Выделитель максимума

 

ВЬЩЕЛИТЕЛЬ МАКСРЩУМА,каждый из N каналов которого содержит два ключа, два диода, два элемента И и соединенные по входам инвертирующий и неинвертирующий усилители, выход инвертирующего усилителя соединен с входом первого диода и с первым входом первого элемента И, выход неинвертирующего усилителя соединен с входом второго диода и с первым входом второго элемента И, другие 2 (N-1) входов первого и второго элементов И подключены к выходам диодов других (N-1) каналов соответственно, выходы диодов и управляющие входы элементов И всех каналов подключены к первому входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, з каждый канал введены два триггера, R-вход п рвого триггера соединен с выходом ийвертирзпощего усилителя, R-вход второго триггера соединён с выходом неинвертирующего усилителя, S-входы первого и второго триггеров соединены с. выходами второго и первого эле (Л ментов И соответственно, выходы первого и второго триггеров соединены с входами первого и второго ключей соответственно, а обпще входы перво- S го и второго триггеров каждого канала подключены к входу сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (11) G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” .а4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3558105/24-24 (22) 24. 02. 83 (46) 15.12.84. Бюл. N - 46 (72) Ю. С. Яковлев, А.М. Матвеев и Ю. Н. Степанов (71) Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (53) 62-50 (088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ô 843229, кл. G 05 В 13/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3526031/24, кл. G 05 В 13/02, 1983 (прототип). (54) (57) ВЬЩЕЛИТЕЛЬ МАКСИМУМА, каждый из N каналов которого содержит два ключа, два диода, два элемента И и соединенные по входам инвертирующий и неинвертирующий усилители, выход инвертирующего усилителя соеди. нен с входом первого диода и с первым входом первого элемента И, вьг ход неинвертирующего усилителя соединен с входом второго диода и с первым входом второго элемента И, другие 2 (N-1) входов первого и второго элементов И подключены к выходам диодов других (N-1) каналов соответственно, выходы диодов и управляющие входы элементов И всех каналов подключены к первому входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в каждый канал введены два триггера, R-вход первого триггера соединен с выходом инвертирующего усилителя, R-вход второго триггера соединен с выходом неинвертирующего усилителя, $-входы первого и второго триггеров соедине1. ны с, выходами второго и первого элементов И соответственно, выходы пер вого и второго триггеров соедйнены с входами первого и второго ключей соответственно, а общие входы перво го и второго триггеров каждого. канала подключены к входу сумматора.

1129586!

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для регулирования нескольких параметров с помощью одного регу лятора. .5

Известен выделитель максимума, предназначенный для выделения из нескольких поданных на его входы электрических сигналов максимального по абсолютному значению )1) .

Выделитель максимума (BM), рассчитанный на прием сигналов от N объектов регулирования, состоит из

N каналов, в каждом из которых имеются два полуканала (для сигналов 15 разной полярности). Каждый полуканал состоит из операционного усилите. ля (инвертирующего или неинвертирующего), выполненного на интегральных микросхемах, и выделяющего диода 2О с общей для всех полуканалов нагрузкой. Выделяющий диод открыт, если напряжение на его аноде больше, чем напряжения на анодах других диодов.При этом выделяющие диоды 25 других полуканалов заперты и на выход выделителя максимума проходит только максимальный из входных сигналов. Выделенный сигнал подается на вход регулятора, который управля- 3р ет исполнительным механизмом.

Одновременно. в полуканале с максимальным входным сигналом вырабатывается индицирующий сигнал, который указывает полуканал с максимальным сигналом. Этот сигнал поступает на вход коммутирующего ключа, имеющего зону нечувствительности, который включает соответствующий исполнительный механизм в требуемом направлении..4О

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является выделитель максимума, состоящий из N каналов (2N полуканалов), каждый из которых содержит два ключа и 4> соединенные по входам инвертирующий и неинвертирующий усилители, к выходам каждого из которых подключен диод, между объединенными выходами всех диодов и точкой нулевого потенциала включен резистор, элемент И и реле времени 2

Однако при эксплуатации известного выделителя максимума возможно . такое положение, когда на два или 55 более входов будут поступать равные по величине (т.е. меньшие зоны нечувствительности ключей) сигналы.

Несмотря на то, что использование реле времени позволяет уменьшить время одновременного отключения ключей, качество регулирования будет невысоким, так как время задержки устанавливается жестко и не учитывает изменения условий эксплуатации, Целью изобретения является повышение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в выделитель максимума, каждый из N каналов которого содер. жит два ключа, два диода, два элемента И и соединенные по входам инвертирующий и неинвертирующий усилители, выход инвертирующего

I усилителя соединен с входом первого диода и с первым входом первого элемента И, выход неинвертирующего усилителя соединен с входом второго диода и с первым входом второго элемента И, другие 2(N-1) входов первого и второго элементов И подключены к выходам диодов других (И-1) каналов соответственно, выходы диодов и управляющие входы элементов И всех каналов подключены к первому входу сумматора, в каждый канал введены два триггера, R-вход первого триггера соединен с выходом инвертирующего усилителя, R-вход второго триггера соединен с выходом неинвертирующего усилителя, S-входы первого и второго триггеров соединены с выходами второго и первого элементов И соответственно, выходы первого и второго триггеров соединены с входами первого и второго ключей со†. ответственно, а общие входы первого и второго триггеров каждого канала подключены к входу сумматора.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2таблица состояний триггера.

