Устройство для управления технологическим процессом

 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления и может быть использовано при создании адаптивных систем управления технологическими процессами. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Устройство содержит датчики 1 технологических параметров, коммутаторы 2 и 6, аналого-цифровой преобразователь 3, ключевые элементы 4 и 10, блок 5 выделения отклонений, п регуляторов 7, блок 8 оперативной памяти, блок 9 апроксимации, блок 11 управления, блок 12 постоянной памяти, элеиенты ИЛИ 13 и 15, блок 14 коррекции, элемент 16 задержки. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе управления параметрами активной среды учитывается не только их изменение, но и взаимное влияние. Корректировка параметров производится с учетом текущих значений всей совокупности измеряемых параметров, характеризующих рассматриваемый технологический процесс. Так например, для поддержания оптимальной скорости травления печатных плат независимо от измерения текущего значения рН производится корректировка пределов регулирования температуры травильного раствора. 1 табл. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

22 А1

СО}ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) m4 С 06 Г 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4371401/24-24 (22) 26.01.88 (46) 15 .11.89.Бюл, Р 42 (72) И,И.Цукерман, В.А.Никольцев, Е,А.Рогоцкая, А,О,Тосенко и F..Н.Щербаков (53) 681.325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1l 11969ОО, кл. G 06 Р 15/46, 1985.

Авторское свидетельство СССР

9 611214 кл. (06 Г 15/46, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

2 (57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления и может быть использовано при создании адаптивных систем управления технологическими процессами, Цель изобретения — расширение области применения устройства. Устройство содержит датчики 1 технологических параметров,-коммутаторы 2 и 6, аналого-цифровой преобразователь 3, ключевые элементы 4 и .10, блок 5 выделения отклонений, и регуляторов 7, блок 8оперативной памяти, блок 9 аппроксимации, .блок ll управления, блок 12 постоян1522238

20 ой памяти, элементы ИЛИ 13 и 15, лок 14 коррекции, элемент 16 заержки. Сущность изобретения заклюается в том, что в процессе управг1ения параметрами активной среды учи ывается не только их изменение,но и взаимное влияние, Корректировка параетров производится с учетом текущих начений всей совокупности измеряемых 10

Изобретение относится к автоматие и вычислительной технике и может

ыть использовано при создании адапивных систем управления технологиескими процессами.

Пель изобретения — расширение обасти применения устройства за счет заимной корреляции параметров объкта управления, 25

На фиг. 1 представлена блок-схема стройства; на фиг,2 — временная диграмма работы устройства при обработе сигнала с датчика, измеряющего араметр-аргумент при наличии управения по данному каналу; совместное ассмотрение. фиг.2 и фиг,2а - то же, ри отсутствии регулятора, на фиг.3( временная диаграмма работы устройства при обработке сигнала с датчика, з меряющего параметр-функцию; сов местное рассмотрение временных диаг, рамм, приведенных на фиг. 2.и 4 ил) люстрирует работу устройства при об работке сигнала с датчика, измеряюще- 40 го параметр, являющийся одновременно функцией и аргументом (в приведенном примере количество (N ) приращений к уставкам,вычисляемых по рас,сматриваемому параметру, больше коли- 45 чества (N ) приращений, учитывающих при формировании уставки для этого параметра (N <(N < )); на фиг. 5 — 7— зависимости для параметров-функций от от значения параметров в других изме.рительных каналах для случал поддержания микроклимата в теплицах; на фиг,8 — структурная схема блока управления; на фиг,9 - структурная схема блока аппроксимации на фиг,10—

Э

55 структурная схема блока коррекции; на фиг. 11 - временная диаграмма функционирования устройства для приведенного примера. параметров, характеризующих рассматриваемый технологический процесс, Так

Э например, для поддержания оптимальной скорости травления печатных плат независимо от измерения текущего значения рН производится корректировка пределов регулирования температуры травильного раствора; 1 табл.р 3 з.п, ф-лы, 11 ил, На функциональных схемах каждая из многоканальных связей (передаваемые коды) обозначена двойной линией, Устройство содержит датчики 1 технологических параметров, первый (N-канальный )коммутатор 2, аналогоцифровой преобразователь 3, первый ключевой элемент 4, блок 5 определе- ния отклонений, второй (п-канальный) коммутатор 6, и регуляторов 7, блок

8 буферной памяти приращений уставок, блок 9 аппроксимации приращений уставок,.второй ключевой элемент 10, блок 11 управления обработкой сигналов.датчиков, блок 12 памяти эталонов, второй элемент ИЛИ 13, блок 14 коррекции уставок, первый элемент

ИЛИ 15, элемент 16 задержки, На фиг,2-4 приняты следующие обозначения: сигнал 17 .(код) на выходе первого ключевого элемента 4; сигнал 18 на четвертом выходе блока

