  при поступлении команды Пуск на вход 24 и отсутствии общей блокиров . ки объекта по входу 19. Пуск устрой ства может затем произойти тблько при отсутствии в заданных режимах, которым соответствуют единичные сиг налы на выходах элементов ИЛИ 63 и 64, селективных блокировок объекта ,поступающих в виде сигнала низко :го уровн  с входов 19 системы на вхо ды коммутатора 57. Установка в нулевое состо ние триггера 58 производитс  либо по сигналу останова на входе 25, проход щему далее через элемент ИЛИ 61 на R-вход, либо при по влении в заданных режимах, которым соответст- вует единичный сигнал на одном из входов элемента ИЛИ 62, сигнал блокировки , вызванного срабатыванием датчиков контрол  объекта и посту .пающего на элемент И 60. Блоки 6-8 коррекции частоты предназначены дл  делени  частоты на заданный коэффициент делени  в соот- ; ветствии с сигналами настройки с выходов 21 и 22 блока 1 задани  режима и выхода 31 счетчика 10. Работа блоков 6-8 коррекции частоты начинаетс  при по влении едичного сигнала на одном из входов элемента ИЛИ 67, после чего разрешаетс  счет импульсов , поступающих на входы 32, 36 и . 33, счетчиком 65. Узел 66 сравнени  формирует сигналы обнулени  счетчика 65, подаваемые на его установочный вход через элемент 68 задержки (врем  задержки необходимо дл  надежного срабатьшани  элементов узла 66), а также импульсы откорректированной частоты,  вл ющейс  результатом делени  блоками 6-8) . Узел 66 сравнени  блока 6 обеспечивает увеличение частоты импульсов на первом выходе в зависимости от кода на входе 21 (адресном входе мультиплексора) и выходах счетчика 65 (входах дешифратора 74). Мультиплексор вьщает импульсные сигналы, которые совпадают по фазе с импульсами , поступающими на вход 32 - управл ющий вход дешифратора 74. Поскольку по импульсам на входе 32 происходит изменение содерркимого счетчика 65, то это приводит к изменению сигналов на входах дешифратора 74 (фиг. 8). Выходы дешифратора 74 группируютс  и подключаютс  к входам элементов ИЛИ 76 таким образом, что в каждой группе единичньм сигнал по вл етс  в течение заданного промежутка времени в определенные моменты . Выбор той или иной серии импульсов осуществл етс  дешифратором 74 в соответствии с кодом на выходе 21. Элемент 73 сравнени  формирует сигнал в случае равенства кодов на входах дешифраторов 70 и 74, который стробируетс  на элементе И 75 импуль сами, поступающими на вход 32, Генератор 12 формирует импульсы двух опорных частот, вьщаваемые на выходах 32 и 33. Запуск генератора производитс  единичным сигналом, поступающим с выхода 26 блока 5 на его вход. Система дл  контрол  и управлени  работает следующим образом. Множество возможных режимов работы выдачи управл ющих сигналов задаетс  с помощью тумблерного регистра 40 блока 1 задани  режима. Оно может быть разделено на два подмножест ва (макрорежима). К первому подмножеству (MJ) относ тс  режимы работы с заданием кода параметра от объекта контрол  и управлени  или управл юще подсистемы верхнего уровн . В этом случае информаци  о коде параметра поступает на вход 18. К второму подмножеству (М) относ тс  режимы, в которых код параметра формируетс  од ним из генераторов 46 константы блока 2 ввода в соответствии с управл ющим кодом, задаваемым на выходе ,23 блока 1 задани  режима. Первый макрорежим (М) включает два множества режимов - с коррекцией и без коррекции частоты управл ющих сигналов и соответственно , В режимах М единичный сигна присутствует на выходе элемента ИЛИ 51 блока 3 коммутации, а в режимах Mj - на выходе элемента ИЛИ 49 этого же блока., . Второе подмножество режимов (М) делитс  на три части: режимы Mj, аналогичные режимам М,,; режимы М аналогичные режимам М , режимы управл ющие сигналы которых формируютс  в виде последовательности импульсов заданной длины В этом случае единичный сигнал присутствует на выходе элемента ИЛИ 50 блока 3 коммутации. Кроме того, полное множество ре M.V-Mj может быть раздежимов . М, лено на несколько подмножеств в зависимости от того, какие сигналы бло кировок (сигналы от каких датчиков объекта) необходимо учитывать перед началом функционировани  и в ходе выдачи управл ющих сигналов В простейшем случае таких подмножеств может быть выделено два М и М. Множеству М соответствует единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 63, который разрешает пуск системы при отсутствии нулевого сигнала частичной блокировки с входа 19, а множеству М - единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 64, разрешающий пуск при отсутствии нулевого сигнала полной блокировки с входа 19. Множествам М и М могут соответствовать одни и те же режимы, задаваемые на входах элемента ШШ 62, в которых останов может быть произведен при поступлении сигнала от средств контрол  с входа 19 на вход элемента И.60. Таким образом, всего можно выделить дес ть основных групп режимов работы системы, за,цаваемых подмножествами М , М,у , М, , М , М 1К МБ S гк .Б 2Б 2гг гг1 Взаимосв зь указанных режимов работы с кодами, формируемыми на выходе 23 тумблерным регистром 40 блока 2 задани  режима, и пор док соединени  отдельных выходов (разр дов) этого регистра с другими узлами системы по сн ютс  следующей таблицей (дл  простоты регистр 40 выбран двенадцатиразр дным ) : В приведенной таблице записи K(i) K(j); S(i) S(j) означают,, что на выход i или на выход элемента i поступает код (К) или сигнал (S) с входа j или с выхода элемента j. Рассмотрим работу системы в режимах без коррекции частоты управл ющих сигналов (множества М исходном состо нии все элементы установлены в нулевое состо ние (цепи установки исходного состо ни  системы условно не показаны). На тумблерных регистрах 38 и 40 задают .код коррёкции блока 6 коррекции частоты и код режима работы системы. По команде Пуск на выходе 24 блока 1 задани  режима при отсутствии нулевых сигналов блокировки триггер 58 блока 5 запуска устанавливаетс  в единичное состо ние. Единичным сигналом с его выхода 26 разрешаетс  работа генератора 12 импульсов, открываетс  элемент И 14 и блок 3 коммутации , настроенный на выдачу управл ющих сигналов с выхода 29 блока 8 коррек1щи частоты. На выходах 32 и 33 начинают формироватьс  импульсы частотой f, и f , соответственно .

