Устройство для программного управления

 

Изобретение относится.к автоматизации и управлению и предназначено для использования в системах программного управления различными технологическими процессами, например для управления технологическим процессом производства, катализаторов. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счетподачи команд управления на группу исполнительных элементов по заданной времен (Л с ю 4 СО СП Вт датчиков фиг.}

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 G 05 В 19/18

Om 1ажчцк03 ql„,.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3822841/24-24 (22) 07.12.84 (46) 30.06.86. Бюл. № 24 (7 1) Специальное конструкторское бю- ро Научно-производственного объедине-. ния "Нефтехимавтоматика" .(72) В.П.Бушель, P.Ø.Ðàõìåòîâ, В.А.Ильин и П.В.Белоусов (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1003018, кл. G 05 В 19/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1072003, кл. G 05 В 19/18, 1982 °

„„Я0„„1241195 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится,к автоматизации и управлению и предназначено для использования в системах программного управления различными технологическими процессами, например для управления технологическим процессом пройзводства катализаторов. Изобре- тение позволяет расширить функциональные возможности за счет. подачи команд управления на группу исполнительных элементов по заданной времен1241195 выход.

15 ной программе или при,обработке и .анализе сигналов с датчиков, имеющих частотный выход..При пуске устройства импульс управления через элемент

ИЛИ 9 поступает на вход. регистра 13 и устанавливает его на первую коман, ду, с выходов регистра 13 сигнал высокого уровня поступает на вход элемента И-НЕ 12.1,:подготавливая его к работе, а сигнал низкого уровня постуйает на вход блока набора программ 14, а с его выхода — на исполнительные элементы 15; 1... 15.п. Устройство работает -в" двух режимах, которые программируются на блоке набора программ 14, В первом режиме — подача команд управления на исполни.— тельные устройства по заданной временной программе — сигнал низкого уровня с выхода блока набора программ 14 запрещает работу элементов

И 3, 20 и блока сравнения кодов 24, а также через элемент НЕ 19 разрешает работу элементов 44, 21. С выхода генератора импульсов 22 импульсы поступают на входы распределителя тактового интервала времени 5, на один.из вторых входов которого с выхода блока набора программ 14 поступает сигнал высокого уровня, разрешающий прохож, дение импульсов через элемент И 4 на счетный вход счетчика 6, а с выхо"

Изобретение относится к автоматизации и управлению и предназначено для использования в системах программного управления различными технологическими процессами, например для управления технологическим процессом производства катализаторов, особенность которого заключается в том,что устройство управления, кроме подачи команд управления на исполнительные устройства по заданной временной программе, должно подавать команды управления после обработки и анализа сигналов, поступающих с датчиков, Ймеющих частотный выход и расположенных на объекте управления.

Цель изобретения — расширение функциональнох возможностей устройда последнего .разряда — на счетный вход счетчика 7. С выходов счетчиков

6 и 7 двоично-десятичный код поступает на блоки памяти 17, 23, 25, а через согласующие блоки 11 — на входы задатчиков кодов 10. Формирователь импульсов 16 запрещает работу блоков памяти 17, 23 и разрешает работу блока памяти 25. С выходов блока памяти 25 код поступает на блок индикации 26:. При совпадении кода на выходе счетчиков 6 и 7 и кода, набранного на задатчиках кодов 10 для первой программы, на его выходе появляется сигнал, который через элемент И-НЕ 12.1 поступает на триггер 18 и через элемент. НЕ 27 — на элемент И 21. С формирователя импульсов 16 импульс orrpocà поступает через элемент И 21 и через элемент

ИЛИ 9 на вход регистра сдвига 13 и производит сдвиг на вторую команду.

Если на второй команде запрограммирован второй режим — подача команд на исполнительное устройство после обработки и анализа сигналов с датчиков, имеющих частотный выход, сигнал высокого. уровня с блока набора программ 14 разрешает работу элементов И 3, И 20, блока сравнения кодов 24 и запрещает работу через элемент НЕ 19 элементов И 4, И 21 . 2 ил.

