Способ и устройство управления технологическими процессами

 

Изобретение относится к области использования микроэлектронных устройств, а именно логических микросхем, предпочтительно цифровых, и может быть использовано во всех областях техники при управлении технологическими процессами посредством регистрации и обработки аналоговых сигналов, характеризующих технологические процессы. Технический результат - повышение точности реализации технологических процессов. Результат достигается за счет использования микросхемы К562ЛА7 для формирования управляющего технологическим процессом сигнала при подаче на один из ее входов аналогового сигнала, характеризующего состояние одного из параметров технологического процесса, и подаче на один из оставшихся ее входов сигнала от импульсного генератора, период колебаний которого, по меньшей мере, в 1000 раз меньше времени изменения аналогового сигнала. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области использования микроэлектронных устройств, а именно логических микросхем, предпочтительно цифровых, и может быть использовано во всех областях техники, связанных с использованием логических микросхем при управлении технологическими процессами посредством регистрации и обработки аналоговых сигналов, характеризующих технологические процессы.

Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТТ) в классическом варианте представляет собой совокупность организационных методов и технических средств вычислительной техники, оргтехники и средств связи, взаимосогласованных в процессе своего функционирования в единую систему "человек - машина" для принятия управляющих решений. АСУТТ традиционно включает обеспечивающие и функциональные подсистемы. Во всех случаях применения автоматизированные системы управления производством содержат и логические микросхемы.

В связи с тем, что цифровые микросхемы предназначены для работы с импульсными сигналами всего лишь двух уровней -"1" (близкое к напряжению питания) и "0" (близкое к потенциалу "земли"), то для согласования входных сигналов с входами цифровых микросхем используются дополнительные устройства - усилители и компараторы.

В действительности у реальных логических элементов разница между переключающими напряжениями "1" и "0" составляет от сотых до десятых долей напряжения питания, т. е. от примерно 0,2 до 1,5 В. По этой причине их использование в качестве пороговых элементов нежелательно, поскольку в большинстве случаев необходима точность срабатывания не хуже десятка милливольт.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в обеспечении возможности автоматического регулирования технологических процессов в реальном режиме времени при упрощении схемотехнического решения.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в повышении точности реализации технологических процессов.

Для достижения указанного технического результата предложено, по меньшей мере, на один из входов логической микросхемы подавать аналоговый сигнал, характеризующий состояние одного из параметров технологических процессов, также, по меньшей мере, на один из оставшихся входов логической микросхемы подают сигнал от импульсного генератора, период колебаний которого должен быть, по меньшей мере, в 1000 раз меньше характерного времени изменения указанного аналогового сигнала. При этом, если величина аналогового сигнала, поступающего на вход, превысит порог переключения, то на выходе появятся перевернутые по фазе сигналы от импульсного генератора. Указанные перевернутые по фазе сигналы включают исполнительное средство, регулирующее состояние технологического процесса, характеризуемого указанным аналоговым сигналом. Указанное средство изменяет состояние технологического процесса таким образом, что аналоговый сигнал, характеризующий состояние технологического процесса, становится меньше величины порога переключения указанной логической микросхемы. Аналоговый сигнал может характеризовать любой параметр технологического процесса при требуемой точности не менее 1 мВ по входу, а именно: температуру, и/или давление, и/или скорость, и/или объемный расход реагента, участвующего в технологическом процессе, и/или расход электроэнергии, и/или выход готового продукта и др.

Для реализации способа может быть использовано устройство, содержащее импульсный генератор и логическую микросхему, при этом импульсный генератор подключен, по меньшей мере, к одному входу указанной логической микросхемы, по меньшей мере, один из оставшихся входов логической микросхемы предназначен для поступления аналогового сигнала, и, по меньшей мере, один из оставшихся выводов логической микросхемы предназначен для поступления блокирующего сигнала.

На фиг.1 приведено схематическое решение вышеприведенного устройства. На фиг.1 приняты следующие обозначения: импульсный генератор 1, логическая микросхема 2, входы 3-6 логической микросхемы, выход 7 логической микросхемы, исполнительный механизм 7. В качестве логической микросхемы может быть использована, в частности, серия К561 или аналогичная.

При реализации способа, по меньшей мере, на один вход (например, 3) поступает аналоговый сигнал, и, по меньшей мере, на один из оставшихся входов (например, 4) поступает сигнал от импульсного генератора, причем период колебаний, создаваемых импульсным генератором, должен быть, по меньшей мере, в 1000 раз меньше характерного времени изменения аналогового сигнала, а напряжение подаваемых импульсов не должно превышать напряжение питания микросхемы, при этом скорость изменения аналогового сигнала, поступающего на логическую микросхему, определяется периодом импульсного генератора и для данной схемы должна составлять не менее 0,1 с-1, а на вход 5 поступает блокирующий сигнал.

В дальнейшем изобретение будет раскрыто с использованием следующих примеров реализации.

1. При контроле расхода электроэнергии предварительно была установлена зависимость аналогового сигнала от расхода электроэнергии, а также скорость изменения аналогового сигнала. На один из входов микросхемы К561ЛА7 был подан блокирующий сигнал, соответствующий расходу 160 кВт/час. На другой вход указанной микросхемы подали сигнал от тактового генератора, частота которого превышала в 1100 раз частоту изменения аналогового сигнала. Выход микросхемы был соединен с пультом подключения устройств, потребляющих электрическую энергию. При превышении величины аналогового сигнала величины порога сигнал, сформированный на выходе микросхемы, отключил часть потребителей электроэнергии.

