Многоканальный регулятор тепловых процессов

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ по авт. св. № 943667, отличающийся : тем, что, с целью повышения надежности , он содержит соединенные последовательно третий элемент И второй блок памяти, второй буферный элемент, второй сумматор и четвертый элемент И, связанный /вторым входом с вторым входом третьего элемента И и вторым выходом блока управления, а выходом - с третьим входом коммутатора, причем третий элемент И первым входом подключен к второму выходу распределителя импульса, второй буферный элемент вторым входом связан с первым выходом распределителя импульсов , второй выход второго сумматора соединен с вторьом входом второго блока памяти. S (Л CZ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И У

РЕСПУБЛИК

ue) ПИ

Э(511 6 05 В 23/19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 943667 (21) 3363759/18-24 (22) 08.12.81 (46) 23.04.83. Бюл. Р 15 (72) Г.А. Губайдуллин, Г.Д. АлфероВ, M.Л. Юдкевич и Б.M. Самохвалов (71) Государственный проектный и на- учно-исследовательский институт Челябинский промстройниипроект ,(53) 621. 555.6(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 943667, кл. G 05 D 23/19, 1980 (прототип); (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР

ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ по авт. св.

Р 943бб7, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он содержит соединенные последовательно третий элемент И,второй блок памяти, второй буферный элемент, второй сумматор и четвертый элемент

И, связанный .вторым входом с вторым входом третьего элемента И и вторым выходом блока управления, а выходом — с третьим входом коммутатора, причем третий элемент И первым входом подключен к второму выходу распределителя импульса, второй буферный элемент вторым входом связан с первым выходом распределителя импульсов, второй выход второго сумматора соединен с вторым входом второго бло- ка памяти. е

1013922

Изобретение относится к автоматическому регулированию технологических процессов термообработки изделий в группе технологических установок.

По основному авт. св. 9 943667 известен многоканальный регулятор тепловых процессов, содержащий соединенные последовательно опорный генератор и делитель частоты, включенные последовательно блок управления и блок опроса, и=верительные входы 10 по числу каналов которого связаны с датчиками т мпературы, управляющие выходы — с исполнительными органами по числу каналов, а выход согласования связан с первым входом блока 15 управления, а также включенные последовательно счетчик импульсов, первый блок памяти, коммутатор импульсов, первые буферный элемент и ° сумматор, а также первый.и второй элементы И, распределитель импульсов, формирователь тактовых импульсов, блок индикации, селектор импульсов, таймер и блок программирования, вход которого подключен к выходу 25 счетчика импульсов, к первым входам формирователя тактовых импульсов, блока индикации и второму управляющему входу блока опроса, а выходы: первый — к второму входу первого сумматора, второй — к первому входу селектора импульсов, третий — к первому входу блока управления, четвер, тый - к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход - с треть-З5 им, управляющим блоком опроса, четвертый управляющий вход которого соединен с вторым входом первого буферного элемента и первым выходом распределителя импульсов, второй выход 40 которого подключен к третьему входу первого блока памяти, а входы — к выходу первого элемента и первому выходу делителя частоты, соединенному с входом счетчика импульсов, второй 45 выход делителя частоты связан с первым входом, а третий через формирователь тактовых импульсов — с вторым входом первого элемента И, причем селектор импульсов вторым входом свя- 50 зан с вторым входом блока индикации и выходом первого блока памяти, а выходы через блок управления с трвтьим входом блока индикации и вторым входом коммутатора импульсов, третий вход которого соединен с вторым вы»ходом блока управления (1 ).

Однако в таком регуляторе возможна ложная коррекция программы при воздействии импульсной кратковремен- 60 ной помехи на измерительные цепи, что .приводит к снижению точности программирования.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости регулятора. 65

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный регулятор тепловых процессов введены соединенные последовательно третий элемент И, второй блок памяти, второй буферный элемент, второй сумматор и четвертый элемент И, связанный вторым входом с вторым входом третьего элемента И и вторым выходом блока управления, а выходом — с третьим входом коммутатора, причем третий элемент И первым входом подключен к второму выходу распределителя импульсов, второй буферный элемент вторым входом связан с первым выходом распределителя импульсов, второй выход второго сумматора соединен с вторым входом второго блока памяти.