11 управления, устанавливающий блоки устройства в исходное состояние в начале работы и в конце каждого цикла (после обработки сигналов со стороны всех N датчиков); сигнал 19 на пятом выходе блока 11 управления, управляющий работой устройства; сигнал 20 (код) на втором выходе блока 11 управления, определяющий выбор канала обработки (адрес измерительного канала); сигнал 21 (код) на третьем выходе блока 11 управления, определяющий выбор совокупности исходных дан1 ных,, характеризующих обрабатываемый измерительный канал (адрес исходных данных, записанных в ПЗУ); сигнал 22 (код) на выходе второго ключевого элемента 10;сигнал 23 (код ) на выходе блока 12 ПЗУ, содержащий совокуп" ность исходных данных, характеризующих обрабатываемый измерительный канал, сигнал 24 (код) на выходе

1522238

АЦП 3; сигнал 25 на управляющем выходе блока 9 аппроксимации, управляющий записью в блок 8 вычисленного приращения; сигнал 26 (код) на адресном выходе блока 9 аппроксимации, определяющий адрес блока 8, по которому производится запись вычисленного приращения; сигнал 27 (код) на информационном выходе блока 9 аппро- 10 ксимации, характеризующий величину вычисленного приращения; сигнал 28 на первом выходе блока 11 управления, характеризующий завершение вычисления всех приращений, формируемых по 15 обрабатываемому измерительному каналу; сигнал 29 (код) на адресном выходе блока 14 корреции, определяющий адрес учитываемого приращения; сигнал 30 на втором управляющем выходе блока 14 коррекции, управляющий выбор.- кой учитываемого приращения из бло- ка 8; сигнал 31 (код) на выходе блока 8, характеризующий величину учитываемого приращения; сигнал 32 (код) на информационном выходе блока 14 коррекции, характеризующий величину уставки (с учетом приращений); сигнал 33 на первом управляющем выходе блока 14 коррекции, характеризующий 30 завершение учета необходимых приращений в величине уставки, сигнал 34 на выходе первого элемента ИЛИ 15 уп-! равляющий переключением измерительных каналов; сигнал 35 на выходе второго элемента ИЛИ 13, управляющий работой первого 4 и второго 10 ключевых элементов; сигнал 36 на выходе блока 5 определения отклонений, управляющий . работой регуляторов. 40

Блок управления (фиг. 8) содержит элемент 37 памяти, первый сумматор

38, первый элемент ИЛИ 39 ° элемент

40 задержки, первый счетчик 41, гене-. ратор 42 тактовых импульсов, первый ключевой элемент 43, второй элемент

ИЛИ 44, третий счетчик 45, второй ключевой элемент 46, первый элемент

И 47, второй счетчик 48 ° второй сумматор 49 и третий сумматор 50, 50

Блок аппроксимации (фиг,9) содержит первый кпючевой элемент 51,счетчик 52, элемент 53 задержки, второй ключевой элемент 54, первый сумматор

55, первый умножитель 56, третий сумматор 57, второй сумматор 58, второй/ умножитель 59 и третий ключевой элемент 60.

На фиг.8 обозначен сигнал 61 на выходе сумматора 38, Блок коррекции (фиг, 10) содержит первый счетчик 62, первый сумматор

63, первый ключевой элемент 64, втерой счетчик 65, элемент 66 задержки, второй ключевой элемент 67 и второй сумматор 68, Подготовку устройства к работе производят в следующей последовательности

1. Определяется общее количество опрашиваемых датчиков (N) и данные записываются в элемент 37 памяти блока 11 управления.

2, Устанавливается по следовательность обработки измерительных кана лов (опроса датчиков), при этом первыми опрашиваются датчики, измеряющие текущие значения параметров-аргументов, уставки для которых не зависят от каких-либо других измеряемых параметров, затем датчики, измеряющие параметры (параметры-фракции), уставки для которых зависят от измеренного значения параметров-аргументов, Причем опрос параметров-функций про изводится в том же порядке что и вычисление приращений уставок для этих параметров при обработке параметров-аргументов (см,приведенный ниже пример), 3. Дпя каждого измеряемого параметра (датчика) определяется количество зависимых от него параметров (N ) и количество параметров (М<), от которых зависит рассматриваемый параметр.

4. Для каждого измеряемого параметра определяется И совокупностей численных значений параметров (исходных данных), определяющих аппроксимацию зависимостей уставок измеряемых параметров, зависящих от рассматриваемого, 5, Определяется количество кана" лов (n) по которым производится как контроль, так и регулирование (n + N).

Каждому измеряемому параметру в зависимости от того, производится ли по измеренному значению регулирование или только контроль его теку1яего значения, ставится в соответствие признак канала П1 (равный нулю, если производится регулирование, или равный единице, если только контроль).

