Программно-задающее устройство

 

ПРОГРАМЬШО-ЗАДАЮРЩЕ УСТРОЙСТВО , содержащее блок задания, цифровых данных, коьмутатор участков программы, подключенный первым выходом к входу исполнительного блока, первый цифроаналоговый преобразователь , соединенный первым выходом с первым управляющим входом генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства, в него введены блок задания аналоговых данных , второй цифроаналоговый преобразователь , блок сумматоров и счетчик , разрядные выходы которого подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя , а выход переполнения - к управляющему входу коммутатора участков программы, счетный вход счетчика подключен к выходу схемы сравнения , выходы блока задания цифровых данных связаны с информационными входами первого цифроаналогового преобразователя, а входы - с вторыми выходами коммутатора участков программы, вторые выходы первого цифроаналогового преобразователя подключены к первым информационным входам коммутатора участков программы , третьим выходом подключенного к второму управляющему, входу генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому входу блока сумматоров, подсоединен (Л ного двумя выходами соответственно к второму и третьему информационным входам коммутатора участков программы , четвертые информационные входы которого подключены к первым выходам блока задания, аналоговых данных вторым выходом подсоединенного к К: второму входу схемы срарнения, втоо рому входу блока сумматоров и входу KD опорного сигнала второго цифроанало-, эо л гового преобразователя, выход которого подключен к третьему входу блока сумматоров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (и) (Д1) С 05 В 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3494844/24- 24 (22) 14.07.82 (46) 23.10.84. Бюл. Ф 39 (72) С.С. Бруфман и А.M. Попов (53) 621.-555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 239406, кл. G 05 В !9/04, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 312242, кл. Г 05 В 19/04, 1970 (прототип). (54)(57) ПРОГРАКЯО-ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блок задания, цифровых данных, коммутатор участков программы, подключенный первым выходом к входу исполнительного блока, первый цифроаналоговый преобразователь, соединенный первым выходом с первым управляющим входом генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности устройства, в него введены блок задания аналоговых данных, второй цифроаналоговый преобразователь, блок сумматоров и счет-, чик, разрядные выходы которого подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя, а выход переполнения - к управляющему входу коммутатора участков программы, счетный вход счетчика подключен к выходу схемы сравне— ния, выходы блока задания цифровых данных связаны с информационными входами первого цифроаналогового преобразователя, а входы — с вторыми выходами коммутатора участков программы, вторые выходы первого цифроаналогового преобразователя подключены к первым информационным входам коммутатора участков программы, третьим выходом подключенного к второму управляющему. входу генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому ф входу блока сумматоров, подсоединенного двумя выходами соответственно к второму и третьему информационным входам коммутатора участков программы, четвертые информационные входы Я которого подключены к первым выходам блока задания, аналоговых данных > вторым выходом подсоединенного к второму входу схемы сравнения, второму входу блока-сумматоров и входу опорного сигнала второго цифроанало-. гового преобразователя, выход которого подключен к третьему входу блока сумматоров.

1120285

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для задания программы проведения испытаний изделий или температурной обработки материалов.

Известно программно-задающее устройство, содержащее блок задания программы, являющийся одновременно блоком памяти, управляемый генератор частоты, исполнительное устройство, блок управления, блок долговременной памяти, блок оператив— ной памяти текущего участка, схему сравнения, цифроаналоговый преобра

" 13 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство с дополнительно введенным преобразователем угол поворота — код, вход которого соединен с выходом исполнительного механизма, а выход преобразователя угол поворота — код подключен к схеме сравнения (2) .

Недостатком известных устройств является понижение относительной точности задания программы на начальных участках, связанное с конечным числом разрядов и малым уровнем опорного напряжения цифроаналогового преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности устройства особенно на начальных участках программы.

Поставленная цель достигается тем, что в программно-задающее устройство, содержащее блок задания цифровых данных, коммутатор участков программы, подключенный первым выходом к входу исполнительного блока, первый цифроаналоговый преобразователь, соединенный первым выходом с первым управляющим входом генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, введены блок задания аналоговых данных, второй цифроаналоговый преобразователь, блок сумматоров и счетчик, разрядные выходы которого подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя, а выход переполнения — к управляющему входу коммутатора участков программы, счетный вход счетчика подключен к выходу сравнения, выходы блока задания цифровых данных свя!

О !

