Устройство экстремального управления технологическим процессом
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ns ® ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ H АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3879709/24-24 (22) 05.04.85 (46) 23.04.87. Бюл. У 15 (72) Д.С. Москалец, В.М. Еременко, А.Д. Медведев и В.И. Макеев (53) 62-50(088.8) (56),Еременко В.M. и др. Комплекс средств контроля и управления технологическим процессом прессования многослойных печатных плат. — Производственный опыт, 1984, к- 4, с. 10-16. (54) УСТРОЙСТВО ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, а именно к устройствам управления режимами процесса по экстремальным значениям управляющих параметров, и может быть использовано в радиоприборном производстве, например, для управления процессом прессования многослой.ных печатных плат. Цель изобретения — повьппение надежности устройства в случае неисправности входных цецей. Устройство экстремального управления технологическим процессом содержит датчик 1 параметра, преобразователь 2, дифференциатор 3, усилитель 4, блок 5 определения экстремумов, исполнительные механизмы 6, блок 7 запуска, блок 8 индикации, коммутатор 9, блок 10 контроля короткого замыкания, блок 11 контроля обрыва. Цель изобретения достигается за счет введения блоков 9 — 11. 4 ил. 1305632 Изобретение относится к системам управления режимами процессов по экстремальному значению управляющих параметров и поддержания экстремальных режимов и может быть использовано для автоматизации технологических процессов. Цель изобретения — повышение надежности устройства экстремального управления. 10 На фиг. 1 приведена схема устройства экстремального управления технологическим процессом; на фиг. 2-4 схемы коммутатора, блока определения экстремумов и блока контроля обрыва соответственно. Устройство содержит датчики 1 параметра, преобразователь 2, дифференциатор 3, усилитель 4 производной, блок 5 определения экстремумов, 20 исполнительные механизмы 6, блок 7 запуска, блок 8 индикации, коммутатор 9, блок 10 контроля короткого замыкания, блок 11 контроля обрыва, первый элемент ИЛИ 12 (фиг. 2), пер25 вый 13 и второй 14 элементы И, первый триггер 15, первый 16 и второй 17 элементы ИЕ, третий 18 и четвертый 19 элементы И, второй триггер 20, третий элемент НЕ 21, пятый 22 и 30 шестой 23 элементы И, четвертый элемент НЕ 24, седьмой 25 и восьмой 26 элементы И, девятый элемент И 27 (фиг. 3)р второй элемент ИЛИ 28, третий 29 и четвертый 30 триггеры, десятый 31 и одиннадцатый 32 элементы И, анализатор 33, переключатель 34, пятый триггер 35, двенадцатый элемент И 36, шестой триггер 37, третий элемент ИЛИ 38, седьмой триггер 39, 40 четвертый элемент ИЛИ 40, пятый элемент НЕ 41, а также (фиг. 4) тринадцатый 42, четырнадцатый 43 и пятнадцатый 44 элементы И и пятый элемент ИЛИ 45. 45 В блоке 5 определения экстремумов использовано устройство для определения моментов экстремума, в котором дополнительно задействованы выходы с триггера 37 (триггера роста), который свидетельствует о том, что рост параметра был зафиксирован, в отличие от выхода с анализатора с аналогичным назначением (Рост ), свидетельствующего об изменении параметра в данный момент, и инверсный выход с триггера 35 (триггера спада; "Спад"; фиг.3) Устройство работает следующим образом. С помощью блока 7 запуска на вход переключателя режимов блока 5 определения экстремумов (вход 2) задается режим работы — регулирование или управление. По сигналу "Сброс" из блока 7 запуска на входы коммутатора 9 (вход 2) и блока 5 определения экстремумов (вход 3) сбрасываются соответственно триггеры 15 и 20 коммутатора и триггеры блока определения экстремумов. Устройство приводится в исходное состояние. В режиме управления сигнал с датчика 1 параметра, соответствующий его изменению и пропорциональный значению параметра, по