2 ства за счет подачи команд управления на группу исполнительных элементов по. заданной временной программе или после обработки и анализа сигналов датчиков, имеющих частотный

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

На фиг. 2 обозначено: а — выход распределителя-усилителя сигналов распределителя-усилителя сигналов датчиков, б — пятый выход формирователя импульсов," в — выход делителя 1, r — импульс опроса с шестого выхода формирователя импульсов, д .- импульс

1241

/ сброса с первого выхода формирователя импульсов, U — напряжение, f— частота, t — время.

Устройство содержит делитель 1, распределитель-усилитель 2 сигналов датчиков, содержащий элементы 2.1,...

2.п, первый элемент И 3, второй элемент И 4, распределитель 5 тактового интервала времени, состоящий из элементов 5.1,...,5.п, первый 6 и второй10

7 счетчики, триггер 8,.элемент ИЛИ 9, задатчик кодов 10, включающий в себя элементы 10.1, ..., 10.п, согласую.щие блоки 11, элементы И-ЯЕ 12.1,..., 12.п, регистр сдвига 13, блок набора 15 программ 14, исполнительные элементы

15, формирователь импульсов 16, блок памяти 17, триггер 18, элемент НЕ 19, четвертый 20 и третий 21 элементы И, генератор импульсов 22, блок памяти

23, блок сравнения кодов 24, блок памяти 25, блок индикации 26, элемент

НЕ .27.

Делитель 1, выполненный на двоично-десятичном счетчике, имеет два

25 счетных входа. На первый вход подают" ся . прямоугольныЕ импульсы, которые при высоком уровне разрешают, а при низком . — запрещают счет. На второй вход подается частотный сигнал. Рас; пределитель-усилитель 2 сигналов датчиков включает в себя несколько транзисторов (не показаны) и элементы И 2.1, ..., 2.п (количество кото-, рых зависит от количества датчиков с 35 частотным выходом), выходы которых

Э объединены по ИЛИ. Распределитель 5 тактового интервала времени состоит . из нескольких элементов И-НЕ 5.1,,...,.

5.п (количество элементов зависит. от 40 количества выходов генератора импульсов 22), на вторые входы которых .с блока набора программ 14 поступают сигналы, при низком уровне запрещающие, при высоком — разрешающие про- 45 хождение тактовых импульсов на выход, поступающих на его первые входы с, генератора импульсов 22. Счетчики 6 и 7 подключены последовательно и служат для отсчета количества тактов 50 е при работе во .временном режиме и процентов при работе с частотнымн датчиками. Триггер 8 служит для вычитания начального значения частоты при работе с частотными датчиками (так как 55 при нулевой нагрузке на выходе частотного датчика имеется сигнал, от.личный от нуля). Задатчик кодов 10

195 4 служит для задания временного интервала в тактах и сигналов с частотных датчиков в процентах (количество рядов задатчиков кодов 10 соответствует количеству счетчиков, а количество задатчиков кодов 10 в ряду равно количеству выходов регистра сдвига

13, т.е. числу рабочих команд). Фор мирователь-импульсов 16 служит для формирования импульсов, необходимых для работы устройства. Первый 17 и второй 23 блоки. памяти совместно с блоком сравнения кодов 24 служит запоминания и сравнения кодов, поступающих с выходов счетчиков 6 и 7 °

Третий блок памяти 25 совместно с блоком индикации 26 служит для индикации количества .тактов или сигнала с частотных датчиков в процентах.

Задатчики кодов.10 собраны на стандартных преобразователях ПП 10, блок набора программ 14 — на многоконтактных разъемах типа РГ 1Н-З, выходные блоки 15 — комбинация интегральных микросхем серии 51.1 с- реле

Р3С-10 и ИКУ- 48. Остальные блоки . собраны на микросхемах серии 511.

Устройство работает следующим образом.

При пуске устройства импульс ун-. равления через элемент ИЛИ 9 поступает на вход регистра сдвига 13 и устанавливает его на первую команду.

С выходов регистра сдвига 13 сигнал высокого уровня поступает на вход элемента И-НЕ 12..1, подготавливая

его. к работе, а сигнал низкого уровня поступает на вход блока набора программ 14, а с его выхода через исполнительные элементы 15.1, 15.п на исполнительные устройства, которые не показаны (зависит от набранной .программы).

