Система управления технологическим процессом

 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУТП) с помощью управляющих вычислительных машин и может найти применение в АСУТП широкополосных станов горячей прокатки. Цель изобретения - повышение надежности работы системы. Система дополнительно снабжена блоком вычисления дисперсии и нуль-органом. Указанные блоки позволяют контролировать изменение дисперсии управляющего сигнала и по ее отличию от заданной сверх допустимого предела вырабатывать сигнал о наличии ошибки в системе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1524952

А2 (51) 4 В 2! В 37 00

ht. („-.5i33l/h3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РП(т 1,, .А;: )с4.;ь<Ц <>:<1,9; -:, Й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1047565 (21) 4431586 23-02 (22) 30.05.88 (46) 30.11.89. Бюл. № 44 (71) Киевский институт автоматики им.

Х ХЪ съезда К П С С (72) В. A. Кузин и А. И. Сбитнев (53) 621.77!.23 (088.8) (56) Авторское свидет«ль«тво СССР

¹ 1047565, кл. В 21 В 37/00, 1982.

Изобретение от<<осится к автоматизированным систе".1ам х правления технологическими процессами (ЛСУПТ) с помощью управляюши: вычислит«льныx машин (УВМ) и может найти применение в ЛСУТП широкополосных станов горячей прокатки (ШСГП).

Цель изобретения — повышение надежности работы системы.

На чертсже представлена предлагаемая система управ.)ения технологическим процессом.

Система содержит блок датчиков

УВМ 2, блок 3 локальных регуляторов, пульт 4 управления, выходной преобразователь 5, блок 6 исполнительных механизмов, дискретный интегратор 7 с памятью, блок 8 аварийного отключения, содержа сций элемент 9 задержки на включение, элемент !О задержки на отключение, схему HE 11 и схему

ИЛИ 12, интегратор 13, первый нуль-орган 14, блок !5 вычисления ..<исперсии и второй нульорган 16, причем выход блока l датчиков

2 (54) с ИС(ЕМ Л У 1РЛВ )EH((5(ТЕ НО(!ОГИс(ЕСК(1М ПРО(1Е((0>1 (5 ) Изооретение относится к автоматизированным системам управлс ния технологическими процессами (АСУТП ) с помошьк)

5 иравляюгцих вь<числительных мац<ин и может найти применение в Лс. УТП широкополостных станов горячей прокатки. Цель и<обретения -- повышение надежности раб<>гы системы. (и«тема дополнительно снаб жен() блоком вычи«ления дисперсии и н5,)ьopI t ом. Ука <анны«б lohll f1<)<воляк)т конт

Роли!И>вать изм«н«нис:itt«II«Р(и 1 УпРавлнк>Itl«T(> сигиа ta, и по с(отличик> от a3 f tttt«);t св< рх допустимого пр«;1ела вырабатывать

«ИГНB,! O HdËÈ×lilt ()ill!1ÎÊÈ В «È«T«×«. ИЛ. с o <, I lt H < н (и с р в ы м и в х () да "1 и ) В М 2 и б. 1о к 11 3 лс)ка thHhlx р< гхляторов, второй вход УВМ 2

«()«ди нс H «11(p B bi Xt u I X<) TOI(t IIX, ihT3 4 Xпр;1 вления, второй и третий выходы которогo соответственно соединены с первым и вторым входами выходного преобразоват«ля 5, ч«Tвертый выход с первым входом дискретного интегратора 7, à Il(. рвый вход с выходом блока 8 аварийного отключения, который является выходом схемы И,<)И 12, первый вход которой соединен с выходом элемента

9 задержки на вклк>чение, а второй — с выходом схемы HE 11, в;од которой соедин(и с выходом элемента 10 задержки Hd отклк>чсние, и входы элементов 9 и 10 задержки соединены с первым выходох1 УВМ 2, второй

Вход t(oTopoH (. оедии H с 1 p(. тьим вхо. loxt выходного преобразователя 5. четвертый вход которого соединен с выходом блока 3 лоf(3,1hHhtX p«гX;IHTOp()в, BTODой вhlхOд УВМ сосдиHåí с в,одом иHT< граторd !3, вход которого соединен o входом первого нульоргdH3 4, выход кс>торого «оединен ()ретьим входо>< (x«xthl 1 1, 1 1 1 2, H<. p B hl lt вход б, )ока 5

1524952

BblЧИСЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИ СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ интегратора 13, второй вход — со вторым выходом УВМ !2, а выход — со входом второг<) нуль-органа 16, выход которого соедин«н с четвертым входом схемы ИЛИ 12.

Блок 15 вычисления дисперсии служит для вычис.(«иия дисперсии уг(равляюцсего (и! нала УВМ 2. Блок может быть реализоB3H Ei;l основе программиру«мого микропроцессора СМ 1800 и содержит платы, с помощью которых можно реализовать арифметич«ски«оп«раllèè, содержащиеся в зависичости, IE;t(tpEIE(E«p, на языке ФОРТРАН сле,1ук)и(им ()op3зох1.

