Устройство для управления распределенным объектом

 

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЁННЫМ ОБЪЕКТОМ, содержащее блок ввода программ, выходами подключенный к входам дешифратора, контрольный блок, выход которого подключен к коммутирующему входу блока ввода программ, а первые входы соединены с выходами имитаторов срабатывания объекта и с выходами рабочих органов исполнительных механизмов , подключенных к входу имитаторов срабатывания обьекта, пульт управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены блок выбора режима работы, элемент ИЛИ и блоки управления, содержащие триггер управления и элемент И, первый вход которого подключен к выходу триггера управления, второй вход - к первому выходу пульта управления, а выход - к исполнительному механизму , входы триггера управления соединены с выходами соответствующих разрядов дешифратора, входы элемента ИЛИ подключены к выходам блока ввода программ, а выход - к второму входу контрольного блока, вход блока выбора режима соединен с вторым выходом пульта управления, первый выход соединен с исполнительными механизмами соответственно, а второй выход - с вторым входом имитатора срабатьтания объекта. 2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что контрольный блок содержит первый и второй счетчики импульсов, инвертор, пороговый элемент, дифференцирующий эле (/) мент, регистратор и группу элементов И, первые входы которых подключены к выходам первого счетчика, выходы объединены через дифференцирующий элемент на первый вход второго счетчика импульсов, а вторые входы соединены с первыми входами 00 N9 контрольного блока непосредственно, через инвертор или пороговый эле4 00 мент, второй вход второго счетчика импульсов и вход первого счетчика vl импульсов подключены к второму входу контрольного блока, выход второго счетчика импульсов - к выходу контрольного блока, а выход регистратора соединен с соответствующим выходом первого счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН (51)4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ ц

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3728295/24 — 24 (22) 13.04.84 (46) 30.09.85. Бюл. ¹ 36 (72) В.М. Ноянов, В.И. Черных и А.M. Глухарев (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 460530, кл. G 05 В 19/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 890363,,кл. G 05 В 19/18, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ОБЪЕКТОМ, содержащее блок ввода программ, выходами подключенный к входам дешифратора, контрольный блок, выход которого подключен к коммутирующему входу блока ввода программ, а первые входы соединены с выходами имитаторов срабатывания объекта и с выходами рабочих органов исполнительных механизмов, подключенных к входу имитаторов срабатывания объекта, пульт управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены блок выбора режима работы, элемент ИЛИ и блоки управления, содержащие триггер управления и элемент И, первый вход которого подключен к выходу триггера управления, второй вход — к первому выходу пульта управления„ а выход — к исполнительному механизму, входы триггера управления соеÄÄSUÄÄ 1182487 A динены с выходами соответствующих разрядов дешифратора, входы элемента ИЛИ подключены к выходам блока ввода программ, а выход — к второму входу контрольного блок«, вход блока выбора режима соединен с вторым выходом пульта управления, первый выход соединен с исполнительными механизмами соответственно, а второй выход — с вторым входом имитатора срабатывания объекта.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что контрольный блок содержит первый и второй счетчики импульсов, инвертор, пороговый элемент, дифференцирующий элемент, регистратор и группу элементов И, первые входы которых подключены к выходам первого счетчика, выходы объединены через дифференцирующий элемент на первый вход второго счетчика импульсов, а вторые входы соединены с первыми входами контрольного блока непосредственно, через инвертор или пороговый элемент, второй вход второго счетчика импульсов и вход первого счетчика импульсов подключены к второму входу контрольного блока, выход второго счетчика импульсов — к выходу контрольного блока, а выход регистратора соединен с соответствующим выходом первого счетчика.

1182487

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). 5

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его надежности.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 — структурные электрические схемы программного блока и блока управления соответственно; на фиг.4 — структурные схемы имитаторов срабатывания объекта и контрольного блока с их внешними электрическими связями.