Подготовпенные для каждого измеряемого параметра (измерительного

1522238 ка нала) значения, П,Н„,N< и соответствующие сочетания численных значений величин, используемых для annpozc мации, записываются в блок 12п стоянное запоминающее устройство (ЗУ) - в соответствии с установленн и в п.2 последовательностью опроС HSMePHTBJIbHHX KcLHRJIOBa

Для приведенного на фиг.5 — 7 10 п имера параметры-функции (концентрац я СО и влажность, эа исключен ем температуры, являются линейи функциями своих аргументов, т е, уставки для этих параметров:

Х = Х + К,(Х вЂ” Х );

К, = Е8(+,1,), 20

X=X +K(X-X)+ 1

0 при Х сХп

K (X"Xz) при

40 где К = с8 „Следовательно, для каждого измеря- 45 фмого параметра в блок 12 должны быть записаны:

П, N<,N<,Х„.„и N< совокупностей

Ж„, Хд, К, К (при использовании для

; ппроксимации двух прямых).

Получаемые в рассматриваемом случае исходные данные представлены в

Фаблице, Устройство работает следующим образом, Импульсный сигнал запуска, постуПающий на второй вход блока 11, пос тупает на управляющие входы первого г е Х „- начальное значение уставки для параметра-функции (при Х = Х, ) р

Х вЂ” значение параметра-аргумено та,относительно которого 25

l производится вычисление приращения уставки;

Х - текущее (измеренное) значение параметра-аргумента, Зависимость уставки для темпера- 30 т ры от значения освещенности аппрок имируется двумя прямыми, имеющими, т чку пересечения Хд, равную 25 лк.

Таким образом, уставка для температуры:

38 и третьего 50 сумматоров, формируя нулевые значения сигналов 61 и-28 (на пятом выходе блока 11), Сигнал запуска, поступающий на вход запуска блока 14, поступает на управ ляющий вход первого сумматора 63, формируя нулевое значение сигнала 33 на первом управляющем выходе блока 14, При этом на выходе первого элемента

ИЛИ 15 формируется нулевое значение сигнала 34, который с задержкой Ф, в элементе 16 поступает на управляющие входы первого счетчика 62 и второго сумматора 68, являющиеся первым управляющжч входом блока 14,управляющие входы второго счетчика 48 и первого ключевого элемента 43 и второй вход nep-;

soго элемента ИЛИ 39, являющиеся третьим входом блока 11, Б результате этого выходы блоков 62,68 и 48 обнуляются, первый ключевой элемент

43 устанавливается в положение, обеспечивающее прохождение через него сигнала с генератора 42 тактовых импульсов, а на выходе первого элемента

ИЛИ 39, являющемся третьим выходом блока 11, формируется нулевое значение сигнала 18, которое, поступая на управляющий вход счетчика 52 (второй управляющий вход блока 9) обнуляет его выходной сигнал 26 (адресный вы ход блока 9), а поступая на управляющий вход второго счетчика 65 (второй управляющий вход блока 14), обнуляет выходной сигнал 29 (адресный выход блока 14)..

Через интервал с, определяемый элементом 40 задержки, нулевое значение сигнала 18 поступает на управляющие входы первого 41 и третьего 45 счетчиков, обнуляя соответственно сигналы 20 (первый выход блока 11) и.21 (второй выход блока 11), а на управляющий вход генератора 42, формирующего тактовые импульсы, — сигнал

19 (четвертый выход блока 11.), При снятии сигнала запуска на выходе первого сумматора 38 устанавливается положительное значение сигнала 61, так как его вход постоянно подключен к выходу элемента 37 памяти, в котором записано (перед началом работы) общее количество (N) измерительных каналов, подлежащих обработке в каждом цикле, Длительность (Т1 ) импульса запуска должна находиться в пределах с, с Тц < с + с, /1. л так как при Т (c не будет сформи10

22238

9 l5 рован сигнал 18 (задержанный сигнал

34 положителен), а при T ú a,+ 6 < устройство может неверно функционировать вследствие принудительного обнуления (после установления сигнала

23) сигналов 28 и 33, Нулевое значение сигнала 18 долж но формироваться в конце каждого цикла опроса всех И датчиков, а продолжительность этого сигнала должна быть достаточна для подготовки устройства к следующему циклу, При отсутствии сигнала запуска (2-й и последующие циклы) сигнал 61, пропорциональный величине (N-K) на выходе первого сумматора 38,-принимает нулевое. значение при равенстве сигналов, поступающих с элемента 37 памяти (N) и с выхода первого счетчика 41 (К), пропорционального поряд ковому номеру обрабатываемого устройством измерительного канала. После

1 завершения обработки N-ro канала (К=11) при поступлении на второй вход первого элемента ИЛИ 39 нулевого значения сигнала 34 производится формирование нулевого значения сигнала 18> продолжительность которого определяется элементом 40 задержки (до обнуления выхода первого счетчика 41), Устройство начинает работать с момента появления положительного импульса сигнала 19, который формируется на выходе генератора 42..-(четвертом выходе блока 11 управления) с интервалом gT (фиг,2) и управляет работой устройства, причем Т долл Л . жен быть больше, т,е, Т ) <., информационный вход первого сумматора

38 с выхода элемента 37 памяти, в который это значение записывается при подготовке устройства к работе, с текущим порядковым номером обрабатываемого измерительного канала, поступающего на второй инвертированный информационный вход первого сумматора 38 с выхода первого счетчика 41.

