Система управления технологическим процессом

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПО авт. св. № 954128, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы системы, она дополнительно содержит интегратор и нульорган , причем второй выход управляющая вычислительной машины соединен со входом интегратора, выход которого соединен со входом нульоргана , выход которого соединен с третьим входом схемы ИЛИ блока аварийного отключения. W itS ел CD :п

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИК

П9) (11) ЗС51) В 21 В 7 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

lIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

& Мв . Д р.Ч{оЩ()ъЩу, H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда KIICC (53) 621.771.23 (088.8) O

Ф (61) 954128 (21) 3459584/22-02 (22) 11.05.82 (46) 15.10.83. Бил. 9 38 (72) В.A.Кузин, Е.В.леонидов- Каневский и A.È.Ñáèòíåâ. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 954128, кл. В 21 В 37/00, 1981. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ по авт. св.

)) 995544112288, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы системы, она дополнительно содержит интегратор и нульорган, причем второи выход управляюшеи вычислительнои машины соединен со входом интегратора, выход которого соединен со входом нульоргана, выход которого соединен с третьим входом схе)аа ИЛИ блока аварийного отключения.

1047565

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУ ТП) с помощью управляющих вычислительных машин (УВМ ) и может найти применение в АСУ ТП широкополосных станов горячей прокатки (ЫСГП).

Известна система управления технологическим процессом, содержащая блок датчиков УВМ, блок локальных регуляторов, пульт управления,. вы ходкой .преобразователь, блок исполнительных механизмов, дискретный интегратор с памятью и блок аварийного отключения, причем выход блока датчиков соединен с первыми входами блока локальных регуляторов и УВМ, второй вход которой соединен .с первьм выходом пульта управления, второй и третий выходы которого соответственно соединены с первым и вторым входами выходного преобразователя, а первый вход — с выходом блока аварийного отключения, вход которого сое динен с первым выходом УВМ, второй выход которого соединен с третьим входом выходного преобразования, четвертый вход которого соединен с . выходом блока локальных регуляторов второй вход которого соединен с выходом дискретного интегратора, выход выходного преобразования соединен со входом блока испытательных механизмов„ четвертый выход пульта управления соединен с первым входом дискретного интегратора с памятью, второй выход УВИ соединен со вторым

- входом дискретного интегратора, а .третий выход УВИ соединен со вторым входом пульта управления (1) . Известная система имеет недостаточную надежность работы, связанную с отсутствием в ней средств, позволяющих отключать канал уйравления от УВМ при возникновении искажений на ее выходе. Результаты функционирования программного обеспечения (ПО) и полученные при этом данные характеризуются некоторой ограниченной достоверностью. Первичными причинами снижения достоверности обработанной управляющей информации на выходе УВМ могут быть искажение исходных данных, поступаю- . щих от внешних абонентов; невыявленные ошибки в IIO. непредусмотренные воздействия обслуживающего персонала (оператора) .

Указанные причины могут являться источниками возникновения аварийных ситуаций на объекте управления в результате, . например, проявления скрытой ошибки ПО. При этом технические средства УВМ-работают исправно. Следствием проявления ошибок в ПО в условиях применения УВМ s АСУ ТП ШСГП может являться, например, поломка накимных винтов, забуривание полосы !

50 процессом.

Система содержит блок 1 датчиков

УВМ 2, блок 3 локальных регуляторов, пульт 4 управления, выходной преобразователь 5, блок 6 исполнительных механизмов, дискретный интегратор 7 с памятью, блок 8 аварийного отклонения, содержащий элемент 9 задержки на включение, элемент 10 задержки на отключение, схему 11 НЕ и схему 12 ИЛИ, интегратор 13 и нуль-орган 14, причем выход блока 1 датчиков .соединен с первыми входами

УВМ 2 и блока 3 локальных регуляторов,второй вход УВМ 2 соединен с первым выходом пульта 4 управления, второй и третий выходы которого co\ и др., что ведет к снижению проиэводительности работы стана, потерям металла.