30 заны с информационнь ми вхс>дами первого цифроаналогового преобразователя, а выходы — с вторыми выходами коммутатор» участков программы, вторые выходы первого цифроаналогового преобразователя подключены к первым информационным входам коммутатора участков программы, третьим выходом подключенного к второму управляющему входу генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому входу блока сумматоров, подсоединенного двумя выходами соответственно к второму и третьему информационным входам коммутатора участков программы, четвертые информационные входы которого подключены к первым выходам блока задания аналоговых данных, вторым выходом подсоединенного к второму входу схемы сравнения, второму входу блока сумматора и входу опорного сигнала второго цифроаналогового преобразователя. выход которого подключен к третьему входу блока сумматоров °

На фиг. 1 изображена блок-схема программно-задающего устройства, на фиг. 2 — вариант конкретной его реализации.

Устройство содержит блок 1 задания цифровых данных, коммутатор 2 участков программы, исполнительный блок 3, первый цифроаналоговый преобразователь 4, генератор 5 пилообразных импульсов, схему 6 сравнения, блок 7 задания аналоговых данных, второй цифроаналоговый преобразователь 8, блок 9 сумматоров и счетчик 10.

На фиг. 2 показано функциональное построение блоков и связь программно-задающего устройства с объектом управления.

На фиг. 2 дополнительно обозначены объект 11 управления, блок 12 регистрации и сигнализации, исполнительный механизм 13, операционные усилители 14, переключатели 15, циф роаналоговые преобразователи 16, счетчик 17 с контактами 17, 172, 17, транзистор 18, реле 19-23 с контактами 191, 19 2, 201, 2П<, 20, соответственйо, диод 24, конденсато ры 25, резисторы 26, потенциометры 27.

Устройство работает следующим образом.

1120285

Программируется четыре последовательно сменяющих друг друга режима: нагрев, стабилизация, охлаждение, останов.

Перед началом работы устройства каждый режим задается следующими параметрами. Режим нагрева — скоростью нагрева, задаваемой н блоке

7 задания аналоговых данных в ви де аналогового напряжения и дискрет но в блоке i задания цифровых дан— ных. Режим стабилизации задается двумя параметрами временем стабилизации и температурой стабилизации . Время устанавливается в блоке 1 задания цифровых данных, а.температура устанавливается в блоке 7 задания аналоговых данных. Температура стабилизации также устанавливается на регистрирующем приборе н блоке 12 регистрации и сигнализации. Режим охлаждения задается скоростью охлаждения н блоке 7 задания аналоговых данных и в блоке 1 цифровых данных. Цифровые данные устанавливаются во всех трех режимах при помощи дискретных программных переключателей 15. Режим останов включается по завершении программы, когда полностью заполнится счетчик 10 и счетчик коммутатора 2 участков программы 17 (фиг. 2).

В режиме нагрева от блока 1 задания цифровых данных дискретный сигнал поступает на первый цифроаналоговый преобразователь 4, с первого выхода которого напряжение проходит на первый управляющий вход генератора 5 пилообразных импульсов.

С выхода блока 7 задания аналоговых данных опорное напряжение поступает на второй вход схемы 6 сравнения. На первый вход схемы 6 сравнения поступает пилообразное напря; жение с выхода генератора 5 пилообразных импульсов. В момент равенства напряжений схема сравнения вырабатывает счетный импульс, поступающий на вход счетчика 10 и второй управляющий вход генератора 5 пилообразных импульсов. Пилообразное напряжение на выходе генератора становится равным нулю. Далее процесс формирования пилообразных импульсов повторяется. При этом частота их прямо IIpoIIoplIHoHBJIbHR напряжению с выхода первого цифроаналогового преобразователя 4 и обратно пропор20

55 циональна опорному напряжению с выхода блока 7 задания аналоговых данных . Амплитуда пилообразных импульсов прямо пропорциональна опорному напряжению с ныхода блока 7 задания аналогонь1х данных. На третий вход блока 9 сумматоров поступает ступенчатый сигнал от второго цифроаналогового преобразователя 8 преобразующего код состояния счетчика tO. В блоке 9 сумматоров происходит суммирование пилообразных импульсов, поступающих на первый вход, со ступенчатыми сигналами, поступающими на третий вход. Ампли" туда ступенек равна амплитуде пи— лообразных импульсов. В результате сложения в блоке 9 сумматоров получается плавное линейно изменяющееся напряжение, которое вычитается в этом же блоке из опорного сигнала (пропорционального напряжению стабилизации), поступающего на второй вход блока 9 сумматоров.