На выходе сумматора 38 формируется сигнал 61, пропорциональный текущей разности (N-К) .

Адрес обрабатываемого измеритель15 ного канала поступает на управляющие входы первого 2 и второго 6 коммутаторов для подключения соответствующих датчика 1 и регулятора 7, При этом через интервал gt, необходимый

?0 дл я срабатывания первого коммутатора

2 и преобразования информации в

AUII 3, на выходе последнего устанавливается сигнал (код1 24, нропорциональный текущему значению измеряемого параметра, Третий счетчик 45 является счетчиком количества совокупности исходных данных, используемых при аппроксимации и предварительно. записанных

30 в блок 12. В связи с этим сигнал (код } 21 на выходе третьего счетчика 45, являющийся вторым выходом блока 11, является адресом исходных данных, используемых при обработке измерительного канала (для первого канала это первый адрес). После поступ ления адреса исходных данных (сигнал

21) в блок 12 на выходе последнего устанавливается сигнал — код 23 °

40 При этом код величины N, характеризующий количество зависимых от

Так как первый ключевой элемент 43

43 разрешает прохождение тактового импульса с генератора 42, то формируемый положительный импульс поступает на счетные входы первого 4) и третьего 45 счетчиков, Первый счетчик 41 является счетчиком числа обработанных измерительных каналов. В связи,с этим сигнал 20 на выходе счетчика 41, являющийся первым выходом блока 11 ° является адресом обрабатываемого измерительного канала, который равен порядковому номеру обрабатываемого канала.

В первом сумматоре 38 производится сопоставление значения общего количества обрабатываемых измерительных каналов N поступающего на первый

55 мационный вход третьего сумматора 50, являющийся четвертым входом блока 11 управления.

Величины (коды), необходимые для вычисления приращения к уставке, пос-* тупают из ПЗУ 12 на второй информационный вход блока аппроксимации, При этом значения Хо и Х„ поступают на вторые инвертированные информацион-, ные входы первого 55 и второго 58 сумматоров соответственно, значения

К и К вЂ” на вторые информационные входы первого 56 и второго 59 блоков умножения соответственно, данного измерительног о канала параметров н, соответственно, количество подлежащих вычислению приращений к

45 уставкам, поступает на первый инфор152

Сигналы, пропорциональные величи/aM N и Х,, поступая на второй информационный вход блока 14, поступают на вторые информационные входы первого 63 и второго 68 сумматоров соответственно, Код, пропорциональный значению признака П (О или 1), поступает на торой вход второго элемента ИЛИ 13, В случае, когда N< (K)ф О, на выхо е третьего сумматора 50 сигнал 28, ропорциональный fN <(K) — И< (К)1, ринимает положительное значение. В том соотношении М (К) — сигнал на

ыходе второго счетчика 48, учитыващего количество вычисленных по даному (К-му) каналу и записанных в лок 8 оперативной памяти приращеий к уставкам, Поступая на управяющий вход первого ключевого элемена 51, являющийся первым управляюЩим входом блока 9, сигнал 28 разре1пает прохождение поступающего на

lего вход сигнала 19 (третий управляю1ций вход блока 9) на информационный вход счетчика 52, на вход элемента 53 задержки и управляющий вход втоого ключевого элемента 54, На вы,1 ходе счетчика 52, являющегося одновременно адресным выходом блока 9, формируется сигнал 26 " адрес, по которому должна быть произведена запись в блок 8 вычисленного приращения, /

Учитывая,что на информационный

I вход счетчика 52 импульсы поступают только при разрешающем сигнале

28, а также изложенное выше описание формирования сигнала 28, становится очевидно, что адрес (сигнал)28 в блоке 8, по которому производится запись очередного вычисляемого значения приращения к уставке, определяется порядковым номером вычисляемого приращения, т.е.

К-1

A (K) = N„(i) + N, (K)+1

1=1 где А (К) — адрес в блоке 8 вып сляеb мого значения приращения к уставке;

К вЂ” порядковый номер обрабатываемого измерительного канала (датчика);

Ы . (К)- количество вычисленных приращений к уставкам в

К-м измерительном канале.

35 уставке"

AX =: К,(Х-Х,)+

О при Х à cХ„

К (Х-Х ) при X)X

Формируемый на выходе элемента 53 задержки сигнал 25, управляющий записью вычисленного приращения Х в блок 8, поступает также на счетный вход второго счетчика 48, являю-щийся одновременно первым входом блока 11 управления.