Г)1МЕХ 1ОХ D< Х1, ХМ, Х

D= iQRT((1, (3 ) )«(XI- ХМ) е «() 2), гд«XI=X, текущее значение управляющ«го сигнала;

ХМ=. ср«днее значение управляю!цего сигнала.

ВT()рой H),itü-орган ° 16 служHl для фиксирси(аиия чочеита пс>явления на выходе блоKd !5 вычисления дисперсии величины, upeBh»i(3K)ill«й заданную. Величина опорного на((р)! ж(и и я выбирается из условия данного т«хиологич«ского процесса, т. е. связана с исходно((,EEE< è«p«EE«EE, например, подката чис1<) tE<>(E группы клетей ШСГП, выбранных .t,Eã<)pit! чов управ.!«ния и т. и.

Ввод в сист«му блока вычисления дисIl«p«liiE» в)с)рого нуль-органа позволяет иоВЫСИТЬ tlil. 1«ЖИ()СТЬ P3()()Thl СИСТ(М!>1 33 СЧ(T иовы!»«иия Hà ((. жност и и!(д«нтификации не»с)нцр1ж«инс)й ошибки в 110 или сбоя УВМ

I1 т« <)(1!)(,E(. .1(Hия м()ч(ttта Отк. !О!t(иия дис—

ll«РСИИ ), (IРЗВ,IЯК)!ЦС Г<) СИГН3Л3 El<1 И(>Д<)!1У(. гичун) в«.!ичии).

Сист«ча р;! ботает «. !«дую ши х(образо ч.

В УHÌ загр1 жа«rся програмчиое об«cIl(. ч till(сист«чы.

Режи ч p;l()<)Thl задается оператором с

lI() vI<>(Ill>K) EIv,lt,Tit 4 ), правления. Оператором ж«(EB<).(E(ò«я и«хо.!Иые данные прокатки: то ll(EEIE(il и (п ирина полосы, дону ски, скорс>сть прокатки и т. и. Выбираются также

It<)«TuEI»I(it)(!EEET«I pEtpuB3HEEE(интегратора 13, Il()p()(срас>3 тывания первого и второго иу,!ь-орг<»(()B 4, !6.

I1u<..!«;тарт(1 системы. УВМ 2 рассчиTЬ1Bd(>Т .1. EH ВЫ()Р3IIHЫХ ИСХОJHЫХ ДЗHНЫХ о»тима.!ьны«условия начальной настройки бл<>к3,3,л ок;I, Iht(hEK регуляторов, которые вы ldK) I < я на пульт 4 ио третьему выходу

УВМ 2.

В EI«x<> (нс>ч состоянии на выхо13х инте(ратор;(1,3, блок !5 вычисг(ения дисперсии, Il«рво(о и (310!и>го Hi,lh-органов 14 и 6 нули

13торой выход УВМ 2 подключен через выхс).ци>и lip«образователь 5 ко входу блока 6 и«и<)т»»1!«.! lit(A механизмов. ГIри вход«но,(с сhl н .1»(() .1«йствия блока датчиков 1, EidEEpEEiE«p, в E(p()K;t(Hi K) клеть чистовой (py!I(Ih(5 (0

l5

ШГСП, сигналы от датчиков поступают в

УВМ 2 для обработки по заданным алгоритмам, в результате чего УВМ выдает управля(о)ций сигнал, поступающий на третий вход преобразователя 5, откуда после т(реобразования, сигнал поступает на блок исполнительных механизмов 6, например, нажимные винты клети, направляющие линейки или другие механизмы. Одновременно управляющий сигнал поступает на вход интегратора 13 и первый вход блока 15 вычисления дисперсии. При нормальной работе на первом выходе УВМ появляется генерация последовательности импульсов, которые поступают на входы элементов 9 и 10 задержки.

На выходе последних соответственно будут ирисутствовать логические нуль и единица, что обусловлено наличием на входах элем«нтов 9 и 10 сигнала с первого выхода

УВМ 2. На выходе схемы 12 ИЛИ также— нуль, так как на всех ее четыр х входах нули. 11ри нормальной (безошибочной) работе УВК иа вход интегратора 13 и блока 15 поступают случайный сигнал с нормальным распределителем, в результате чего на выходе интегратора 13 устанавливается величина близкая к н лю или другая постоянная величина (что опр«деляется конструкцией интеграторов), иа выходе блока 15 вычисления дисперсии также устанавливается некоторая постоянная величина, определяемая парач«трами процесса, конструкцией блока, реализ5ю(цей про раммы вычисления дисперсии.