На чертеже приведена структурная схема регулятора.

Регулятор содержит опорный генератор 1, делитель частоты 2, первый

3 элемент И, распределитель 4 импульс. сов, счетчик 5 импульсов, формирова тель 6 тактовых импульсов, первый блок памяти 7, первый 8 сумматор, блок 9 программирования, блок 10 индикации, коммутатор ll, первый 12 буферный элемент, селектор 13 импульсов, блок 14 управления, второй

15 элемент И, блок 16 опроса, таймер

17, термодатчики 18 исполнительные органы 19, второй 20 буферный элемент, второй 21 блок памяти, второй

22 сумматор, третий 23 и четвертый

24 элементы И.

Генератор 1, делитель частоты 2 ц счетчик 5 соединены последовательно„

Выход счетчика 5 подключен к адрес». ным входам блоков 7 и 21 памяти, блока 9 программирования, блока 10 индикации, формирователя 6 тактовых импульсов, блока 16 опроса. Делитель

2 соединен также с входами формирователя 6 .тактовых импульсов, элемента И 3 и распределителя 4 импульсов, первый вход которого соединен С выходом элемента И 3, а выходы (с первого по четвертый) подключены сооТветственно к тактовым входам буферного элемента 20, элемента И 23, буферного элемента 12 и блока опроса

16, блока 7 памяти. Выход блока памяти соединен с первым входом коммутатора 11 и вторыми входами блока 10 индикации и селектора 13.

Буферный элемент 12 соединен с выходом коммутатора ll и через сумматор 8 — с информационным входом блока 7 памяти. Буферный элемент 20 соединен с выходом блока 21 памяти и через сумматор 22 -- с вторым входом блока 21 памяти, третий вход которого соединен с выходом элемента И 23. Выходы блока 9 программирования,подключены к задающим входам сумматора 8> селектора 13, блока 14 управления и элемента И 15, соеди1013922 ненного также с таймером 17 и третьим входом блока опроса 16, который соединяет термодатчики 18 с третьим входом блока 14 управления и первый выход последнего - с исполнительными органами 19. Второй вход блока 14 управления соединен с вторыми входами элементов И 23 и 24, а третий вы-. ход - с третьим входом блока 10 индикации и вторым входом коммутатора 11, третий вход которого связан с первым 1О выходом сумматора 22 через элемент .

И 24.

Устройство работает следующим образом.

Блок 9 программирования выдает эа- 15 несенную в него, оператором информацию о режимных параметрах в цифровом коде для каждого канала термообработки, а именно: на сумматор 8 о темпе нагрева или охлаждения, на селектор

13 об,уровне изотермы, на блок 14 управления о гистерезисе регулирования и коррекции, на элемент И 15 о времени окончания цикла термообработки. Сигнал генератора 1 преобраэу-. >5 ется делителем частоты 2 в сигналы с частотами f„ (äëÿ управления адресными входами блоков с помощью счетчика 5), Е (для тактирования работы распределителя 4 импульсов через элемент И 3 — определяет частоту перезаписи информации в блоке 7 памятн), Е>. (для управления формирователем 6 тактовых импульсов). ри этом У. nf »Юа, где число разрядов распределителя импуль- M сов 4.

Формирователь 6 осуществляет формирование импульса: одного сигнала с длительностью между моментами обнуления счетчика 5, соответствующей 4О времени разового опроса всех кана-лов. При этом осуществляется операция суммирования прежних значений сигнала задания в блоке 7 памяти с заданным на сумматор 8 значением приращения. Темп изменения сигнала задания равен К„f, где К. — код приращения.

Блок 7 памяти — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) с послов.ной выборкой, причем разрядность ..слова (строки) определяется требуемой точностью задания режима термообработки, а количество слов (столбцы) — числом каналов регулирования.