Блок 6 коррекции частоты в соответствии с заданным алгоритмом работ осуществл ет вьщачу импульсов с нарастающей частотой f . Эти и myльcы проход т через элемент И 14 и заполн ют счетчик 10.

После того, как в счетчик запишетс  число импульсов, код которого равен коду на выходе блока 2, срабатывает блок 11 сравнени , блокиру  подачу импульсов в счетчик 10.

После записи в счетчик 10 первого импульса начинает работать блок 8 коррекции частоты, которьш осуществл ет деление частоты fj с выхода 33 генератора 12 импульсов. Управл ющие сигналы, формируемые на выходе 29 блока 8 коррекции частоты, через блок 3 коммутации поступают на выход 20 системы. Работа системы в этом релсиме продолжаетс  до тех пор, пока .не будет подана команда Останов с выхода 25 блока 1 задани  режима или до по влени  единичного сигнала на выходе элемента И 60 блока 5 запуска

Отличительной особенностью работы устройства в режимах М , М , М и М  вл етс  то, что импульсы с выхода 29 блока 8. коррекции частоты поступают через элемент И 16, открытый единичным сигналом с выхода элемента ИЛИ 17, в блок 7 коррекции частоты, где происходит дополнителькое изменение частоты управл ющих сигналов. Управл ющие сигналы с выхода 28 через блок 3 коммутации вьщаютс  на выход 20 cиcтeмiзl.

В режимах Мд и М блок 3 коммутации настроен на передачу на выход 20 управл ющих сигналов с выхода 35 элемента И 15. На коммутатор 13с выхода 23 блока 1 задани  режима поступает код, определ ющий чис ,ло импульсов в последовательности. По сигналу с выхода 26 блок 4 прерываний разрешает прохождение импульЪов на выход 35 элемента И 15 и далее на входы блоков 3 коммутации и делител  9 частоты. Делитель 9 частоты осуществл ет подсчет импульсов. После по влени  сигнала переноса на i-M выходе делител  сигнал проходит через коммутатор 13 и обнул ет триг гер 52 блока 4 прерьшаний. При этом запрещаетс  подача импульсов через элемент И 15.

Повторна  выдача управл ющих сигналов в этих режимах возможна только после установки исходного состо ни  и повторной подачи команды Пуск.

Система позвол ет расширить номенклатуру типов формируемых управл ющих сигналов по частоте и длительности их вьщачи, увеличить множество возможных режимов вьщачи управл ющих сигналов, обеспечить возможность коррекции в зависимости от состо ни  объекта контрол  и управлени , задаваемого кодом режима, параметров управл к цих сигналов, что расшир ет ее область применени  по сравнению с известными системами

Кроме того, предлагаема  система обеспечивает увеличение функциональной надежности, поскольку позвол ет учитьшать исходное и текущее состо ни  объекта (сигналы частичных и полных блокировок, ошибки и т.д.).

