Программное временное устройство

 

Изобретение предназначено для управления различными технологическими процессами в энергетической, газовой , нефтяной и других областях промьшшеиности. Целью изобретения является расширение области применения U программного временного устройства. Программное временное устройство содержит генератор импульсо1з 1, управляемый делитель 2, счетчики 3, 5 и 6, запоминающие блоки 4, 7 и 8, программньй блок 9, элементы задержки 10 и 11, одновибратор 12, блок запуска 13, программньй блок питания 14, блок аварийной защиты и сигнализации 15 и обеспечивает автоматическое прерывание одной программы и запуск другой программы при предельных отклонениях технологических параметров , а также автоматическое отключение электропитания узлов, обеспечивающих формирование команд управления после завершения программы пуска. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 511 4 G 05 В (9(8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4256346/24-24 (22) 03.06.87 (46) 23.12.88. Бюл, У 47 (71) Чебоксарское производственное обьединение "Электроприбор" (72) А.А. Александров (53) 621.503,55(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 472335, кл. С 05 В 19(18, 1975.

Авторское свидетельство СССР

И- 1018107, кл. G 05 В 19/18, 1983. (54) ПРОГРАММНОЕ ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение предназначено для управления различными технологическими процессами в энергетической, газовой, нефтяной и других областях промьппленности. Целью изобретения является расширение области применения

„„SU„„1446603 А1 программного временного устройства.

Программное временное устройство содержит генератор импульсов 1, управляемый делитель 2, счетчики 3, 5 и

6, запоминающие блоки 4, 7 и 8, программный блок 9, элементы задержки

10 и 11, одновибратор 12, блок запуска 13, программный блок питания

14, блок аварийной защиты и сигнализации 15 и обеспечивает автоматическое прерывание одной программы и запуск другой программы при предельных отклонениях технологических пара- метров, а также автоматическое отключение электропитания узлов, обеспечивающих формирование команд управлеC ния после завершения программы пуска.

1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 ((Irf ((! (1 l(>frj)(! < !Ill(. Ilj)(!:(и;()н 1(l(и();(!|Я

II!) ) I j);l! 1МНО I О У(lj);3 В!((Нl|Я Ра ЗНИЧ НЫМИ техн()л(гичегкими процессами в энергетической, газовой, нефтяной и других областях промышленности.

Целью изобретения является расширение области применения программного временного ус.тройства.

Па фиг, 1 представлена функциона.пьная схема программного временного устройства; на фиг, 2 — схема программного блока питания; на фиг. 3 схема блока аварийной защиты и сиг10

50 нализации.

Программное временное устройство (ПВУ) содержит генератор 1 импульсов, управляемый делитель 2 частоты, счетчик 3 времени, перепрограммируемый запоминающий блок 4, счетчики 20

5 и 6 номера команды, запоминающие олоки 7 и 8, программный блок 9, элементы 10 и 11 задержки, одновибратор

12, блок 13 запуска, программный блок

14 питания, блок 15 аварийной защи- 25 ты и сигнализации, магистрали 16 и

17 комйндр Г руппу выходов 18, шину

19 питания, элементы 2И 20-1, 20-к, многовходовьтй элемент ИЛИ 21, группу входов 22-1, ..., 22-к, RS- 30 триггеры 23 и 24, конденсатор 25, шину 26 питания, резистор 27, конденсатор 28, резистор 29, конденсатор

30, общую шину 31, резистор 32, элементы 2ИЛИ-НЕ 33 и 34, элемент 2И 35, управляемый ключ 36, формирователь

37 логических сигналов, элементы

2И 38, RS-триггеры 39, орган 40 квитирования, световые индикаторы 41, усилитель 42 мощности, элемент ИЛИ 43.10

Генератор 1 импульсов формирует прямоугольные импульсы и в зависимости от уровня сигнала на его входе может приостанавливать или возобновлять свою работу, 45

Управляемый делитель 2 предназначен для установки коэффициента пересчета и определяет равномерность (номер диапазона) формируемого временного интервала.

Счетчик 3 времени предназначен для формирования интервалов времени работы устройства.

Перепрограммируемый запоминающий блок 4 обеспечивает преобразование кодовых комбинаций логических сигналов на его адресных входах в код размерности (номера диапазона) на первой группе выходных шин и в код д! III (е. ь (! о(. I I(ф()р lиj) "(. Мо I () и н r р l(а (I а на вт()р()й l py(lrle вь(х пнь!х нн|н.