Структурная схема устройства составлена для случая, когда входные сопротивления каждого из имитаторов в несколько раз превышают омическое сопротивление обмоток исполнительных механизмов. Например, если в качестве последних использованы электропневмоклапаны (сопротивление их обмоток равно 25-50 Ом), то имитаторы могут быть построены на электромагнитных реле, у которых сопротивление обмоток составляет

500 Ом и более, Это условие является 30 достаточным для исключения срабатывания исполнительных механизмов при выполнении контрольных операций.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 ввода программ, дешифратор 2 35 блоки (3-1) †(3-n) управления, пульт

4 управления, включающий источник питания исполнительных механизмов (5-1) †(5- n), имитаторы (6-1) †(6-n) . срабатывания объекта, контрольный gg блок 7, элементы развязки (8-1)-(8- п), элемент ИЛИ 9 и блок 10 выбора режима работы. Точки, обозначенные на схеме (11-1) -(11-n) и (12-1)(12-n) являются входами и выходами устройства соответственно. Элементы (13-1)-(13-й) являются рабочими органами объекта управления, они приводятся в действие исполнительными механизмами (5-1)-(5- n). 50

Блок 10 выбора режима работы в простейшем варианте состоит из переключателя 14, посредством которого, например, минусовая клемма источника питания подключается к вторым клем- 55 мам исполнительных механизмов либо имитаторов. Этот блок может быть построен и на других коммутационных элементах, иметь дистанционное уп равление и т.п.

Блок 1 содержит (фиг.2) генератор 15 импульсов, счетчик 16, элемент И 17, элементы (18-1)-(18-rn) совпадения, шифраторы (19-1)-(19-т)и коммутирующий элемент 20.

В состав каждого из блоков 3 (фиг.3) управления входят, например, триггер 21 управления и элемент И 22.

Основу имитаторов 6 срабатывания объекта составляют электромагнитные реле К1-Кп обмотки которых соединены с их первыми и вторыми клеммами соответственно. Если они имитируют сигналы обратной связи дискретной формы, формируемые, например, концевыми выключателями рабочих органов (13-1) †(13- n) объекта управления, сигнализаторами давления и т.п., то замыкающиеся контакты этих реле через элементы 23-1, 23-2 и т.д. задержки соединяются с выходами имитаторов непосредственно (фиг.4), а если они имитируют аналоговые сигналы, снимаемые в рабочем объекте с первичных пре- . образователей давления, температуры и пр., то в состав имитаторов включают настроечные элементы, выполненные, например, на резисторах К (имитатор 6-n) и т.д.

Контрольный блок 7 содержит первый 24-1 и второй 24-2 счетчики, элементы И (25-1)-(25- п), инвертор 26, пороговый элемент 27, дифференцирукнций элемент 28 и регистратор 29. Емкость первого счетчика

24-1 определяется количеством управляющих команд, формируемых программным блоком 1 в процессе выполнения технологических работ.

Счетчик 24-2 трехпозиционный,причем с выходом блока соединен его инверсный второй выход.

Инверторы 26 предназначены для контроля снятия дискретных сигналов, т.е. для контроля исполнения команд на выключение рабочих органов (13-1)-(13-n). Пороговые элементы 27 преобразуют аналоговые сигналы в логические, как более удобные для дальнейшей обработки.

Устройство работает следующим образом.

В блок 1 вводят программу управ-, ления объектом, предусматривающую включение и выключение исполнитель1182487 4 ных механизмов (5-1)-(5-л) в последовательности, необходимой для обеспечения заданных режимов технологического процесса. При этом каждая очередная управляющая команда формируется блоком 1 только лишь после подтверждения исполнения предыдущей. Поэтому исходя из заданной последовательности срабатывания исполнительных механизмов (5-1) -(5- л) 10

40 определяют очередность поступления сигналов обратной связи с рабочих органов (13-1) †(13-л) на входы контрольного блока 7 и коммутируют их на входы элементов И (25 — 1) †(25-m) таким образом, чтобы каждый вновь сформированный сигнал обратной связи был адресован на открытый в данный момент времени элемент И. Прием аналоговых сигналов организуют через пороговые элементы 27, настраивая их на определенные уровни срабатывания, соответствующие заданным ðåжимам работы объекта управления.

Контроль включения исполнительных механизмов осуществляют по тем же цепям обратной связи, что и на их включение, но входы блока 7 соединяют с соответствующими элементами И 25 через инверторы 26.

Перед включением устройства в работу проверяют правильность функционирования блока 1 и исправность всех других схемных элементов (дешифратора, блоков управления, контрольного блока и т.д). Проверку осуществляют без срабатывания исполнительных механизмов. Для этого переключатель 14 блока 10 устанавливают в положение Контроль, в котором вторые клеммы имитаторов (6 — 1)— (6- 0) соединяются с минусовой шиной источника питания. Затем включают в работу блок 1, например, замыканием коммутирующего элемента 20, вследствие чего импульсы напряжения с выхода генератора l5 через открытый элемент И 17 начинают поступать на вход счетчика 16. Каждый иэ элементов (18-1) †(l8-п ) совпадения настроен на определенную временную уставку, по истечении которой на его выходе формируется импульс напряжения, поступающий на вход соответствующего шифратора (19-1) †(19-ш).