Claims (1)

1. Система дл  контрол  и управлени , содержаща  три элемента И, элемент ИЛИ и блок ввода, соединенный информационным входом с первым информационным входом системы, подключенньш выходом к выходу блока коммутации, блок прерываний, св занный выходом с первым входом второго элемента И, и счетчик импульсов, подключенный счетным входом к выходу первого элемента И, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  области применени , в нее введены три блока коррекции частоты, делитель частоты, блок запуска, блок сравнени , коммутатор и блок задани  режима , подключенный первым и вторым вы ходами к информационным вхГодам соответственно первого и второго блоков коррекции частоты, выходом Пуск и выходом Останов соответственно к первому и второму управл ющим входам блока запуска, а третьими информационными выходами - к первым управл ющим входам блока коммутации , управл ющим входам коммутатора , первым управл ющим входам блока прерываний, управл ющим входам блока ввода, входам элемента ИЛИ и к третьим управл ющим входам блока запуска, св занного информационным

входом с вторым информационным входом системы, а выходом - с входом генератора импульсов, вторыми управл ющими входами блоков коммутаций и прерьшаний и с первым входом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу первого блока коррекции частоты, а третьим входом - к выходу блока сравнени , св занного первыми входами с выходами блока ввода и соединенного вторыми входами с выходами счетчика импульса и с информационными входами третьего блока коррекции частоты, подключенного управл ющим входом к первому выходу генератора импульсов, а выходом - к первому информационному входу блока коммутации, к первому входу третьего элемента И, к второму входу вто ,рого элемента И, соединенного выходом с вторым информационным входом блока коммутации и с входом делител  частоты, подключенного выходами к информационным входам коммутатора, св занного выходом с третьим управ- л ющим входом блока прерываний, причем вьгход второго блока коррекции частоты соединен с третьим информационным входом блока коммутации, а управл ющим входом - с выходом треть его элемента И, подключенного вторьм входом к выходу элемента ИЛИ, а второй выход генератора импульсов св зан с управл ющим входом первого блока коррекции частоты,

2, Система по п. 1, о т л и ч а-. ю щ а   с   тем, что блок прерывани содержит триггер, генератор нул , элемент РШИ, элемент И и элемент задержки , подключенный входом к инверс ному выходу триггера, а выходом - к первому входу элемента И, св занного BTopijM входом с вторым управл ющим входом блока, подключенного первыми управл ющими входами к входам элемен та ИЖ, соединенного выходом с третьим входом элемента И, св занного выходом с S-входом триггера, подключенного пр мым выходом к выходу блока, С-вхрдом к третьему управл ющему

входу блока, а D-входом - к выходу генератора нул .

3, Система по п. 1, отличающа с  тем, что блок запуска содержит коммутатор, два элемента И, четыре элемента ИЛИ и RS-триггер св занный пр мым выходом с выходом блока, единичным входом - с выходом коммутатора, а нулевым входом - с выходом первого элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу второго элемента И, а вторым входом - к второму управл ющему входу блока, соединенного первым управл ющим входом с первым входом первого элемента И, а информационным входом с вторым входом первого элемента И, первым входом второго элемента И и с информационными входами коммутатора , подключенного первым управл ющим входом к выходу первого элемента И, а вторым и третьим управл ющими входами - к выходам соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, соединенных входами с соответствующим разр дом третьего управл ющего входа блока, соединенного другими разр дами того же входа с входами второго элемента ИЛИ, св занного выходом с вторым входом второго элемента И,

4, Система по п. 1, о т л и ч аю щ а   с   тем, что каждый блок коррекции частоты содержит элемент задержки, элемент ИЛИ, узел сравнени  и счетчик импульсов, подключенный управл ющим входом к выходу элемента ИЛИ, установочным входом - к выходу элемента задерж1Ш, счетным входом - к управл ющему входу блока и к управл ющему входу узла сравнени , св занного первым выходом с выходом блока, вторым выходом - с входом элемента задержки, первыми информационными входами - с информационными входами блока и с входами элемента ИЛИ, а вторыми информационными входами - с выходами счетчика импульсов.

Сигнал на управл ющем входе (3) коммутатора 13

Сигналы на входах элементов ИЛИ 62 и 63

5, 8j, Сигналы на входах элементов 10 и 12 ИЛИ 62 и 64

(ЗОз)

от

M

(63)

(6.2)

(64)H

(62)

Риг,2

«

а

оа

0ut.S