Устройство работает в двух режимах, которые программируются на блоке набора программ 14. Если запрограммирован первый режим — подача команд управления на исполнительные устройства по заданной временной программе, - сигнал низкого уровня с выхода блока набора программ 14 поступает на входы элемента И 3, элемента И 20,,блока сравнения кодов 24, запрещая их работу, и на вход элемента НЕ 19, с выхода которого сигнал высокого уровня поступает на входы элемента И 4, элемента

И 21, разрешая их работу. Одновре1241195 менно с установкой регистра сдвига

13 на первую команду разрешается работа генератора импульсов 22,. с выхода которого импульсы с различными .,интервалами поступают на входы распределителя 5 тактового интервала времени (элементы И-НЕ 5.1,...,5.n) а на один из вторых входов которого с выхода блока набора программ 14 .поступает сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение импульсов с выбранным интервалом времени на первый вход элеиента И 4 (для каждой команды на блоке набора программ 14 может быть запрограммирован любой тактовый. интервал времени). С выхода элемента И 4 импульсы поступают на счетный вход счетчика 6, а с выхода последнего разряда счетчика 6 — на счетный вход второго счетчика 7. С выходов счетчиков 6 и 7 двоично-десятичный код поступает на входы блоков памяти 17, 23, 25, а через согласующие блоки 11 — на входы эадатчиков кодов 10. С формирователя импульсов . i6 на входы записи блоков памяти 17 и 23 поступают сигналы низкого уровня и запрещают их работу, на вход записи блока памяти 25 поступает сигнал высокого уровня и разрешает его работу. С выходов блока памяти 25 код поступает на вход блока индикации

26, по показаниям которого можно определить время с начала действия дан35 ной команды. При совпадении кода на выходе счетчиков 6 и 7 и кода, набранного на задатчиках кодов 1.0 для первой команды, на его выходе появляется сигнал высокого уровня, который поступает на вход элемента ИНЕ 12.1 группы элементов И-НЕ, на второй вход которого с. регистра сдвига 13 приходит разрешающий сигнал высокого уровня. На выходе элемента

И-НЕ 12.1 появляется сигнал низкого . уровня, который поступает на третий вход триггера 18, а через элемент

НЕ 27 на первый вход элемента И 21.

В этом режиме триггер 18 в работе не участвует. С формирователя импульсов

16 импульс опроса (см. фиг. 2г) поступает на первый вход элемента И 21, а с его выхода через элемент ИЛИ 9— на вход регистра сдвига 13, и производит сдвиг на вторую команду. Если на второй команде запрограммирован второй режим — подача. команд управления на исполнительное устройство после обработки и анализа сигналов, поступающих с датчиков, имеющих частотный выход, - сигнал высокого уровня с блока набора программ 14 посту- пает на вход элемента И 3, элемента

И 20, блока сравнения кодов 24, разрешая их работу, и на вход элемента

НЕ 19, с выхода которого сигнал низкого уровня поступает на вход элемента И 4, элемента И 21, запрещая их работу.

Для примера рассмотрим работу с. .датчиками измерения веса, имеющими выходной сигнал с частотой 4000—

8000 Гц. С выхода блока набора программ 14 сигнал высокого уровня поступает на второй вход элемента

2.1 (если запрограммирована работа с первым датчиком), а на второй вход — сигнал от первого датчика. С выхода распределителя-усилителя 2 сигналов датчиков (фиг ° 2а) усиленный сигнал поступает на вход делителя 1.

Так как делитель 1 имеет коэффициент деления четыре, а на его первый вход с формирователя импульсов 16 поступают прямоугольные -импульсы с периодом 0 1 с (фиг. 2б), которые при при высоком уровне разрешают прохождение частотного сигнала через делитель, а при низком — заПрещают, тогда общий коэффициент деления равен сорока. С выхода делителя 1 сигнал

100-200 имп/с поступает на вход, элемента И .3, а с его выхода на счетный вход счетчика 6. Для нормальной работы необходимо произвести вычитание

100 имп., для чего служит триггер 8.