Здесь импульс напряжения раскладывается в кодовую команду, обозначаю щую ее адрес, например порядковый номер блока 3 управления, состояние которого необходимо изменить, и признак исполнения. Для двоичного или двоично-десятичного кода признак исполнения обозначается содержанием старшего, разряда командного слова.

Зта команда с выхода блока 1 транслируется в два адреса: на входы дешифратора 2, где она преобразуется в импульсный сигнал, возбуждаемый на одном из его выходов, и через элемент ИЛИ 9 — на входы счетчиков

24-1 24-2 блока 7, следующим образом видоизменяя состояние схемы устройства: — на первом выходе счетчика 24-1 появляется потенциальный сигнал,который открывает элемент И 25-1, в счетчик 24-2 записывается "1"

1 если первая кодовая команДа предназначена для включения, например, исполнительного механизма 5-1, то управляющий импульс напряжения возбудится на выходе дешифратора 2 и поступит на первый вход триггера 21 блока 3-1, переключая его в единичное состояние, при этом откроется элемент И 22 и на выходе блока 3-1 появится напряженпе источника питания, под действием которого сработает реле Ki имитатора

6-1 и замкнется его замыкающийся контакт 1Kl — через интервал времени, равный настройке элемента задержки 23-1, посредством которого имитируется инерционность срабатывания рабочего органа 13-1,:.а его выходе появляется электрический сигнал, поступа .ощьий на первый вход контрольного блока 7 и далее через открытый элемент И 25-1 и дифференцирующий элемент ?8 — на вход обнуления счетчика 24-2, привоця его в исходное состояние.

Вторая управляющая команда, предназначенная, например, для включения исполнительного механизма 5-2 и формируемая элементом 18-2 совпадения, вновь поступает на входы счетчиков 24-1, 24-2 и в блок 3-2 управления, переключая его в рабочее состояние. При этом становится под напряжение реле К2 имитатора срабатывания объекта 6-2, замыкающийся контакт которого совместно с элементом 23-2 задержки имитирует сигнал обратной связи агрегата 13-2, 1182487 транслируемый через открытый элемент И 25-2 и элемент 28 на вход обнуления счетчика 24-2, вновь устанавливая его в исходное состояние.

Аналогичным образом формируются все последующие команды управления и имитируются сигналы обратной связи рабочих органов (13-1)-(13-ct).

Если по каким-либо. причинам сигнал обратной связи не будет имитирован, например из-за неисправности схемных элементов устройства, то счетчик 24-2 не будет приведен.в исходное состояние, а после формирования блоком 1 очередной управляющей команды в него будет записана вторая единица и сигнал с его инверсного выхода будет снят. Вследствие этого закроется элемент И 17 блока 1 и остановится счетчик 16.

Работа этого блока будет продолжена после устранения неисправности.

По окончании проверки появляется потенциальный сигнал на последнем (tn+1)-м выходе счетчика 24-1 и сработает регистратор 29 — "Норма".

Устройство подготавливают к выполнению технологических операций.Для этого все его элементы приводят в исходное состояние (обнуляют счетчики 16, 24-1, 24-2, триггеры 21 бло— ков (3-1) — (3-n) управления и размыкают коммутирующий элемент 20) и устанавливают в положение Работа" переключатель 14 блока 10. При этом с минусовой шиной источника питания соединяются вторые клеммы исполнительных механизмов (5-1)-(5-n) и размыкается цепь питания имита10 торов (6-1) †(6 †) срабатывания объекта, исключая их из дальнейшей работы.

Для выполнения технологических операций замыканием коммутирующего

15 элемента 20 запускается в работу блок 1, который в заданной последовательности производит включение и выключение исполнительных механизмов (5-1) -(5 — n), а следовательно, 20 и рабочих органов (13-1) †(13 †).

После формирования очередной управляющей команды блок 7 контролирует ее исполнение по поступлению на один из своих входов сигнала обрат25 ной связи. Этот сигнал через открытый в данный момент времени элемент И 25 и дифференцирующий элемент 28 транслируется на вход обнуления счетчика 24-2, переключая его

30 в исходное состояние и тем самым подготавливая схему к приему следующего сигнала обратной связи.

1182487 фиг. Я

1182487

Заказ 6104/46

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель И. Швец

Редактор К. Волощук Техред О.Неце Корректор Е. Сирохман