основной цепи через вход 1.1 и элементы И 22 и 23 коммутатора 9 поступает на вход преобразователя ?, с выхода которого подается на входы дифференциатора 3 и блока 10 контроля короткого замыкания. Производная входного сигнала, полученная с дифференциатора 3 и усиленная усилителем 4, поступает на вход анализатора блока 5 Определения экстремумов (вход 1). При этом полярность ее положительна при увеличении параметра и отрицательна при его уменьшении. Если параметр принял установившееся: значение, сигнал на входе анализатора равен нулю. Если производная положительна, срабатывает пороговый элемент анализатора с отрицательной проводимостью, выдается сигнал о том, что параметр возрастает (выход 3.1 "Рост" блока 5 определения экстремумов). При отрицательной производной работает канал анализатора с прямой проводимостью, выдавая сигнал о том, что параметр уменьшается (выход 3.2, "Спад" ). Факт наличия сигналов об изменении параметра фиксируется соответствующими элементами памяти блока определения экстремумов — триггерами роста и спада ° Сигнал о наступлении максимума на выходе блока 5 определения экстремумов (выход Максимум ) будет тогда, когда сигналы об изменении параметра на выходе анализатора отсутствуют (выходы 3.1 и 3.2 блока), но сигнал об увеличении параметра был зафикси/ рован ранее триггером роста невыход 4.2 блока). При наличии сигналов с триггера роста и инверсного выхода триггера спада взводится триггер максимума, выдавая соответствуюший сигнал на выход 1 блока определения экстремумов. Сигнал о наступлении минимума будет при отсутствии сигналов с анализатора об изменении параметра и взведенных триггерах роста и спада, зафиксировавших их ранее. Выходными сигналами с указанных триггеров сбра- 1Р сывается триггер максимума и взводится триггер минимума, выдавая на выход 2.1 (" Минимум" ) блока определения экстремумов соответствующий сигнал. !5 Сигналы "Рост" и "Спад" с анализатора (выходы 3.1 и 3.2) "Максимум" и "Минимум" с соответствующих триггеров (выходы 1 и 2.1) поступают в блок индикации для контроля за хо- 2р и re дом процесса, а сигналы Максимум и "Минимум" — на соответствующие исполнительные механизмы для управления процессом. В режиме регулирования по команде из блока 7 запуска переключатель режимов блока 5 определения экстремумов устанавливается в такое положение, при котором сигналы с выхода анализатора поступают на соответст- ЗР вующие входы триггера реверса. При отклонении параметра от экстремума выдается команда "Реверс" (выход 2.2 блока определения экстремумов) на соответствующий исполнительный механизм 6 для изменения направления движения процесса к экстремуму в зависимости от знака производной входного сигнала. В случае короткого замыкания или 4Р обрыве входной цепи устройства экстремального управления отсутствие изменения сигнала воспринимается анализатором как момент экстремума. Это возможно в любой момент в ходе про- 45 цесса,а при медленно меняющемся параметре ложный экстремум может сформироваться в самом начале процесса. Для исключения выдачи сигнала, соответствующего ложному экстремуму, в данном 5Р случае необходима задержка иа контроль неисправности, что обеспечивается подачей команды "Контроль" из блока 7 запуска (выход 3) на вход 3 коммутатора 9. 55 При коротком замыкании в блоке контроля 10 срабатывает пороговая схема, которая выдает сигнал на вход 130563? 4 4 (КЗ) коммут-тора 9. При наличии команды Контроль (вход 3) на входе элемента И 13 коммутатора, сброшенном триггере 15, о чем свидетельствует сигнал с элемента HF. 16 на вход элемента И 14, через элементы ИЛИ 12, И 13 и 14 взводится триггер 15, с выхода которого выдается сигнал о наличии короткого замыкания (выход 2.1 коммутатора)„ которым с помощью элементов HE 21 и И 22 от входа 1.1 коммутатора отключается основная цепь и через элементы И 23 и 25 подключается резервная (вход 1.2). При повторном замыкании во входной цепи по сигналу из блока 10 контроля через элементы ИЛИ 12, И 13, И 18 (при .