Сигнал 25 формируется с задержкой

tI,t относительно сигнала 19 (и,соответственно, сигнала 26), определяемой суммой $ t и времени, необходимого для вычисления приращения к уставке °

Сигнал с выхода второго счетчика

48, пропорциональный количеству вычисленных по данному каналу и записанных в блок 8 приращений (N<>) к уставкам, поступает на вход второго сумматора 49 и второй инвертирован2238 12

Второй ключевой элемент 54 разрешает прохождение на первые информационные входы первого 55 и второго 58 сумматоров сигнала 24, пропорционального текущему измеренному значению параметра, поступающего на информационный вход второго ключевого элемента 54, являющегося одновременно первым информационным входом блока 9, При этом на выходе первого блока 56 умножения формируется код, пропорциональный значению К (X — Х ) и поступающий на первый информационный вход третьего сумматора 57, На выходе второго блока 59 умножения формируется код, пропорциональный К (Х вЂ” Х ) и поступающий на информационный вход третьего ключевого элемента 60, Знаковый разряд сигнала на выходе второго сумматора 58, пропорционального разности (Х-Х„), является сигналом, управляющим работой третьего ключевого элемента 60, Если sign(X>5-Хд) .> О, то на управляющем входе третьего элемента формируется сигнал, разрешающий поступление кода с выхода второго блока 59 умножения на второй информационный вход третьего

30 сумматора 57, Таким образом, на выходе третьего сумматора 57, являющемся одновременно информационным . выходом блока 9, формируется сигнал— код 27, пропЬрциональный приращению

l3

14

1522238

10 !

Учитывая .изложенное, при обнулении сигнала 28, - поступающего также

20 на первый вход первого элемента

ИЛИ 15, сигнал 34 на его выходе обнуляется, При этом: в случае разрешения управления по данному измерительному каналу (П=О) сигнал 35 на выходе второго элемента ИЛИ 13 обнуляется. Этот сигнал поступая на управляющие входы первого 4 и второго 10 ключевых элементов, разрешает прохождение сигналов 24 и

30 32 — формирование сигналов 17 и 22— на вход блока 5 выделения отклонения; на выходе блока 5 формируется управляющий сигнал 36, по переднему фронту которого производится включение соответствующего регулятора (выключение регулятора производится автоматически с помощью реле времени, встроенного в регулятор); задержанный на величину „ сиг10 нал 34 поступает на управляющие входы первого счетчика 62, второго сумматора 68, второго счетчика 48 и третьего ключевого элемента 43, сипналы 28 и 33 при этом принимают по45 ложительные значения, так как на входах третьего 50 и первого 63 сумматоров пока сохранились сигналы, пропорциональные предыдущим значениям

И (К) и Ng(K), а сигнал 30 обнуляет50 сЯ

Так как третий ключевой элемент

43 открыт, то очередной импульс с генератора 42 изменяет на единицу выходные коды первого 41 и третьего

45 счетчиков — адреса канала (сигнал

20) и адреса. исходных данных (сигнал 21). При этом из ПЗУ 12 поступает сигнал 23, содержащий новую совокупность необходимых исходных ный информационные вход третьего суммачора 50.

Во втором сумматоре 49 произво— дится вычитание единицы из накоплен.с ного счетчиком 48 значения и на его выходе формируется сигнал, пропорциональный разности (N<>-1) ° Знаковый разряд этого сигнала поступает на первый вход первого элемента И 47, На выходе третьего сумматора 50 формируется сигнал 28, пропорциональный разности (И (К)-И (К) }, поступающий на второй вход первого элемента И 47 и являющийся пятым выходом блока 11, В случае, если N,(К) > 1, то после формирования и записи в блок 8 сигнала 27, пропорционального первому вычисленному приращению к уставке

signEN (К)-1)>0 и 1И,(К)-N0

При этих условиях на выходе элемента 47 формируется положительный сигнал>управляющий работой второго ключевого элемента 4б,и разрешающий прохождение импульса сигнала 19 через второй ключевой элемент 46 и второй элемент ИЛИ 44 на информационный вход третьего счетчика 45, При этом на выходе третьего счетчика 45 формируется код (сигнал 21) следующего адреса (увеличенного на единицу), по которому производится считывание из ПЗУ 12 (сигнал 23) очередной совокупности исходных данных (Х,Х„,К,К ),по которой в блоке

9 формируется и записывается в блок 8 следующее вычисленное приращение к уставке, Сигналы формируются в указанной последовательности до тех пор, пока сигнал 28 на выходе третьего сумма тора 50, не обнулится, Это произойдет тогда, когда количество вычисленных в блоке 9 и записанных в блок 8 приращений к уставкам будет равно заданному записанному, т.е. N<(К)—

-Н (К) = О. В этом случае запрещено прохождение сигнала 19 через первый ключевой элемент 51 а на выходе элемента 47 формируется сигнал, запрещающий прохождение сигналов 19 .-через второй ключевой элемент 46, Так как в.измерительном канале параметра-аргумента И (К) = О, то на выходе первого сумматора 63, являющемся одновременно первым управляющим выходом блока 14, сигнал 33, пропорциональный (И (К)-И (К)), равен нулю.