Счетчики 5 и 6 номера командь! имеют счетный вход, вход сброса, p«ÿрядные выходы и предназначены для хранения кодов команд.

Запоминающие блоки 7 и 8 имеют входы управления, сброса, выходы и предназначены для запоминания входных сигналов, имеющих значение "1", при отсутствии сигнала сброса.

Программный блок 9 предназначен для формирования сигналов управления исполнительными устройствами объекта управления, блоком 15 аварийной защиты и сигнализации, а также элементами 2И 20 по командам управления Х,...,, 2в и Х(... Х, поступающим на его первые и вторые входы по магистралям 17 и 16 команд.

Элементы 10 и 11 задерживают выходной логический сигнал относительно входного логического сигнала на время, равное или несколько большее времени распространения сигнала счетчиками 3, 5 и 6 соответственно.

Одновибратор 12 предназначен для генерации одного положительного импульса при поступлении на любой из трех его входов логического сигнала, равного "1".

Блок 13 запуска предназначен для формирования сигналов (Е и Х,) запуска программ пуска или останова управляемого объекта, прерывания программы пуска и запуска программы останова по сигналу с блока 15 аварийной защиты и сигнализации, блокировки запуска программы пуска по первой команде останова Х„ до поступления последней команды останова Х

Программный блок 14 питания предназначен для включения напряжения питания генератора 1 импульсов, управляемого делителя 2 частоты, счетчика 3 времени, перепрограммируемого запоминающего блока 4, счетчиков 5 и

6 номера команды, запоминающих блоков 7 и 8, элементов 10 и 11 задержки, одновибратора 12, элементов

20-1, ..., 20 к, 21 только на время отработки программ пуска или астапова объекта управления.

Блок 15 аварийной защиты и сигнализации предназначен для прерывания программы пуска управляемого объекта и запуска программь! его останова при предеч|,ных (зтк!!(пениях от

1446601 нормы технологических параметров, а также для индикации причины останова.

Программное временное устройство работает следующим образом.

При включении электропитания на первом и втором выходах блока 13 запуска устанавливаются сигналы X =

"1" и Z = "0" соответственно, на выходе программного блока 14 пи- 1ð тания, а следовательно, и на шине 19 питания напряжение отсутствует. Поэ тому узлы ПВУ 1-8, 1О, 11, 12, 20-1,..., 20-к, 21 не получают электропитания, значит, значения всех ко- 15 манд управления Z<-Z„и К Х в магистралях 17 и 16 соответственно равны "0". Это приводит к формированию программным блоком 9 определенных сигналов, обеспечивающих установку 2р исполнительных устройств объекта управления в исходное состояние и разрешающих в блоке 15 аварийной защиты и сигнализации контроль сигналов с датчиков некоторых технологических 25 параметров. Если в это время блок 15 не фиксирует аварийной ситуации, т.е. его выходной сигнал, поступающий на первый вход блока 13 запуска, равен "0", то с помощью соответствующего органа блока 13 возможен запуск программы пуска. Когда это произойдет, выходные сигналы блока 13 принимают значения Х = "0", Z = "1", которые поступают одновременно на входы программного блока 14 питания, входы сброса счетчиков 5 и 6 номера команды, запоминающих блоков 7 и 8. Команда Z = "1", поступившая на второй вход программного блока 14 пита- 40 ния, обеспечивает включение напряжения питания на его выход и шину

19 питания, При этом запитываются обесточенные Ранее узлы программного временного устройства, генератор 1 45 начинает формировать импульсы, одновременно одновибратор 12 формирует одиночный положительный импульс, ко- торый, поступив на входы сброса управляемого делителя 2 частоты и счетчика 3 времени, устанавливает их в состояние "0", Кроме того, выходной импульс одновибратора 12 через элемент 10 задержки одновременно поступает и на вход записи счетчика 3 времени и задерживается там на некоторое время элементом 10 задержки.. В момент включения питания (по шине 19) счетчиков 5 и 6 номера команды и запоминающих блоков

7 и 8 они устанавливаются в состояние

tl l t

0, в котором счетчик э и запоминающий блок 7 остаются и далее, так как на их входы сброса поступает сигнал