2. При контроле расхода технологической воды предварительно была установлена зависимость аналогового сигнала от расхода технологической воды, а также скорость изменения аналогового сигнала. Порог срабатывания микросхемы по аналоговому входу был установлен на уровне, соответствующем расходу 1,7 м3/час.

На другой вход указанной микросхемы подали сигнал от тактового генератора, частота которого превышала в 1100 раз частоту изменения аналогового сигнала. Выход микросхемы был соединен с пультом подключения электрических насосов, подающих технологическую воду на потребление. При превышении величины аналогового сигнала величины порогового сигнала сигнал, сформированный на выходе микросхемы, отключил часть потребителей электроэнергии.

Указанные примеры не ограничивают возможности применения изобретения.

В результате реализации изобретение гистерезис логической микросхемы уменьшается не менее чем в 150-200 раз, что позволяет подавать входной сигнал непосредственно на вход цифровой микросхемы, используя ее как пороговый элемент.

Формула изобретения

1. Способ управления технологическим процессом, характеризующийся подачей на один из входов микросхемы К561ЛА7 аналогового сигнала, характеризующего состояние одного из параметров технологического процесса, подачей на один из оставшихся входов микросхемы К561ЛА7 сигнала от импульсного генератора, период колебаний которого, по меньшей мере, в 1000 раз меньше времени изменения аналогового сигнала, появлением на выходе микросхемы К561ЛА7 перевернутого по фазе сигнала от импульсного генератора, который включает исполнительное средство, регулирующее состояние технологического процесса.

2. Устройство управления технологическим процессом, содержащее импульсный генератор, исполнительное средство, регулирующее состояние технологического процесса, и микросхему К561ЛА7, причем один из входов микросхемы К561ЛА7 предназначен для подачи аналогового сигнала, характеризующего состояние одного из параметров технологического процесса, на один из оставшихся входов микросхемы К561ЛА7 подключен импульсный генератор, период колебаний сигнала которого, по меньшей мере, в 1000 раз меньше времени изменения указанного аналогового сигнала, а сигнал на выходе микросхемы К561ЛА7 включает упомянутое исполнительное средство.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в устройствах обработки данных

Изобретение относится к устройствам и интегральным конструкциям импульсной и цифровой техники, в частности к интегральным логическим элементам БИС, ЭВМ и автоматики

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может использоваться в МДП больщих интегральных схемах устройств каскадной логики

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в логических устройствах на биполярных и комплементарных МДП-транзисторах, его целью является повышение быстродействия преобразователя уровня ЭСЛ-КМОП, которое достигается введением в устройство первого и второго элементов смещения 19, 20 и изменением связей компонентов, позволившим реализовать в устройстве метод форсированного управления активными p- и n-канальными МДП-транзисторами 13 - 116, при котором воздействие на транзисторы осуществляется одновременно по выходам истока и затвора

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в схемах синхронизации для коррекции фазы процесса за счет добавления в корректируемую последовательность, имеющую высокие требования к положению переднего фронта и длительности импульсов, дополнительных (корректирующих) импульсов

Изобретение относится к интегральным микросхемам , построенным на базе комплементарных МОП-транзисторов (КМОП), а более конкретно к КМОП-преобразователям уровня напряжения Сущность изобретения преобразователь уровня напряжения содержит р-канальный МОП-транзистор 1 и n-канальный МОП-транзистор 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим схемам логических элементов , и может быть использовано при разработке элементов ЭСЛ с защитой от воздействия дестабилизирующих фактов (ДФ)

Изобретение относится к нагревательным системам, в частности, с использованием удлиненных электрических нагревателей в системе теплоизолированных труб и контейнеров

Изобретение относится к области электронагревательной техники и преимущественно может быть использовано для регулирования температуры с помощью резистивных нагревательных элементов с сопротивлением, зависящим от температуры прежде всего пленочных нагревательных элементов

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к пчеловодству

Изобретение относится к области автоматического регулирования технологическими объектами химической, металлургической и других промышленностей и может быть применено для автоматического регулирования температуры

Изобретение относится к регулированию температуры и используется в электрорадиотехнических системах

Изобретение относится к способам автоматического регулирования, а именно к автоматическому регулированию температуры печи при помощи формирования сигнала управления нагревателем компьютерной программой

Изобретение относится к сельскохозяйственному и пищевому машиностроению и может быть использовано для технологических линий тепловой обработки непрерывного потока зерна и других сыпучих материалов

Изобретение относится к промышленной переработке рудного сырья

Изобретение относится к размораживающему устройству для управления операцией размораживания испарителей, связанных с морозильной и холодильной камерами холодильника, и способу управления таким устройством

Изобретение относится к методам и средствам обеспечения поддержания микроклимата в теплице

Изобретение относится к области цифровых автоматических систем комбинированного регулирования и может быть использовано в следящих системах радиотелескопов, оптических телескопов, радиолокационных станций, а также в следящих приводах наведения и стабилизации с источником питания ограниченной мощности
Наверх