После набора счетчиками 6 и 7 .100 имп. за время,. равное t4 (фиг. 2в), про-. исходит автоматический сброс счетчиков 6 и 7 в нулевое состояние и установка триггера 8 в единичное состояние, т.е. на выходе триггера 8 появляется .сигнал высокого уровня, который поступает на вход триггера

18. Затем за время, равное О, 1 с

1 (tq ), происходит заполнение счетчи.ков 6 и 7 импульсами (100 имп.), соответствующими истинному значению измеряемого веса. Таким образом, диапазон измеряемого веса разбит на проценты: 07 соответствует частоте

4000 Гц, 100Х соответствует частоте

8000 Гц. Счетчики 6 и 7 преобразуют сигнал 0-100 имп. в двоично-десятичный код, который через согласующие блоки 11 поступает на эадатчики кодов

1241195

10 и на входы блока памяти 25. На вход записи последнего с формирователя 16 поступают импульсы записи через время, равное периоду, которые обновляют информацию в блоке памяти . 25, а с его выхода двоично-десятичный код поступает на входы блока индикации 26, по показаниям которого можно определить вес, выраженный в

10 процентах. Если вес не достиг заппрограммированного значения, то дво ично-десятичный код на выходе счет- . чиков 6 и 7 и двоично-десятичный код, набранный из задатчика кодов . 15

10, не совпадают, и на его выходе остается сигнал низкого уровня, который поступает на первый вход элементов И-НЕ 12.2 второй команды. На входе элемента И-НЕ 12.2 остается сигнал высокого уровня,.который поступает на вход триггера 18 и запрещает его переключение. На выходе триггера 18 остается сигнал низкого уровня, который запрещает прохождение импульса опроса (фиг. 2г), т.е. запрещает сдвиг на третью команду. После прохождения импульса опроса с первого выхода формирователя 16 поступает импульс сброса (фиг. 2 д) котоЭ 30 рый производит сброс в нулевое состояние счетчиков 6 и 7, триггеров.8 и 18. Затем начинается новый цикл заполнения счетчиков 6 и 7 и так далее до тех пор, пока вес не достигнет запрограммированного значения.

При достижении запрограммированного веса. происходит совпадение двоично-десятичного кода на выходе счетчиков 6 и 7 и двоично-десятичного кода, набранного на задатчике кодов 10, и на его выходе появляется сигнал высокого уровня, который поступает на вход элемента И-НЕ 12.2 (второй) команды. На вход элемента И-НЕ 12 ° 2 с регистра сдвига 13 подается сигнал ! высокого уровня.. На выходе элемента

И-НЕ 12.2 появляется перепад 1/О,. который поступает на вход триггера 18 и переключает его в единичное состоя ние, т.е. сигнал высокого уровня пос тупает на вход элемента И 20, -на вход которого с выхода блока набора программ 14 приходит разрешающий сигнал высокого уровня,.а на его первый вход с выхода формирователя 16 посту 55 пает импульс опроса (рис. 2г). Этот импульс через элемент И 20 поступает на вход элемента ИЛИ 9, а с его выхода поступает на вход регистра сдвига 13 и производит сдвиг на. третью команду.

В этом режиме (при рассмотрении при-. мера измерения веса)устройствоконтро-; лирует процесс увеличения веса, т.е. определяет приращение веса за определенный интервал времени. Для этой цели служат блоки памяти 17 и 23, блок сравнения кодов 24 °

Контроль осуществляется следующим образом.

С выхода счетчиков 6 и 7 двоичнодесятичный код поступает на входы .блоков памяти 17 и 23. На вход записи блока памяти 17 с формирователя

16 поступает первый импульс записи, который через выбранный интервал времени Т, равный периоду, производит . запись кода в блок памяти 17, а с

его выхода записанный код подается на блок сравнения кодов 24. Через интервал времени T относительно первого импульса записи на вход блока памяти 23 поступает второй импульс

1 записи, который, производит запись кода в блок памяти 23, а с его выхода записанный код подается на блок сравнения кодов 24, где происходит сравнение кодов в настоящий и предыдущий моменты времени. Если коды совпали, что говорит об отсутствии увеличения веса, то на выходе блока вравнения кодов появляется сигнал высокого уровня,. который является аварийным. Если же коды не совпали, что говорит,об .увеличении веса, то на выходе блока сравнения кодов 24 появляется сигнал низкого уровня. который запрещает подачу аварийной сигнализации, и устройство продолжит работу.