С выхода блока 9 сумматора линейно спадающий сигнал через коммутатор участков программы 2 поступает н исполнительный блок 3 (на блок

12 регистрации и сигнализации).

В регистрирующий сигнализирующий блок поступает также сигнал от термопары, устанонленной на объекте 11. Суммарный сигнал, состоящий из сигнала, пропорционального температуре объекта и выходного сигнала программно-задающего устройства, на входе регистрирующего сигнализирующего блока сравнивается с заданным уровнем стабилизации, установленным в этом же блоке концевыми выключателями. При достаточно высокой начальной температуре объекта в начале программы (например, после сварки) суммарный сигнал на входе регистрирующего сигнализирующего блока будет превышать заданный уровень стабилизации. В таком случае из блока регистрации и сигнализации не будет поступать на исполнительный механизм

13 команда включения. Это будет продолжаться до тех пор, пока суммарный сигнал на входе блока 12 не станет меньше установленного уровня стабилизации. С этого момента начнется программное управление объектом.

В программно-задающем устройстве в режимах нагрев, охлаждение, стаби1120285

45 лизация счетчик 10 производит счет одного и того же количества импульсов, поступающих от схемы б сравнения.

Для разных программ температура стабилизации может быть различной, поэтому необходимо при задании температуры стабилизации (в блоке регистрации и сигнализации) соответственно задавать пропорциональное температуре стабилизации опорное напряжение (в блоке 7 задания аналоговых данных). Это обеспечивает точное "сшиваний" дискретных ступенек (с выхода второго цифроаналогового преобразователя 8) с пилообразными импульсами (с выхода генератора 5 пилообразных импульсов).

После заполнения счетчика 10 с его выхода импульс переполнения поступает на управляющий вход коммутатора участков программы 2, где по сигналу счетчика 17 и реле 20 включается режим стабилизации. Счет. ик 10 снова начинает заполняться импульсами (происходит отработка времени стабилизации) ° Режим ста— билизации осуществляется путем подачи с выхода программно-задающего устройства нулевого потенциала на вход исполнительного блока 3 (контактом 20З реле 20), при этом регулирование идет по сигналу откло— нения температуры объекта от заданной температуры стабилизации, установленной в блоке регистраций"и сигнализации. После окончания режима стабилизации импульс переполнения с выхода счетчика 10, поступающий на управляющий вход комму.— татора участков программы 2, включает режим охлаждения (реле 21).

В этом режиме программно-задающее устройство вырабатывает линейно возрастающий сигнал (в блоке сумматоров 9 линейно изменяющееся напряжение не вычитается из опорного сигнала, пропорционального напряжению стабилизации).

В блоке 12 регистрации и сигнализации суммарный сигнал, состоящий из сигнала, пропорционального температуре объекта, и выходного сигнала программно-задающего устройства, сравнивается с заданным уровнем стабилизации. В результате сравнения вырабатывается управляющий сигнал на исполнительный механизм 13.

В режиме охлаждения сигнал от термопары уменьшается, а с выхода программно-задающего устройства увеличивается. В конце режима охлаждения (после заполнения счетчика 10) в коммутаторе участков программы 2 включается реле 22, которое своим контактом 22 выключает генератор 5 импульсов.

Предложенное программно-задающее устройство повышает точность формирования программы на начальном и конечном "наклонных" участках (нагрев и охлаждение). Каждый участок программы формируется одним и тем же количеством ступенек, просуммированных с пилообразными импульсами. Количество ступенек определяется разрядностью счетчика 10 и второго цифроаналогового преобразователя 8, при этом уровень ступенек всегда равен амплитуде пилообразных импульсов (при изменении уровня стабилизации).

При шести разрядах счетчика в известном устройстве погрешность выходного программного напряжения составляет 1,57. от максимально возможного на всех наклонных участках.

Погрешность уменьшается поскольку

) наклонные участки программы разбиваются на более мелкие участки с шестью, десятью, четырьмя ступеньками, просуммированными с линейно изменяющимися импульсами, в результате получаются практически линейные участки программы повышенной точности °

f120285

ВНИИПК Заказ 7739!34 Тираж 841 Подшвсяое

Филиал ППП " теат" ° г.Ужгород, уп.Проекткал, 4