В связи с этим: выход второго счетчика 65 (сигнал

29 — адресный выход блока 14) обну-, лен при обработке первого канала или сохраняет старое значение, если до. этого уже производилась обработка параметра-функции; выход элемента бб задержки (сигнал 30 - второй управляющий выход блока 14) обнулен; сигнал 1код ) 32 на выходе второго сумматора 68>являющийся информационным выходом блока 14, пропорционален первоначальному значению уставки Х„.„, 38 16

sign(Nz(K)-И (К)1 0 О, .которое поступает на второй вход первого элемента

ИЛИ 15 и управляющий вход первого ключевого элемента 64„При этом уп1 равляющий импульс сигнала 19 через первый ключевой элемент 54 поступает на счетный вход второго счетчика 65 и вход элемента бб задержки, На выходе второго счетчика 65 (адресный выход блока 14) формируется сигнал (код} 29, определяющий местонахождение в блоке 8 (адрес) поправки к уставке для обрабатываемого измерительного канала.

В общем случае адрес учитываемой поправки для К-го канала (сигнал 29), находящийся в блоке 8, определяется соотношением:

К-1

A (K) = N<(i)+Nz>(K)+1

1=! где А (К) — адрес в блоке 8 учиты16 ваемой величины приращения к уставке

Nz — количество учтенных приращений к уставке в К-м канале, л„= А (ы„(к) 13;

К -!

A„= A(K) + +RA(i) 1О

hA(i)

1 где К вЂ” порядковый номер обрабатываемого измерительного канала;

1 1<() — количество вычисляемых 20 приращений к уставкам при обработке i-ro измерительного канала.

При поступлении новой совокупности исходных данных, если хотя бы одно из 25 из значений N<(К) или N (К) не нулевое, то соответствующие сигналы 28 или 33 принимают положительные значения, что в свою очередь устанавли,вает положительное значение сигнала 30 34. При этом происходит отключение (обнуление) сигналов 17 и 22 на входе

Iáëîêà 5 выделения отклонения, Если значения 11 (К) = N<(K) = О,,то первый 4 и второй 10 ключевые элеЭ ,менты разрешают прохождение сигналов 24 и 32 на вход блока 5 сразу же после того, как они сформированы, При этом сигнал 32 на выходе второго сумматора 68 (информационном выходе щ блока 14) пропорционален величине

Х„.о, При следующем импульсе сигнала

19 устройство переходит к обработке следующего измерительного канала, При обработке параметра, являющего- 45 ся одновременно аргументом и функцией, помимо указанной последовательности формирования сигналов формируются сигналы, обеспечивающие корректиров,ку первоначального значения величины уставки Х, В этом случае на второй информационный вход первого сум"„ матора 63 (второй информационный вход блока 14) поступает код, про" порциональный величине N<(K}, отличный от нуля, При этом на выходе первого сумматора 63 (первом управляющем выходе блока 14) формируется положительное значение сигнала 33, т.е.

15 15222 данных для обрабатываемого измерительного канала, Из изложенного следует, что адрес канала А(К) определяется порядковым номером обрабатываемого канала, т.е.

А(К) = К, а адрес исходных данных:

0 при N (i) (1;

N, {i)-1 при N<,(i)> 1, По импульсу сигнала 30, формируемому на выходе элемента 66 задержки (втором управляющем выходе блока 14) производится считывание учитываемого приращения к уставке, фиксация факта считывания в первом счетчике 62 и открытие" второго ключевого элемента 67, на вход которого (первый информационный вход блока 14 ) поступает считанное из блока 8 значение учитываемого приращения, Проходя через второй ключевой элемент 67, сигнал, пропорциональный значению приращения к уставке, поступает на первый информационный вход второго сумматора 68,.на выходе которого (информаци" аннам выходе блока 14) при этом формируется сигнал 32, пропорциональный

Хт(К) = X„(K)+hX;(K).

Величина задержки Q t, устанавливаемая в элементе 66 задержки, определяется суммой задержки 1, установленной в блоке 9, и временем, необ— ходимым для записи вычисленного в блоке 9 приращения в блок 8, Сигнал с выхода первого счетчика

62 числа учтенных в К-м канале приращений к уставке Х (K) поступает на первый инвертированный информационный вход первого сумматора 63. При

17

18

1522238 этом, если не все необходимые приращения к уставке учтены, сигнал 33 на выходе первого сумматора 63 остается положительным, на выходе второго счетчика 65 устанавливается следующий адрес (увеличивается на единицу)сигнал 29, IIo которому производится сЧитывание, и цикл повторяется до момента pRBeHOTBG И (К) = N g (К) °

В общем случае адрес учитываемой поправки в блоке 8 для К"го канала (сигнал 29) определяется соотношением:

1О

К-1 !5

А1 (к) = N (1) ИгЗ(К)

|=!

1 где А (K) — адрес в блоке 8 учиты15 ваемой величины приращения к уставке;

N (К) — количество учтенных приращений к уставке в К-м канале, При этом сигнал 32 на выходе вто- . рого сумматора 68 (информационном вы25 ходе блока 14) пропорционален величине:

30 а диапазон сигнала 29 на выходе второго счетчика 65 от нуля до

11 М К

QN (К), причем +N, (K) = + N< (K) .