Z, = "1". На входах сброса счетчика

6 и запоминающего блока 8 имеет место сигнал Хо, соответствующий "0, поэтому на первом выходе счетчика

6 номера команды формируется "1", которая запоминается блоком 8 и подается по магистрали 17 команд в виде команль1 управления Z = "1" на входы программного блока 9. Это приводит к формированию программным блоком 9 выходных сигналов в соответствии с заданной программой, Кроме того, сигнал, равный "1,с первого выхода счетчика 6 номера команд подается и на первый адресный вход первой группы входов перепрограммируемого запоминающего блока 4, на всех остальных адресных входах которого остаются сигналы, равные "0", Это обеспечивает формирование на первой группе его выходов параллельного кода размерности, а на второй группе — параллельного кода длительности первого временного интервала, которые поступают соответственно на входы ввода данных управляемого делителя 2 частоты и счетчика 3 времени. К моменту поступления указанных кодовых сигналов на входы ввода данных делителя 2 и счетчика 3 времени значение выходного сигнала одновибратора 12 на их входах сброса остается равным

"1", поэтому выходные импульсы генератора 1 не изменяют их состояния.

Только после того, как выходной сигнал одновибратора 12 примет значение

"0", импульсы с выхода генератора 1 через делитель 2 частоты, делящий их на коэффициент, заданный кодом размерности, начинают поступать на вход счетчика 3 времени, После подачи "0" на входы сброса делителя 2 частоты и счетчика 3 времени в течение некоторого времени, определяемого временем задержки элемента 10, на входе записи счетчика 3 сигнал остается равным "1". В это время в счетчик 3 со второй группы выходов перепрограммируемого запоминающего блока 4 вводятся данные для счета.

До поступления первого импульса на счетный вход счетчика 3 на его входе записи элементом 10 задержки устанав5 14466 ливается сигнал, равный «О", который блокирует входы ввода данных счетчика 3. Поэтому в него оказываются введенными данные для счета, поступив5 шие непосредственно перед подачей

«О« на вход записи. После этого начинается формирование первого интервала времени.

По окончании заданного интервала р времени, когда число импульсов, сосчитанных счетчиком 3 времени, совпадет с числом, введенным в него по вход м ввода данных при записи, на

его выходе формируется сигнал, равный 15

«О", который обеспечивает сдвиг с первого выхода счетчика 6 номера команды íà Второи его выход и, следовательно, с первого адресного входа перепрограммируемого запоминающего блока 4 на его второй адресный вход. Кроме того, «О« поступает на вход элемента 11 задержки, При этом перепрограммируемый запоминающий блок

4 формирует код второго временного 25 ийтервала и подает его на вход ввода . данных делителя 2 частоты и счетчика

3 времени, но до поступления сигнала записи состояние счетчика 3 не меняется. Одновременно с подачей на вто- 30 рой адресный вход перепрограммируемого запоминающего блока 4 сигнал, равный

"1", поступает и на второй вход управления запоминающего блока 8, который запоминает этот сигнал и в виде команды управления Z = «1« по магистрали 17 команд подает на входы программного блока 9. По истечении времени задержки, заданного элементом 11, с его выхода на первый вход 40 одновибратора 12 поступает «1", которая приводит к формированию одиночного импульса, соответствующего значению «1", Этот импульс, воздействуя на входы сброса, устанавливает дели- 45 тель 2 частоты и счетчик 3 времени в состояние «О« и одновременно поступает через элемент 10 задержки на вход записи счетчика 3. После изменения значения выходного сигнала од- 50 новибратора 12 с «1« на «О« осуществляется по входам ввода данных задание нового коэффициента пересчета делителя

2 частоты и запись данных для счета счетчиком 3 времени, По истечении времени задержки, задаваемой элементом 10, на входе записи счетчика 3 сигнал принимает значение "0", который блокирует его входы ввода данных.