Устройство содержит всего N каналов. Для упрощения каналы 3,4,..., N-1 u N не показаны.

Каждый i-й канал содержит первый и второй ключи 1;и 2;, первый и второй элементы И 3; и 4; инвертирующий и неинвертирующий усилители

5;и 6;, первый и второй диоды 7 и !

8;, общий для всех каналов сумматор (резистор) 9 и первый и второй триггеры 10; и 11; .

На фиг.2 принято, что R и $— соответствующие входы триггера, з 11295 — выход purrepa< Q+-хранение состояния триггера.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что на вход первого канала поступил сигнал положительной полярности, больший по абсолютной величине, чем сигнал на входе второго канала. Поскольку (Бщ,. > р /() „,/, диод 8 будет открыт и на 1р сумматоре 9 выделится максимальный сигнал, который будет подан на вход регулятора. Это напряжение, поскольку оно максимально, закрывает диоды остальных каналов, в том числе и диод 8 второго канала. Диоды 71 и

7 в первом и втором канале также будут заперты отрицательным напряжением, поступившим на их аноды с выходов инвертирующих усилителей 5 и 5 первого и второго каналов.

Тот факт, что диоды 7, и 7 заперты, означает наличие на этих диодах запирающих напряжений (единица). Эти напряжения поступают на входы элемента И 3, благодаря чему на его выходе получается единица, которая поступает на вход S (второй вход) триггера 11 . На первом (R) входе триггера будет нуль, так

30 как падение напряжения на открьггом диоде мало. В результате на выходе триггера получится единица (таблица состояний триггера, фиг.2), за счет чего сработает ключ 2, вклю- З5 чающий соответствующий исполнительный механизм в требуемом направлении. Сигналы на выходе элементов И остальных полуканалов (4, 4 и 3 ) будут нулевыми, так как на одном из входов, а именно на входе, к ко торому поступает сигнал с анода выделяющего диода 8», будет нулевой сигнал. Эти сигналы приведут остальные триггеры в состояние "0".

Теперь предположим, что напряжение Ц „, возрастая, сравнялось с напряжением 0 8, . Тогда окажутся открьггыми одновременно диоды 8 и 8 50

2 и падение напряжения на них будет близко к нулю. Следовательно, на выходе И 3 будет нуль, так как на входе И 3 будет нуль.- На S u R-вхо:дах триггера 11 будут нули, что 55 означает сохранение состояния триггера, т.е. на выходе его сохраняется единица. На входах S u R триггера

86 4

11 тоже будут нули, следовательно, на выходе его сохраняется нуль.

При дальнейшем возрастании входного сигнала U <„< . он превысит величину входного сигнала 0 8„<, Это приведет к открытию диода 8 и закрытию диода 8, . При этом на вйходе элемента И 3 будет единица, так как на всех трех входах элемента И 3 будет единица. Это значит, что на R u

S-входах триггера 11 будут сигналы

2„ соответственно "0" и "1", что означает единица на выходе триггера 11 и включение ключа 2 . На выходе элементов И 4t 3, 42 будут нули. т.е. íà R u S-входах триггеров 101

111, 10 будут сигналы "1" и "0 поэтому на выходе этих триггеров будут нули, т.е. соответствующие ключи и исполнительные механизмы не включатся.

Таким образом, при вхождении двух или более входных сигналов в зону нечувствительности ключей остается. включенным тот ключ, который бып включен до этого. Остальные ключи остаются отключенными.

При числе каналов>большем двух, процессы происходят аналогично.

Если входные сигналы lJ< имеют отрицательную полярность, то вместо неинвертирующего усилителя надо рассматривать соответствующий инвертирующий. В остальном процессы проходят аналогично.

Внедрение предлагаемого устройства улучшит качество регулирования; в системах с эпизодически замыкающимся контуром. Это .даст возможность увеличить число объектов, обслуживаемых одним регулятором при заданном качестве регулирования, тем самым расширить область применения таких систем, kpoMe того, позволит получить определенный экономический эффект, как за счет уменьшения капитальных затрат, так и за счет. удешевления эксплуатации средств автоматизации. За счет использования предлагаемого устройства в системе регулирования с эпизодически замыкающимся контуром многозонных печей, например, стекловареиных, возможно обслуживание одним регулятором вместо четырех восьми объектов (или параметров), что даст экономию стоимости одного регулятора (400 руб.), 1129586 на одну восьмизонную печь или на восемь однотипных отдельных объектов регулирования. При внедрении устройЗНИИПК Заказ 9451/37

Тирах 841 . Подписное

Филиал IIIIG "Патент", r. Ухгород, ул. Проектная, 4 ства на нескольких предприятиях или объектах экономический эффект соответственно возрастает.