Распределитель 4 импульсов с при. ходом сигнала от формирователя 6 тактовых импульсов в течение каждого адресного сигнала формирует короткий импульс, сдвигающийся за такт от. первого выхода к четвертому. В момент смены адреса распределитель 4 принудительно обнуляется. Блок 7 ра-, ботает постоянно в режиме пословной выборки, а с приходом тактового сигнала от распределителя 4 импульсоввыборка дополняется операцией суммирования или коррекции (в случае нарушения режима термообработки).

При этом по адресному сигналу осуществляется выборка информации из блока 7, -ее передача через коммутатор ll (если сигнал задания меньше уровня изотермы) на буферный элемент

12 и запись в память последнего по сигналу распределителя 4. Далее сигнал задания суммируется в сумматоре, 8 с заданным приращением и по оигналу распределителя 4 заносится в данное слово ОЗУ вместо прежней информации. Если в результате действия помех динамическая ошибка регулирования превысит. допустимое значение, на втором выходе блока 14 управления появится сигнал разрешения на запись дополнительной 1 в данное слово блока 21 памяти. Блоки 20, 21 и 23 работают аналогично блокам 7,8 и 12 и тактируются также распределителем

4 импульсов, реализуя многоканальный счетчик импульсов., Эти блоки образуют в каждом канале цифровой фильтр, исключающий ложную коррекцию при прохождении кратковременной помехи. Степень фильтрации К равна объему памяти информационного слова

ОЗУ. Коррекция программы произойдет только в случае многократного (К-.раз) появления сигнала коррекции в рассмагриваемом канале за несколько циклов опроса этого канала.

При появлении К-го сигнала коррекции программы канала в буферный элемент 20 запишутся все разрядные 1, на выходе сумматора 22 появится сигнал переполнения, подключающий коммутатором ll код сигнала об ратной связи через сумматор 8 для записи в блок 7 памяти. Таким образом, за время присутствия каждого адресного сигнала (соответствунщего номеру опрашиваемого канала) поочередно осуществляется запись информации в буферный элемент 20. в блок 21 памяти, в буферный элемент 12 и вате в блок 7 памяти. Каждый канал регулирования работает независимо от других каналов.

Селектор 13 пропускает на выход наименьший из входных сигналов— сигнал задания от блока 7 либо код уровня изотермы. Блок 16 опроса периодически последовательно подключает блок 14 управления к термодатчику 18 и первому входу исполнительного органа 19. По второму .входу последнего производится откючение закончившего программу термообработки канала .при равенстве заданного вре« мени блоком 9 программирования и текущего времени таймера 17.

Блок 14 управления усиливает сигнал термодатчика, определяет эначение сигнала ошибки "(разность сигнала

1013922

Составитель Л. Птенцова

Техред И.Гайду

Редактор Н. Джуган Корректор М. ÐO

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3016/56

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 задания и термодатчика), по которому формирует сигналы управления и коррекции. Логический уровень управля. ющего сигнала по стробирующему импульсу распределителя 4 запоминается в исполнительных органах 19 фикса" 5 торами ™ 0 порядка.

Перед пуском канала в работу блоком 9 программирования устанавливается режим термообработки, а затем подается разрешающий сигнал на вклю- 30 чение исполнительного органа. С этого момента блок У памяти начинает формировать сигнал задания, изменяющийся от начальной температуры до уровня изотермы, который фиксируется 5 селектором 13, переключающим регулятор в режим стабилизации параметра..

Если помехи и возмущения нарушают режим термообработки, сигнал ошибки превышает допустимое значение и фиксируется блоком 21 памяти. Многократные сбои свидетельствуют о значительности помехи или сбое в программоносителе. В.этом случае помеха проходит через цифровой фильтр (блоки

20-24) на коммутатор ll .и корректирует программу.по сигналу обратной связи, ликвидируя тем самым большие

Уровни сигнала ошибки..

Таким образом, предлагаемйй регулятор представляет собой цифровую многоканальную систему с индивидуальным программированием работы ее каналов и эффективной фильтрацией помех, реализованной на основе многоканального цифрового фильтра.