Устройство для контроля ресурса системы

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1032467 (51) 6 07 С 3/10 т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3417598/18 24 (22) 05,04.82 (46) 30.07.83. Бюл. ¹ 28 (72) В. П. Сугак, Г. Н. Воробьев и,П. В. Бакурацзе (53) 621.178(088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР

% 682926, кл, С, 07 С 3/10, 1978.

2. Авторское свицетельство СССР . по заявке ¹ 3287344/18-24, кл. Q 07 С 3/10, 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

РЕСУРСА СИСТЕМЫ, соцержашее цатчик

pacxoga ресурса, выход которого поцклкьчен к первым вхоцам первого элемента сравнения и первого элемента И, второй вхоц которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вхоц которого поцключен к выхоцу первого блока умножения, цатчик времени, выхоц которого подключен к вхоцу первого блока нелинеййости и к первому вхоцу интег ратора, второй блок нелинейности, выхоц . которого соецинен с первым вхоцом второго блока умножения, второй вхоц которого подключен к выходу первого блока деления, выход второго блока умножения соединен с первым входом сумматора, выхоц которого подключен к первому вхоцу второго элемента И, выхоц которого через третий блок нелинейности поцключен к второму вхоцу интегратора, второй элемент сравнения, выхоц которого соединен с первым вхоцом третьего элемента И, выхоц которого поцключен к регистратору, выход блока возвецения в степень соецинен с первым BxogoM первого блока целения, и счетчик числа нарушений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него ввецены элементы ИЛИ, третий блок умножения, датчик случайных помех, четвертый элемент И, генератор тактовых импульсов, счетчик .импульсов, второй блок целения и третий элемент сравнения, вхоцы которого поцключены соответственно к выходам второго блока целения и счетчика импул сов, который соецинен с первым вхоцом третьего блока умножения, выход которого поцключен к второму вхоцу первого блока деления, вхоцы блока возвецения в степень соецинены соответственно с выхоцом счетчика импульсов и с выхо 2 цом элемента НЕ, выхоц первого блока Я нелинейности поцключен к вхоцу элемента HE и к вхоцу второго блока нелинейност 1/Д ввтннн врвмннн ссввнтвн с парным внс цом четвертого элемента И, второй вход которого поцключени к цатчику случай- ф ных помех, выхоц четвертого элемента через счетчик числа нарушений соецинен с первым вхоцом первого блока умножения, второй выхоц первого элемента . © ). сравнения соецинен с первым вхоцом Р первого элемента HIIH, выхоц которого 4 поцключен к первому вхоцу генератора тактовых импульсов, выхоц которого подключен к первому вхоцу счетчика импульсов, второй вхоц которого, первый вхоц второго элемента ИЛИ и второй вхоц сумматора объединены и соецинены с выхоцом второго элемента сравне« ния, первый вхоц которого поцключен к выхоцу четвертого блока нелинейности, второй выхоц первого элемента сравнения соединен с вторым вхоцом второго элемента ИЛИ, выхоц которого поцключен к вхо цу цатчика расхоца ресурса, выхоц кото10 рого соединен с вторым вхоцом первого элемента И, bblxoll которого подключен K первому входу второго блока целения и к второму вхоцу третьего элемента И, первый выход третьего элемента сравнения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выхоц третьего

32 467 элемента сравнения подключен к второму. входу второго элемента И я к второму входу генератора тактовых импульсов, вторив вхоцы первого блока умножения, второго блока целвния и второго элемента сравнения соепинены с входами устройства.

Изобретение относится к автоматиза» ции контроля и управления произвоцственными процессами и может быть исполь эовано в автоматизированных системах контроли и управления технологическими 5 процессами и производством, а также в научных исслецованиях и технике, гце требуется нахоцить значение величины запаса ограниченных ресурсов, расходуемых сложной системой, Известно устройство для определения использования ресурса изделий, которое содержит датчики климатических условий, подключенные через корректирующие звенья к интегратору, датчик времени и индикаторное устройство (1 ), Недостатком цанного устройства является узкая область применения в силу то го, что оно не позволяет опрецелить величину используемого ресурса в системе.