01 6

Hà÷èíàåòñÿ отсчет второго интервала времени ° Далее процессы формирования временных интервалов повторяются и команды управления Z> ..., Z равные «1", формируются аналогично команде Е

Если в ходе формирования команд управления с одного из третьей группы выходов программного блока 9 на первый вход соответствующего элемен2Н 20 поступает сигнал, равный

«1", то он обеспечивает прохождение логического сигнала с входа 22 программного временного устройства через этот элемент 2И 20 и многовходовый элемент ИЛИ 21 на вход блокировки генератора 1 импульсов. Поэтому при поступлении сигнала, равного «1", на рассматриваемый вход 22 с датчика технологического параметра этот сигнал обеспечивает блокировку работы генератора 1 импульсов до момента изменения значения сигнала датчика с «1« на «О", при котором возобновляется работа генератора 1 и формирование временного интервала. Включе" ние контроля сигнала с датчика по определенной команде управления, следующей через интервал времени после управляющего воздействия на технологический параметр, контролируемый этим датчиком, обеспечивает блокировку работы генератора 1 импульсов при сброшенных в нулевое состояние дели" теле 2 частоты и счетчике 3 времени.

Поэтому формирование следующей команды управления происходит строго через заданный программным временным устройством интервал времени после поступления сигнала с датчика, равного

«О«

Если до формирования команды Z

«1« по какой-либо причине (по сигналу с блока 15 аварийной .защиты или с органа останова блока 13 запуска) произойдет прерывание программы пуска управляемого объекта, сигналы

Z и Х примут соответственно значеступив на второй вход программного блока 14 питания, обеспечивает отключение электропитания узлов ПВУ

1-8,10-12, 20, 21 и возврат его в первоначальное состояние, Если же прерывание программы пуска происходит после формирования команды Z

«1", то отключения электропитания упомяиутых выше узлов ПВУ не произой14466 дет, поэтому по сигналу Х = "1", сформированному на втором выходе блока 13 запуска, счетчик 6 номера команды и запоминающий блок 8 сбрасываются в состояние "0", т.е. все команды управления Z сформированные до рассматриваемого момента, принимают значение "0", Одновременно по сигналу X() = i f i одновибратор 12 выдает !Q одиночный импульс "1", который сбрасывает делитель 2 частоты и счетчик

3 времени в состояние "0", В это же время сигнал Zo = 0, поступив на входы сброса счетчиков 5 номера команды и запоминающего блока 7, обеспечивает формирование "!" на первом выходе счетчика 5, запоминание ее блоком 7 и передачу по магистрали 16 в виде команды управления Х, ="1" на 2р вторую группу входов программного блока 9 и на второй вход блока 13 запуска, обеспечивая тем самым блокировку запуска программы пуска на все время отработки программы оста- 25 нова. Логический сигнал "1" с первого выхода счетчика одновременно поступает и на первый адресный вход второй группы входов перепрограммируемого запоминающего блока 4, на всех осталь-З0 ных входах которого сигналы остаются равными "0". Это обеспечивает формирование на выходах перепрограммируемого запоминающего блока 4 кодовых сигналов первого временного интервала программы останова, которые аналогично как и при отработке программы пуска вводятся в делитель 2 частоты и счетчик 3 времени. Далее продолжается процесс формирования временных интервалов и команд управления останова Х,, ..., Х, по которым программный блок 9 обеспечивает формирование выходных сигналов в соответствии с заданной программой. Таким об- 45 разом, в рассматриваемом случае без отключения питания узлов программного временного устройства прекращается отработка программы пуска и начинается отработка программы останова управляемого объекта. По последней команде останова Хд, = "!" программный блок 14 питания отключает электропитание узлов 1-8, 10 — 12, 20, 21 и программное временное устройство оказывается в первоначальном состоянии, Когда же программа пуска завершается формированием команды Е,, = "1", о! 8 по этой команде в программном блоке

9 возбуждается элемент памяти, который обеспечивает запоминание всех команд пуска Е!, ..., Z равных "1".

По команде Z "1" программный блок

14 питания отключает электропитание узлов ПВУ 1-8, 10 — 12, 20, 21.

В случае аварийного отклонения какого-либо технологического парамет" ра, контролируемого блоком 15 аварийной защиты и сигнализации, при пуске управляемого объекта или после его окончания на выходе блока 15 формируется "1", которая, поступая на первый вход блока 13 запуска, обеспечивает установку на первом его выходе сигнала Z равного "0", а на втором выходе — Х, равного 1 . Эти сигналы вызывают прерывание программы пуска и запуск программы останова