Цель изобретения - повышение надежности работы системы.

Укаэанная цель достигается тем, что в систему управления технологическим процессом дополнительно введены интегратор и нуль-орган, причем второй выход УВМ соединен с (G входом интегратора, выход которого соединен со входом нуль-органа, выход которого соединен с третьим входом схемы ИЛИ блока аварийного отключения.

15 Применение. интегратора позволяет суммировать напряжение управляюще" го сигнала во.времени и тем самым иметь на выходе последнего сигнал, по которому можно судить о правильности выдачи управляющих сигналов

УВМ. Затем используется известное свойство центрированных стационарных случайных процессов, заключающееся в том, что математическое ожидание случайной величины — нуль, следовательно при нормальной работе системы результатом суммирования управляющих сигналов c YBN должен быть нуль или величина, близкая к нему. При сбоях ПО или УВМ, когда система начинает выдавать неправильные управляющие сигналы на объект регулирования, на выходе интегратора спустя некоторое время, опреде" ляемое выбранной постоянной интегрирования, появляется сигнал, отличный от нуля, по которому можно судить о возможности сбойной ситуации в системе.

Ввод в систему нуль-органа поэ40 воляет фиксировать момент возникновения сигнала, отличного от нуля, на выходе интегратора.

Связь выхода нуль-органа с третьим входом схемы ИЛИ блока аварийного отключения позволяет проиэводить отключение УВМ от объекта в случае возникновения сбоя ПО.

На чертеже представлена блок-схема системы управления технологическим

1047565 ответственно соединены с первым и вторым входами выходного преобразователя 5, четвертый выход - с первым входом дискретного интегратора 7, а первый вход — с выходом блока 8 аварийного отключения, который является выходом схемы 12 ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом элемента 9 задержки на включение, а . второй - c выходом схемы 11 НЕ, вход которой соединен с выходом элемен та 10 задержки на отключение, а входы элементов 9 и 10 соединены с пер- вым выходом УВМ 2, второй вход которой соединен с третьим входом выход ного преобразователя 5, четвертый 15 вход которого соединен с выходоМ блока 3 локальных регуляторов, второй выход УВМ соединен со входом интегратора 13, выход которого соединен со входом нуль-органа 14, выход которо- 2О

ro соединен с третьим входом схемы

12 ИЛИ.

Интегратор 13 служит для суммирования управляющего сигнала, имеющего случайный характер. Постоянная 25 интегрирования выбирается из условия конкретного технологического процесса, с

Нуль-орган 14 служит для фиксиро- вания момента появления на выходе ин- ЗО тегратора 13 заданного напряжения, при котором нуль-орган 14 выбирается в соответствии с параметрами технологического процесса.

Устройство работает следующим образом.

Режим работы системы задается one ратором с помощью пульта 4 управления. Он же задает исходные данные прокатки: толщину и ширину. полосы, допуски, скорость прокатки и т.п. . 40

Выбираются также постоянная интЕгрнрования интегратора 13, порог срабатывания нуль-органа 14. УВМ 2 рас- . считывает для выбранных исходных дай« ных оптимальные уставки начальной на 45 стройки локальных регуляторов 3, которые выдаются на пульт 4 по третьему выходу УВМ 2.

В исходном состоянии на выходах интегратора 13 и нуль-органа 14 нулЬ. 5р

Второй выход УВМ 2 подключен через выходной преобразователь 5 ко входу блока б исполнительных механизмов.