К-! к=! К=!

Величины задержек в элементах 53 и бб задержки устанавливаются таким

М (к) х (к) - х„(к) + 0 х (к), Л-1 где Х (К) — откорректированное значение величины уставки

-для К-го канала;

6 Х (К) - приращение величины уставки для К-го канала 35 по 11| -му параметру-аргументу

N (К) — количество параметров-:

2аргументов, от которых зависит величина уставки 40 для К-го канала.

Таким образом, счетчик 52 формирует сигнал 26 — адреса (начиная с первого, в которые записываются при-. ращения к уставкам по мере их вычис- 45 ления, Последовательность же вычисления соответствует последовательности учета вычисленных приращений, т.е. диапазон изменения сигнала 26 на вы-! 50 ходе счетчика 52 от нуля до,7 Н.|(К), К=! образом, что при обработке параметра, являющегося одновременно аргументом и функцией, вначале производится запись в блок 8 сформированного значения приращения к уставке, а затем считывание из блока 8 ранее вычисленного значения приращения, подлежащего учету.

После вычисления по данному измерительному каналу всех И1(К) приращений к уставкам на выходе третьего сумматора 50 формируется нулевое значение сигнала 28, а после учета всех N (К) учитываемых поправок к уставкам — нулевое значение сигнала

33 на выходе первого сумматора 63.

В результате этого происходит формирование нулевого значения сигнала 34, который управляет формированием сигнала на включение соответствующего регулятора и подготавливает устройство к обработке следующего измерительного канала, Если же завершена обработка послед,него И-го канала (т,е. завершился цикл), то кроме обнуления сигнала 34 происходит обнуление сигнала 61 на выходе первого сумматора 38, так как код на выходе первого счетчика

41 (сигнал 20) пропорционален величине N. В этом случае производится формирование . ;левого значения сигнала !8 на выход::: первого элемента

ИЛИ 39 (третьем выходе блока !I), который подготавливает предлагаемое устройство к работе в следующем цикле, как описано выше.

Предлагаемое устройство имеет существенные преимущества перед прото" типом и широко применяемыми отечест= венными и импортными устройствами управления технологическими параметра||и„ так как обеспечивает воэможность повышения выхода годных печатных ||лат на операции травления на

15-? 0%. формула изобретения

1, устройство для управления технологическим процессом, содержащее датчики -.ехнологических параметров, первый и второй коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь, первый ключевой элемент, блок определения отклонения и .регуляторы, выходы датчиков технологических параметров соединены с информационж|ми входами первого

38 20 приращений уставок соединен с первым управляющим входом блока буферной памяти приращений уставок и третьим входом блока управления обработкой сигналов датчиков, выход блока памяти эталонов подключен к четвертому входу блока управления обработкой сигналов датчиков, к первому информационному входу блока аппроксимации приращений уставок, к второму информационному входу блока коррекции уставок и к второму входу второго элемента

ИЛИ, второй информационный вход блока аппроксимации приращений уставок подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, первый управляющий выход блока коррекции уставок соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, информационный выход блока коррекции уставок через второй ключевой элемент соединен с вторым информационным входом блока определения отклонения, управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены к выходу второго элемента ИЛИ, .2. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления обработкой сигналов датчиков содержит генератор тактовых импуль— сов, первый, второй и третий сумматоры, первый, второй и третий счетчики, элемент памяти, элемент задержки, первый и второй ключевые элементы, первый и второй элементы ИЛИ и элемент И, первый вход блока соединен со стробирующими входами первого и третьего сумматоров, выход элемента памяти подключен к входу первого слагаемого первого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого является вторым входом блока, подключенным к управляющему входу первого ключевого элемента и к установочному входу второго счетчика, выход первого элемента ИЛИ, являющийся четвертым выходом блока, соединен с входом .элемента задержки, выход которого подключен к управляюпц м входам генератора тактовых импульсов, первого и третьего счетчиков, выход генератора тактовых импульсов, являющийся пятым выходом блока, подключен к информационным входам первого и второго ключевых элементов, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход первого ключевого элемента подключен к счетному

19 15222 коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подклю-: чен к информационному входу первого ключевого элемента, выход которого,<

5 соединен с первым информационным входом блока определения отклонения, выходом соединенного с информационным

-входом второго коммутатора, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих регуляторов, о тл и ч а ю щ е, е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет учета взаимной корреляции параметров объекта управления, в него введены блок управления обработкой сигналов датчиков, блок памяти эталонов, блок аппроксимации приращений уставок, блок коррекции уставок,, блок буферной памяти нри- 20 ращений уставок, второй ключевой элемент, элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ, первый вход блока управления обработкой сигналов датчиков и вход запуска блока кор- 25 рекции уставок являются входами запуска устройства, первый выход блока управления обработкой сигналов датчиков подключен к первому управляющему входу блока аппроксимации прира- у1) щений уставок и к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго, элемента ИЛИ и через элемент задерж1 ки " к первому управляющему входу

,блока коррекции уставок и второму входу блока управления обработкой сигналов датчиков, второй выход ко)!