Наиболее близким к прецлагаемому по технической сущности является устройство цля опрецеления оптимального зна юния времени регенерации ресурса системы, 35 которое содержит датчик расхода ресурса, выхоц которого подключен к первым входам первого элемента сравнения и первого элемента И, второй вхоц которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого поцключен к выходу первого блока умножения, датчик времени, выход которого подключен к входу первого блока нелинейности и к первому вхопу интегратора, второй блок нелинейности, выход которого

35 соединен с первым входом второго блока умножения, второй вхоц которого поцклк чен к выходу первого блока деления, вы ход второго блока умножения соецинен с первым входом первого сумматора, вы-. ход которого попключен к первому входу первого элемента И, выхоц которого через третий блок нелинейности подключен к второму вхоцу интегратора, элемент сравнения, выхоц которого соепинен с первым вхоцом третьего элемента И, выхоц которого подключен к регистрато ру, выхоц блока возведения соединен с первым входом первого блока целения, счетчик числа нарушений и второй сумматор (2 J, Недостаток прототипа заключается в том, что он служит. только цля nripeaeneния эначен ия времени, когда необход имо осуществлять регенерацию ресурса системы, однако не позволяет опрепелить величину запаса ресурса, выцеляемого в системе цля ее нормального функционирования в течение требуемого интервала времени.

11ель изобретения - повышение инфор» мативности устройства путем определения необходимого запаса ресурса системы, процесс функционирования которой происхо цит в условиях воэцействия различного роца возмущений, и, тем самым, обеспечения нормального функционирования системы в течение зацанного времени на основе использования этого ресурса.

Указанная цель цостигается тем, что и устройство цля контроля ресурса систе мы, соцержашее датчик расхоца ресур- са, выхоц которого попключен к первым вхоцам первого элемента сравнения и первого элемента И, второй вхоц которого соединен с первым вхопом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого блока умно>кения, датчик времени, выхоц которого подключен к вхоцу первого блока нелинейности и к первому входу интегратора, второй блок нелинейности, выход которого соецинен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выхоцу первого блока деления, выход второго блока умножения соединен

1032467 с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому вхо цу второго элемента И, выход которого через третий блок нелинейности поцключен к второму входу интегратора, второй 5 элемент сравнения, выхоц которого соединен с первым вхоцом третьего элемента И, выход которого подключен к регистратору, выхоц блока возведения в степень соединен с первым входом первого блока деления, и счетчик числа нарушений, введены элементы ИЛИ, третий блок. умножения, датчик случайных помех, четвертый элемент И, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, второй блок деления и третий элемент сравнения, входы которого подключены соответственно к выходам второго блока целения и счет чика импульсов, который соецинен с первым вхоцом третьего блока умножения, выхоц которого подключен к второму вхоцу первого блока деления, вхоцы блока возвецения в степень соецинены соответственно с BblxoQQM счетчика импульсов и с выхоаом элемента НЕ, выход первого блока нелинейности поцключен к входу элемента HE и к вхоау второго блока нелинейности, датчик времени соецинен с первым вхоцом четвертого элемента И, второй вхоц которого поцключен к цатчи- 30 ку случайных помех, выхоц четвертого элемента, через счетчик числа нарушений соединен с первым вхоцом первого блока умножения, второй выход первого элемента сравнения соединен с первым вхоцом З5 первого элемента ИЛИ, выхоц которого подключен к первому вхоцу генератора тактовых импульсов, выхоц которого поцключен к первому вхоцу счетчика имимпульсов, второй вход которого, первый 40 вхоц второго элемента ИЛИ и второй вхоц сумматора объецинены и соединены с выходом второго элемента сравнения, ;первый вход которого поцключен к выхо цу четвертого блока нелинейности, вто- 45 рой выхоц первого элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу датчика расхоца ресурса, выхоц ко тораго соединен с вторым входом перво- 50 го элемента И, выход которого поцключен к первому входу второго блока деления и к второму входу третьего элемента И, первый выход третьего элемента сравнения соединен с вторым вхоаом первого элемента ИЛИ, второй выход третьего элемента сравнения поцключен к второму ! вхоау второго элемента И и к второму вхоцу генератора тактовых импульсов, вторые вхоцы первого блока умножения, второго блока деления и второго элемента сравнения соединены с входами уст ройс тва.

На чертеже привецеиа блок-схема уст ройства.