Использование устройства позволяет автоматизировать производственный процесс и дает возможность работать. с датчиками, имеющими частотный выход, по программе, задавая любое необходимое значение параметра. В результате. получается значительный экономический эффект, сокращение энергетических и трудовых затрат, повышается культура производства.

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее два счетчика, согласующие блоки, последовательно

1241195 соединенные регистр сдвига, блок на- бора программ и исполнительные элементы, выходы которых являются управляющими выходами устройства, первые .и вторые задатчики кодов по количеству счетчиков, соединенные входами с выходами сигласующих блоков, первый элемент И, выходом подключенный к счетному входу первого счетчика, выход старшего разряда которого соединен со счетным входом второго счетчика, формирователь импульсов, I первым выходом подключенный к сбросовым входам счетчиков, генератор импульсов и второй элемент И, блок индикации, распределитель тактового интервала времени, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет подачи команд управления на группу исполнительных элементов по заданной временной программе или при обработке и анализе сигналов с датчиков, имеющих частотный выход, 25 в устройство введены делитель, распределитель-усилитель сигналов датчиков, три блока памяти, блок сравнения кодов, два триггера, группа элементов И-.НЕ, два элемента И, два gp элемента НЕ, элемент ИЛИ,.первый вход которого является пусковым входом устройства, выходы первого и второго счетчиков подключены к входам блоков памяти и к входам первого и второго задатчиков кодов .соответст.венно, выход старшего разряда второго счетчика соединен с входом установки в. "1" первого триггера, сбросо вый вход которого подключен к перво- 40 му входу второго триггера и к перво- . му выходу формирователя импульсов, а единичный выход: — к второму входу второго триггера, выходы задатчиков кодов соединены и подключены к пер- 45 вым входам элементов И-НЕ группы, вторые входы которых соединены с вторыми выходами регистра сдвига, выходы элементов И-НЕ группы объединены и подключены к третьему входу второго триггера и через первый элемент НЕ— к первому входу третьего элемента И, первые выходы генератора импульсов соединены с первыми входами элементов

И-НЕ, входящих в состав распределителя тактового интервала времени, вторые входы — с вторыми выходами блока набора программ, а выходы элементов

И-НЕ, входящих в состав распределителя тактового интервала времени, объединены и подключены к первому входу второго элемента И, второй выход генератора импульсов соединен с входом формирователя импульсов, второй, третий, четвертый выходы которого подключены к .входам записи .соответствующих блоков памяти, пятый выход подключен к первому счетному входу делителя, а шестой выход — к первому и второму входам четвертого и третьего элементов И, первые входы распределителя-усилителя сигналов датчиков являются входами частотных сигналов датчиков, вторые входы распределителя-усилителя сигналов датчиков соединены с третьим выходом блока набора программ, а выход распределителяусилителя сигналов датчиков подключен через делитель к первому входу первого элемента И, второй. вход которого соединен с четвертым выходом ,блока набора программ, с входом второго элемента НЕ, с вторым входом четвертого элемента И и с первым вхадом блока сравнения кодов, выход второго элемента НЕ подключен к.третьему входу третьего элемента И и через второй элемент И вЂ” к выходу первого элемента И, выход второго триггера соединен с третьим входом четвертого элемента И, выход которого подключен к выходу третьего элемента

И и к второму. входу элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным вхо- . дом регистра сдвига, выходы первого и второго блоков памяти подключены к .вторым входам блока сравнения кодов, выход которого является выходом сигнала аварии, выход третьего блока памяти соединен с входами блока индикации.

1241195

Составитель А. Исправникова

ТехредЛ.Олейник Корректор Е.Рошко

Редактор М.Бандура

Тираж 836 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3487/42

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4