,торого соединен с управляющими входа, ми первого и второго коммутаторов, 4О третий выход — с входом данных блока памяти эталонов, четвертый выход — с вторыми управляющими входами блока коррекции уставок и блока аппроксимации приращений уставок, пятый выход - с третьими управляющими входами блоков коррекции уставок и алпроксимации приращений уставок, адресные выходы которых подключены соответственно к первому и второму адресным входам блока буферной памяти приращений уставок, второй управляющий выход блока коррекции уставок и информационный выход блока аппроксимации приращений уставок соединены с одноименными входами блока буферной памяти приращений уставок, выход которого соединен с первым информационным входом блока коррекции уставок, управляющий выход блока аппроксимации

21

22

1522238 входу первого счетчика, выход которого является вторым выходом блока и . соединен с входом второго слагаемого первого сумматора, выход второго

5 элемента ИЛИ соединен со счетным входом третьего счетчика, выход которого является третьим выходом блока, третий вход блока является счетным входом второго счетчика, выход которо-10 го подключен к входу данных второго сумматора и к входу первого слагаемого третьего сумматора, вход второго слагаемого третьего сумматора являет-. ся четвертым входом блока, выходы вто-15 рого и третьего сумматоров соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого подключен к управляюще" му входу второго ключевого элемента, выход третьего сумматора является четвертым выходом блока, 3, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок коррекции уставок содержит первый и второй счетчики, первый и второй сумматоры, первый и второй ключевые элементы, и элемент задержки, первый управляющий вход блока соединен с установочным входом первого счетчика и стробирующим входом второго сумматора, вы- 30 ход которого является информационным выходом блока, выход первого счетчика соединен с входом первого слагаемого первого сумматора, а выход — с управляющим входом первого ключевого элемента и первым управляющим выходом блока, вход запуска которого является управляющим входом. первого сумматора, третий управляющий вход блока соединен с информационным входом 4п первого ключевого элемента, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика и входу элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом второго ключевого 45 элемента, со счетным входом первого счетчика и является вторым управляющим выходом блока, управляющий вход второго счетчика является вторым управляющим входом блока, а выход второ- 5О

ro счетчика — адресным выходом блока, первый информационный вход блока соединен с информационным входом второго ключевого элемента, выход которого подключен к входу первого слагаемого второго сумматора, второй информационный вход блока подключен к входам вторых слагаемых первого и второго суммато" ров.

4. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок аппроксимации приращений уставок содержит первый, второй и третий ключевые элементы, счетчик, элемент задержки, первый, второй и третий сумматоры, первый и второй умножители, первый и третий управляющие входы блока соединены соответственно с управляющим и информационным входами первого ключевого элемента, выход которого соединен с информационным входом элемента, задержки, со счетным входом счетчика и управляющим входом второго ключевого элемента, управляющий вход счетчика является вторым управляющим входом блока, а выход — адресным выходом блока, выход элемента задержки является управляющим выходом блока, второй информационный вход блока соединен с информационным входом второго ключевого элемента, а выход — с входами первого слагаемого первого и второго сумматоров, входы вторых слагаемых которых и входы первых сомножителей первого и второго умножителей, являются первым информационным входом блока, выходы первого и второго сумматоров соединены с входами вторых сомножителей первого и второго умножителей, выходы которых подключены соответственно к входу первого слагаемого третьега сумматора и к информационному входу третьего ключевого элемента, управляющий вход которого подключен к выходу второго сумматора, а выход является вхоцом второго слагаемого третьего сумматора, выход которого является инЬормационным выходом блока.

24

1522238

Характеристик параметра

Ф

2 0 — Для температуры; I

Хо 5ьХ 25 К 0е2ю

К 0 1

Освещанность Аргумент

Для концентрации: 2 Х = 5 ° Х„ 100"

К - 0,03,.K - C

0 12,0,4

Функция

Функция, аргумент

0 I 85

Влажность

Функция

Прочерк свидетельствует о том, что в соответствующих ячейках блока 12 могут

„, быть любые случайные числа, Задаются любые значения, выходящие sa диапазон изменения параметра, Я юа ю

I g-Угмюаю

46мюуюаЕ

JOltgC4d

° ° ° л д

Наименовайие измеряемого

1 пар аметра

Концентрация СОа

Температура

М

Последова- . тельностьь опроса датчиков

Параметры для

N Х, аппроксимации

19 Для влажности. Хо 19 ° Хп 100

К» 2д5 К = 0 рес, в

У (блок

12) 1522238

1522238

1522238! 522238

l522238

Л б1 л ф08 ff

Составитель И.Алексеев

Редактор М,Петрова Техред М.Дидык

Корректор С.Черни

Заказ 744 Тираж 570 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитетд по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Р1

19

Л

2$

24

77

7.У

ЛУ

Уд

М

И

Х7

22

1кОн. t 2НОИ, Унан. Ф кбн.

1 1