При входе полосы в зону действия датчиков 1, напРимер, в прокатную клеть, сигналы от последних поступают в УВМ 2 для обработки по заданным алгоритмам. в результате чего

УВМ выдает управляющий сигнал, поступающий на третий вход блока 5, откуда после преобразования, управляющий сигнал поступает на исполнительные механизмы б, например, на нажимные винты клети. Одновременно .. управляющий сигнал поступает на вход интегратора 13. При нормальной: 65 работе на первом выходе УВМ появляется последовательность импульсов, .которые поступают на входы элементов 9 и 10 задержки. На выходе элемента 9 задержки 10 — постоянно нуль, а на выходе элемента 10 задержки 10 — единица, что обусловлено наличием на входах элементов. 9 и 10 задержки сигнала с nepaoro выхода УВМ 2. На выходе схемы 12

ИЛИ - нуль, так как на всех ее трех входах нули. При нормальной работе

ПО и. нормальном ходе технологического процесса на вход интегратора

13 поступают сигналы разной полярности, распределенные по нормальному закону, в результате суммирования которых на выходе интегратора 13 устанавливается величина, близкая к нулю, или в пределах, устанавливаемых оператором.При сбое ПО системы нормальный закон распределения управляющих сигналов на выходе УВМ, как правило, нарушается.

Это приводит к тому, что на вход интегратора 13 поступают сигналы преимущественно одного знака, что приводит через некоторое время к возникновению на его выходе сигнала, отличного от нуля или другой выбраннои величины. Как только величина сигнала на выходе интегратора 13 достигает величины порога срабатывания нуль-органа 14, на выходе последнего возникает единица, которая поступает на третий вход схемы

12 ИЛИ, в пульт 4 управления, отключается от УВМ канал управления и подключается канал управления от локальной системы. "Единица" с выхо-. да схемы 12 ИЛИ, попадая на первый вход пульта 4, подключает на второй вход выходного преобразова теля 5 выход локального регулятора

3 ° Управляющее воздействие в регуляторе 3 рассчитывается на основании информации с датчиков 1, уставок.пульта 4, рассчитанных при пуске системы управления, а также управляющих сигналов УВМ, выдаваемых последней в момент, предшествующий сбою, которые хранились в памяти интегратора 7. В соответствии с заданным алгоритмом регулятор 3 вырабатывает управляющий сигнал, поступаниций после преобразования в блоке 5 на вход исполнительных механизмов.

При сбое технических средств, т.е. собственно УВМ, прекращается генерация импульсов на первом выходе

УВМ. В случае прекращения генерации на первом выходе УВМ появляется отличный от нуля потенциал, по истечении времени задержки на выходе элемента 9 появляется единица, кото. рая через схему 12 ИЛИ поступает на

1047565

Составитель A.Ñåðãååâ

Редактор A.Äoëèíè÷ Техред И.Гайду Корректор М.Демчик

Заказ 7810/9 Тираж 816 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 первый вход пульта 4 управления. В случае прекращения генерации от УВМ по истечении времени задержки на выходе элемента 10 появляется нуль, который инвертируется схемой 11 НЕ, единица через схему 12 ИЛИ поступает на первый вход пульта 4. В результате чего в обоих рассмотренных случаях канал управления от УВМ отключается, включается. канал управления от локального регулятора 3 °

Управление от локального регулятора 3 может производиться как в случае сбоя А0, так и по инициативе оператора. В последнем случае оператор с помощью пульта 4 задает 15 начальные уставки и включает локальный регулятор 3.

Сигналы датчиков 1 поступают на первый вход блока 3 регуляторов, который вырабатывает управляющие сигна-gp лы, поступающие в блок 5 преобразователей на исполнительные механизмы 6.

В режиме ручного управления опе- . ратор с помощью пульта 4 подает на входы преобразователя 5 управляющие. уставки, которые после преобразования поступают на исполнительные механизмы 6.

Таким образом, применение интегратора, подключенного к управляющему выходу УВМ и нуль-органа, подключенного к выходу интегратора, позволяет идентифицировать ситуацию сбоя УВМ по ПО и отключать канал управления от УВМ и тем самим повысить вероятность предотвращения поломки технологического оборудования, т.е. повысить надежность управления технологическим процессом.

Применение данной системы позволит повысить надежность функционирования

ACV ТП в случаях сбоев ПО по сравнению с базовым объектом АСУ ТП регулирования толщины полосы ШСГП.