наличии сигнала с элемента НЕ 17 об исходном состоянии триггера 20) и И 19 (при наличии сигнала с триггера 15 о том, что одно корсткое замыкание уже имело место) взводится триггер 20, сигналом с которого с помощью элементов НЕ 24, И 23 и И 25 (при наличии сигнала с триггера 15) неисправная цепь отключается от входа 1.2 коммутатора, и элементом И 26 (при наличии выхода с триггера 20) подключается резервная цепь (вход 1.3). Определение обрыва цепи зависит от предшествующего ему состояния процесса и устройства экстремального управления. При обрыве цепи в начале процесса и отсутствии сигналов об изменении параметра на входы 2.1 и 2.3 блока il контроля из блока определения экстремумов (выходы 4.1 и 4.3) поступают сигналы "Спад" и "Рост" соответственно, при наличии которых через элементы И 35 и ИЛИ 34 блока контроля на вход 5 коммутатора 9 (на второй вход элемента ИЛИ 12) выдается команда, по которой к устройству подключается резервная цепь (вход 1.2 коммутатора) аналогично тому, как это осу.цествляется при первом коротком замыкании. Обрыв цепи возможен и после того, как был получен сигнал об изменении (увеличении) параметра из блока 5 оп ределения экстремумов (выход 4.2) на вход 1 (" Рост" ) блока 11 контроля. В связи с отсутствием цепй и дальнейшего изменения параметра на входы 2.2 и 2.1 блока контроля .тодаются сигналы Максимум" и "Спад" соответ1305632 ВхаЪме джи и юйсюе резерве йЗ Обрм6Ментрмь Мюя иидин. Рир-.© Фа г ственно о наступлении ложного экстремума и отсутствии уменьшения параметра после этого. Через элементы И 32 (при наличии сигнала "Рост" на входе 1 блока контроля, поступающего с выхода 4.2 блока 5 определения экстремумов ), И 33 и ИЛИ 34 блока 11 контроля в коммутатор 9 (вход 5) вы-дается команда на подключение к устройству резервной цепи. 10 Сигналы о неисправности входных цепей с выходов 2.1 (первая неисправность) и 2.2 (повторная неисправность) выдаются в блок 8 индикации для контроля. ° . f5 По сравнению с известным предлагаемое устройство экстремального управления имеет повышенную надежность при управлении технологическим про- 20 цессом, так как обеспечивает контроль неисправности входных цепей, подключение в случае неисправности резервных цепей (датчиков) и исключает выдачу ложных команд управления и нару- 25 шение техпроцесса, способствуя повышению качества продукции.. Формула изобретения Устройство экстремального управления технологическим процессом, содержащее датчики параметров, последовательно соадиненные преобразователь, дефференциатор, усилитель н блок определения экстремумов, исполнительные механизмы, соединенные первыми и вторыми входами с соответствующими выходами блока определения экстремумов, блока запуска, соединенчый первым и вторым выходами соответственно с вторым и третьим входами блока определения экстремумов, первый, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими входами блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в устройство введен коммутатор, первые входы которого соединены с выходами датчиков параметров, второй и третий входы — с соответствующими выходами блока запуска, четвертый и пятый входы — с выходами соответственно блока контроля короткого замыкания и блока контроля обрыва, а первый и вторые выходы — с входами соответственно преобразователя и блока индикации, вход блока контроля короткого замыкания соединен с выходом преобразователя, а первый и вторые входы блока контроля обрыва соединены соответственно с первым и четвертыми выходами блока определения экстремумов. 1305632 1305632 Рос п Сиад Составитель В. Башкиров Редактор В. Петраш Техред Л.Сердюкова Корректор А. Обручар Заказ 1426/44 Тираж 864 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