Устройство содержит датчик 1 случайных помех, датчик 2 расхоца ресурса на нейтрализацию возмущений, счетчик 3 числа нарушений, цатчик 4 времени, пер вый элемент И 5, первый блок 6 нелинейности, реализующий функцию P(t первый 7 блок умножения, первый элемент 8 сравнения, первый элементИЛИ9, второй элемент И 10, первый блок 11 деления, третий элемент И 12, второй элемент ИЛИ 13, генератор 14 тактовых импульсов, счетчик 15 импульсов, поступающих с генератора 14 тактовых импульсов, соответствующее количество по ступивших за время + возмущений, ЗЛА блок 16 возведения в степень, элемент HE 17, второй блок 18 умножения, второй элемент 19 сравнения, четвертый элемент И 20, второй блок 21 деления, третий блок 22 умножения, второй блок 23 нелинейности, реализующий функцию ехр (-3/6 ), сумматор24, третий блок 25 нелинейности, реализую щий функцию

qc )P; — Л (аэ) -л/t3

Цр ., Е =0 интегратор 26, четвертый блок 27 нелинейности, реализующий функцию З г/с 1 р ехр FnE.., е dk), i=0 о третий элемент 28 сравнения и регистратор 29.

Устройство работает слецуюшим образом.

В процессе функционироюния системы на нее в кажцый момент времени влияют различные возмущающие возцействия, которые выдаются датчиком 1 случайных помех и приводят к нарушениям в системе, вызывакхаим ее простой, и требуют для своей нейтрализации опрецеленный запас ресурса, который вырабатывается датчиком 2 расхоца ресурса.

Б счетчике 3 числа нарушений подсчитывается количество возмущений, пришедших в течение заданного времени

4@ 1 которое вырабатывается датчиком 4 времени.

1032467

Сигнал с датчика 4 поступает на управляющий первый вход четвертого элемента И 20, на второй ахоп которого с датчика 1 случайных помех поступает вели-. чина пришедших возмущений за вре-мя,/,, Кроме того, величина 1,„/ с датчика 4 поступает на вход первого блока 6 нелинейности, вычисляющего функцию Л {1q д )

Вычисленное в счетчике 3 значение числа возмущений поступает на третий блок 22 умножения, в котором оно умножается на величину с интенсивности расхода ресурса на нейтрализацию едини35 цы возмущений. Полученное таким образом значение величины ресурса 1U = t ) поступает на первый, вход элемента 8 сравнения, в котором оно сравнивается с фактической величиной ресурса v ф, вы1 20 даваемого датчиком 2 расхода ресурса.

Вслучае,,когда поступившие за вре мя с, возмущения требуют пля своей нейтрализации величину ресурса, большую г, т,е, когда в элементе 8 срав

1 4 нения оказывается 1 а=г. 0 Ф, то сигнал с

j .! второго выхода первого элемента 8 сравнения поступает на второй вход элемента ИЛИ 13, с выхода которого управляющий сигнал поступает на вход датчика 2 расхода ресурса для выдачи им дополнительного значения d г . величины

J фактического запаса ресурса.,В этом слу чае, когда фактическая величина запаса ресурса г - на выходе датчика 2 оказывается достаточной для нейтрализации поступивших эа время 1 возмущений, т,е. в результате сравнения в первом элементе 8 сравнения имеет место

Ф кн= !"- < -, сигнал с первого выхода эле

3 мента 8 сравнения поступает на управля- 40 юший второй вход первого элемента И 5, величина гФ с датчика 2 расхода рз

1 сурса поступает на первый вход первого элемента И 5 и с его выхода на вто рой вход второго блока 21 деления, а также на первый вход третьего элемента И 12, Во втором блоке 21 деления произво дится деление !" на величину интенсив-! ности с! расхода ресурса на нейтрализацию о возмущений, поступающих на первый вход блока 21, и тем самым попсчиты веется значение 1,=r-/а фактического ф ср- / числа возмущений, поступивших за время t и требующих для своей нейтра лизаций значение ресурса, равное I Ф, которое должно расходоваться с интен сивностью с!, Одновременно с первого выхода первого элемента 8 сравнениУ управляющий сигнал поступает на первый вход первого элемента ИЛИ 9 и с его выхода на первый вход генератора 14 тактовых импульсов, который с тактовой частотой выдает импульсы, соответствующие поступающим эа время Ф. возмущающим воздействиям, которые накапливаются в счетчике 15 и поступают на первый вход блока 16 возведения в степень, гпе инвертированная в элементе HE 17 величина A(t» ) возводится

С/ в степень 1, т.е. имеет место Л (t > ).