Причина прерывания программы пуска, индицирующаяся с помощью соответствующего индикатора 41 блока l5, может быть квитирована с помощью соответствующего органа 40 этого блока как во время отработки программы останова, так и после ее завершения, При отработке программы останова управляемого объекта могут, как и при пуске, возникать аварийные ситуации, фиксируемые блоком !5 аварийной защиты и сигнализации. После завершения программы останова и проведения анализа причин аварийных ситуаций можно с помощью органа 40 квитирования привести блок 15 в первоначальное состояние. В этом случае на выходе блока 15 устанавливается сигнал, равный "0", Из описания предлагаемого ПВУ следует, что при предельных (аварийных) отклонениях от нормы технологических параметров управляемого объекта обеспечивается прерывание одной программы (пуска) и запуск другой программы (останова). Формирование каждого временного интервала начинается со сброса управляемого делителя 2 частоты и счетчика 3 времени в нулевое состояние, поэтому для формирования кодовых комбинаций, определяющих длительность временных интервалов, может быть применен перепрограммируемый запоминающий блок простой конструкции. Останов счетчика 3 времени по сигналам с датчиков технологических параметров происходит одновременно с генератором 1 импульсов и делителем 2 частоты, при144 чем обеспечена возможноcòü осуществлять этот останов при сброшенных в нулевое состояние делителе Z частоты и счетчике 3 времени, Формула изобретения

1. Программное временное устройст во, содержащее блок запуска, перепрограммируемый запоминающий блок, программный блок, первая группа выходов которого являе гся выходами устройства, а первая группа входов соединена с первой магистралью команд, образованной шинами команд управления, последовательно соединенные генератор импульсов, управляемый делитель частоты, счетчик времени и первый счетчик номера команды, выходы которого подключены к первым адресным входам перепрограммируемого запоминающего блока, а вход сброса к второму выходу блока запуска, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области примене-:èÿ, в него введены блок аварийной защиты и сигнализации, входы которого соединены с второй группой выхс.-.;,ов программного блока, а выход подключен к первому входу блока запуска, программный блок питания, второй счетчик номера команды, выходы которого соединены с вторыми адресными входами перепрограммируемого запоминающего блока, первый и второй запоминающие блоки, входы управления которых подключены соответственно к выходам первого и второго счетчиков номера команды, а выходные шины образуют соответственно первую и вторую магистрали команд, вторая магистраль команд соединена с второй группой входов программного блока, первый и второй элементы задержки, одновибратор, выход которого соединен с входами сброса управляемого делителя частоты и счетчика времени, а через первый элемент задержки— с входом записи счетчика времени, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика номера команды и через второй элемент задержки - с первым входом одновибратора, второй вход которого подключен к второму выходу блока запуска, к первому входу программного блока питания, входу сброса первого запоминающего бб01

10 блока, а третий вход — к выходу программного блока питания и шинам пи5

55

50 тания генератора импульсов, управляемого делителя частоты, сйетчика времени, первых и вторых счетчиков номера команды, запоминающих блоков, элементов задержки, одновибратора и перепрограммируемого запоминающего блока, первая и вторая группы выходов которого соединены с входами ввода данных управляемого делителя частоты и счетчика времени соответственно, входы сброса второго счетчика номера команды и второго запоминающего блока подключены к первому выходу блока запуска и к второму входу программного блока питания, третий, четвертый и пятый входы <оторого соединены соотBETcT âåнно с шинами -й, последней команды первой магистрали H последней команды второй магистрали, а шина первой команды второй магистрали соединена с вторым Bõîäîì блока запуска, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что его программный блок питания содержит первый и второй КБ-триггеры, R-вход первого RS-триггера является третьим входом программного блока питания, S — вход через первый конденсатор соединен с положительной шиноЙ питания, а через первь1Й резистор — с пятым входом этого блока, R-вход второго

RS-триггера через второй конденсатор соединен с положительной шиной питания, а через второй резистор — с первым входом программного блока питания, S-вход этого триггера через третий конденсатор соединен с общей шиной, а через третий резистор с четвертым входом этого блока, неинвертнрующие выходы первого и второго RS-триггеров через первый элемент 2ИЛИ-HF. соединены с первым входом второго элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента 2И, а выход — к входу управляемого ключа, через замыкающие контакты которого положительная шина питания соединена с выходом программного блока питания, первый вход первого элемента 2И является . вторым входом ".òîão блока, а второй вход первого элемента. 2И подключен к неинвертирующему выходу первого

RS-триггера.

Составитель А. Русов

Техред M.Ходанич Корректор А. Обручар

Редактор А. Ворович

Подписное

Тираж 866

Заказ 6745/52

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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