Опорные на»ряжения обоих нуль-органов !4 и !6 в! (бран(! в соответствии с напряжениями Hd выходах интегратора 13 и блока 15 при нормальной работе УВК.

11ри каких-.тибо ошибках в системе, в частно«-.и, н«обнаруж нных ошибках СГ10, нормальный закон распределения управляющих сиг»3лов на выхо1 УВМ, может наруi»11Th«я, что ведет к ) величению дисперсии сигналы. т. «. напряжения на выходе блока !5. (При этом среднее значение кс>нтрог(ир «)!ого сигналы может остаться не;(зч«иным, т. е. сигнал на выходе интегратора 13 может оста ваться неизменным ), Как только величина сигнала на выходе блока 15 (!рс в),!Сит EE<)p<)t срабатывания второг() иу.(ь-()pl ана 16, на выходе посл«дн< го возника«т «1ииица, которая поступа«т на ч«т-! (с ртый Bx.)J, схемы ИЛИ 12, единица с выхо13 которо(о поступает .ьалее в пульт 4 управления, который отключает канал управления о.(УВМ и подключает канал управления от локальной системы. Единица с выхода сх«мы И, 111 12 попадает на первый вход (ульта 4, llодклк)ча«т на второй вход вы . одного ир«образователя 5 выход локального р«гул! E.op;E 3. Управляю!цее воздействие в р«!улятор«3 рассчитыва«тся Н3 основании и>!формации с блока датчиков 1, уставок пульта 4, рассчитанны. пуске системы, а такж«у((равляющих сиг»3лов УВМ, выдава«чых в момент, пр "ll(««TBQ к)щий сбою и

1524952

Формула изобретения (.оет«вите.«,,- с <:< f>l« в

Редаf<1<>!> И (:егпнник 1есред И Вс рс:< h<>ððñ лтор В. h.;f(»

Заки:< 717 >,7 T .па>к 45!! 11<>, (пиен<>е

ВНс!1!111! 1ог, дарственного к<>ч><тега ff<> ил»бр< т< ниии и огкрытинч пр>< h1! Г (.(.(.Р

11ЗП35, Москва, Ж вЂ” З5, Ра! гис к,f>f н Ir>, и. 4 5

11роизв< .(огненно-иа. са>ельники!! ломо>инат «1!втек>», г. !> wf <>1><>a, ië Гаг;<рин;<. 1()1 которые хранились в г(амяти интегратора 7.

В соответствии с заданным алгоритмом блок регуляторов 3 вырабатывает управляющий сигнал, поступающий после преобразования в преобразователе 5 на вход ис- 5 полнительных механизмов. При возникновении ошибки, не приводящей к изменению дисперсии, т. е. срабатыванию второго нуль-органа 16, нарушается постоянство сигнала на выходе интегратора 13, что приводит к срабатыванию первого нуль-органа

l4 и дальнейшему отключению канала управления от УВМ.

При сбое собственно УВМ, ведущему к прекращению генерации импульсов, на первом ее выходе, на выходе элемента 9 по 15 истечению времени задержки, появляется единица, которая через схему ИЛИ 12 поступает на первый вход пульта 4 управления. Так же работает элемент 10, который при отсутствии генерации с выхода ЭВМ, вырабатывает на своем выходе нуль, который после инвертирования схемой 11 через схему 12 также поступает на первый вход пульта 4. В обоих случаях канал управления от УВМ отключается, включается по описанному алгоритму канал управления от 25 блока локального регулятора 3.

Управление от блока локального регулятора 3 может производиться как в случае ошибки УВМ, так и по инициативе оператора. В последнем случае оператор с помощьк> пульта 4 задает начальные уставки и включает блок локальных регуляторов 3.

Сигналы с блока датчиков 1 поступают на первый вход блока 3 регуляторов, который вырабатывает управляющие сигналы, поступающие через преобразователи 5 на исполнительные механизмы 6.

В режиме ручного управления оператор с помощью пульта 4 подает на входы преобразователя 5 управляющие уставки, которые после преобразования поступают на исполнительные механизмы 6.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с известной позволяет повысить надежность определения момента нарушения нормального хода вычислительного процесса и тем самым повысить вероятность предотвращения аварии на управляемом объекте, т. е. повысить надежность управления технологическим процессом.

Применение данной системы позволяет повысить надежность функционирования

ЛСУТП в случаях сбоев и отказов УВМ.

Система управления технологическим процессом по авт. св. Мв 1047565, отличаюи(ая:я тем, что, с целью повышения надежности системы в работе, она снабжена блоком вычисления дисперсии и вторым нульорганом, причем первый вход блока вычисления дисперсии соединен с выходом интегратора. второй вход — с вторым выходом УВМ, выход которого соединен с входом второго пуль-органа, выход которого соединен с четвертым входом схемы И,г1И блока аварийного отключения