Кроме того, с выхопа счетчика 15 величина т поступает на вход третьего бло» ка 22 умножения, гпе считывается факториал 1, т.е.1.,а также на второй вход третьего элемента 28 сравнения, гпе происходит сравнение 1, с величиной 1, Если оказывается, что 1 < j то управляющий сигнал с второго выхода третьего элемента 28 сравнения поступает на вто рой вход генератора 14 тактовых импульсов, останавливая его, а также на управляющий первый вход второго элемента И 10.

Когда оказывается, что 1 >, то сиг» нал с первого выхода третьего элемента 28 сравнения поступает на второй ахоп пер вого элемента ИЛИ 9 и с его выхода на первый ахоп генератора 14 тактовых импусов для выдачи очередного импульса.

С,выхода блока 16 возведения в сте пень значение Л (с, поступает на второй вход первого блока 11 деления, на первый вход которого поступает с третьего блока 22 умножения значение величины 1.!.

С выхода первого. блока 11 деления

1/ значение величины / мед) поступает

1. ! на второй вход второго блока 18 умножения, в котором оно умножается на значение величины е ("*, поступающее с выхода второго блока 23 нелинейности на первый вход второго блока 18 умно» жения. Вычисленное во втором блоке 18 умножения значение величины поступает на второй sxoa сумматора 24, на первый вход которого подается сигнал, устанавливающий его в нулевое состояние перец началом работы. В сумматоре 24 по мере расходования ресурса на нейтра лнэацию возмущений, т.е, до выполнения

1032467 условия 1., ..

1=0

1.

°, 8

I которое с выхода сумматора 24 поступает на второй вход второго элементаИ10, В случае поступления на.первый вход второго элемента И 10 управляющего сигнала (когда оказывается выполненным условие 1,(1), с выхода второго элемента И 10 вычисленное в пеРвом сумматоторе 24 значение величины нед

r (g » ) -"(не..( е

I=О

1 поступает на вход третьего блока 25 нелинейности, реализующего функцию . « /о(Я ) -ца,„„

Л

1 О и на вход четвертого блока 27 нелинейности, реализующего функцию

+ зс д 1(*j/a / (t ) нар(() W, * о

- (зс Д) т.е. вычисляющее значение вероятности ., P(KJ, значение которой с выхода четвертого блока 27 нелинейности поступает на первый вход второго элемента 19 сравнения, в котором оно сравнивается со значением заданной вероятности Р>, поступающим на второй вход второго элемента 19 сравнения. В случае, когда оказывается, что Р®< Р, то с первого выхода второго элемента 19 "ðàâíåíèÿ управляющий сигнал поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 13, его выход на вход датчика 2 расхода ре« сурса на выдачу дополнительного значения величины ресурса, а также устанав» ливает необходимые элементы 15 и 24 устройства в исходное (нулевов) состояние.

Если во втором элементе 10 сревнения окажется, что Р(1),Р3, то с его второго выхода управляющий сигнал поступает на второй вход третьего элемента И 12, 5 с a»(xoaa которого снимается поступающее на его первый вход через элемент И 5 с выхода датчика 2 расхода ресурса пе» обходимое значение величины г Й „()

% запаса ресурса.

Значение величины T (4 j запаса подается на вход регистратора 29, явля юшегося выходом устройства.

Работа устройства на этом заканчивается.

Изобретение позволяет предотвратить ущерб за счет недопущения срыва эапла нированннх работ, а также эа счет более экономичного использования ресурса в системе

20 Экономический эффект от его внедрения можно оценить величиной стоимости предотвращвнного ущерба эа счет недопу щения простоя системы.

Таким образом, при этом необходимо различать два случая:

1. При опредвлении запаса ресурса оказалось заниженным значенио r (t>Ä )

В этом случае система будет работать при Ь < с... что повлечет срыв заплани

30 рованных работ, и ущерб определится выражением

ltl „= с,,я,, 1=1

35 где („ - стоимость уше рба от невыполнения i -й работы; Р; =О, если 3 -я работа выполнена; Р; 1, если i -я работа нв выполнена.

2, При определении запаса ресурса

40 оказался завышенным r. (t .) .

Тогда IIocIIG функционирования системы в течение времени остается неизрасходованной некоторая величина Д ресурса.

В этом случае ущерб определяется выражен ием

Y =сд, г где С - стоимость единицы ресурса, вьщелявмого в системе, 1032467

Составитель Н. Баганова

Редактор А. Ворович Техред М,Надь Корректор О, Билак

Закаэ 5403/53 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4