Устройство для управления объектом

 

,ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

< 647656 к:,)

,г

А, 4 (51) М. 1Гл. - =.. ""

G05 B 19/18 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18 03 77 (21) 2458302/18-24 с присоединением заявки № (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делан изобретений н открытий

Опублнковано15 02.79.бюллетень № 6

Дата опубликования описания 18.02.79 (53) УДК 681,325 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. А. Филиппов

Фрунзенский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам для управления объектом, и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Известно устройство для управления объектом, содержащее двухпозиционные датчики, счетчики, аналого-цифровые преобразователи с постоянным шагом квантования в каждом диапазоне измерения, вводные и выводные блоки, блоки памяти, управления и блок для арифметической и логической обработки данных (1).

Недостатками устройства являются относительно низкое быстродействие, большая величина и разброс относительной погрешности результатов вычислений, необходимость передачи большого объема данных от объекта контроля и управления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления объектом, содержащее группы датчиков, выходы которых соединены с соответствующими группами входов коммутатора, блок ввода, первый вход которого соединен с первым и вторым выходами коммутатора, арифметико-логический блок, выход которого соединен с первым входом блока вывода, блок памяти, вход которого соединен с первым выходом блока ввода, блок управления, первый выход которого соединен со входом коммутатора и со вторым входом блока ввода, причем второй вход и первый выход блока вывода соединены соответственно со втбрым выходом блока управления и со входом исполнительного блока, первый и второй

10 входы-выходы блока памяти соединены с первыми входами-выходами соответственно блока управления и арифметико-логическо t.o блока, второй вход-выход которого соединен соответственно со вторым входом15 выходом блока управления и вторым выходом блока ввода, третий вход блока ввода, входы групп датчиков, выходы блока вывода и исполнительного блока являются соответственно входом устройства, группами входов устройства, первым и вторым выхо2î дами устройства (2) .

Использованный в устройстве аналогоцифровой преобразователь имеет постоянный шаг квантования и выдает результаты измерения в значениях измеряемой величины

647656 и потому устройство производит операции умножения и деления соответственно умножением и делением, которые требуют большего времени, чем операции сложения и вычитания.

Постоянство шагов квантования аналого-цифровых преобразователей, определяющих пилообразность относительной погрешности измерения по диапазону измерения (в начале каждого поддиапазона измерения погрешность выше, чем в конце его), приводит к значительной по величине относительной погрешности и к большему разбросу результатов расчета, избыточности количества результатов измерения и вычислений. 15

Цель изобретения — повышение быстродействия, выравнивание и увеличение точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит преобразователь аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов, блок логарифмирования и блок антилогарифмирования, причем первый, второй входы и выход преобразователя аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов соединены соответственно с третьим выходом коммутатора, с первым выходом блока управления и с первым входом блока ввода, первые входы блоков логарифмирования и антилогарифмирования соединены с первым выходом блока управления, третий и четвертый выходы блока ввода соеди иены со вторыми входами соответственно блока логарифмирования и блока антилогарифмирования, первые и вторые входы-выходы которых соединены соответственно с третьим, з5 четвертым входами-выходами блока памяти и с третьим, четвертым входами-выходами арифметико-логического блока, а выход блока антилогарифмирования соединен с третьим входом блока вывода.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство для управления объектом содержит исполнительный блок 1, группы 2 —:

4 датчиков, коммутатор 5, преобразователь

6 аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов, блок 7 ввода, блок 8 логарифмирования, блок 9 антилогарифмирования, арифметико-логический блок 10, блок 11 памяти, блок 12 управления, блок 13 вывода, группы 14 †: 16 входов, вход 17, первый 18 и второй 19 выходы.

Устройство работает следующим образом.

Устройство имеет группу 14 входов для непрерывных, группу 15 для целочисленных и группу 16 входов для двоичных параметров типа «да», «нет». Непрерывные 55 параметры поступают в соответствующие датчики группы 2, которыми они нормализуются по величине (преврагцаются в напряжение определенной амплитуды) и по значению для последующего преобразования одним преобразователем 6. Целочисленные параметры фиксируются соответствующими датчиками группы 3, а двоичные параметры фиксируются датчиками группы 4 для передачи в блок 7 Арифметические операции производятся в арифметико-логическом блоке 10 со следующими особенностями. Если данная операция является сложением или вычитанием, то информация от преобразователя 6 предварительно проходит через блок 9 антилогарифмирования, после чего она поступает в блок 10 для суммирования. Если этот аргумент от преобразователя 6 используется в последующих вычислениях, он одновременно поступает в блок 11. Если для рассматриваемой операции сложения или вычитания аргументом является результат предшествующих вычислений, то последний остается в арифметико-логическом блоке 10 неизменным, а если он получен в виде целочисленного логарифма, то предварительно пропускается через блок 9 антилогарифмирования. Целочисленные величины от датчиков группы 3, участвующие в данной операции, направляются непосредственно в арифметико-логический блок 10 через коммутатор 5 и блок 7 ввода.

Если производится операция умножения или деления, то информация от преобразователя 6 поступает через блок 7 ввода непосредственно в блок 10, а целочисленные величины от датчиков группы 3 через коммутатор 5 предварительно пропускаются через блок 8 логарифмирования, превращающий их в целочисленные логарифмы. Результаты промежуточных вычислений, проведенные в логарифмической форме и участвующие в данной операции, остаются в арифметика-логическом блоке 10 неизменными, а результаты вычислений, проведенные в самих значениях величин, предварительно пропускаются через блок 8 логарифмирования, т. е. при выполнении операций умножения и деления исходных величин они, будучи преобразованными в целочисленные логарифмы, складываются или, вычитаются в арифметико-логическом блоке 10. После последней операции результат вычислений, если он получен в логарифмическом виде, проходит через блок 9 антилогарифмирования и поступает либо в блок 13 вывода, либо в блок 11 памяти. Двоичная информация типа «да», «нет» от датчиков группы 4 через коммутатор 5 и блок 7 ввода поступает в блок 11 памяти и далее в арифметико-логический блок 10, в которых и (совместно с блоком 12 управления) используется для принятия соответствующих решений. Изменение состояния объекта контроля и управления производится исполнительным блоком 1, получающим соответствующие сигналы. Коды от коммутатора 5 и преобразователя 6 проходят в арифметико647656 логический блок 10 в зависимости от программы работы по сигналам вызова, приходящим от блока 12 управления.

Преимущества изобретения по сравне- нию с известным устройством состоят, вопервых, в увеличении быстродействия, достигаемого заменой операции умножения и деления соответственно операциями сложения и вычитания, во-вторых, в повышении и выравнивании точности результатов вы- 1О числений, что для автоматизированной системы управления технологическими процессами приводит к повышению качества и однородности вырабатываемого ею продукта (данное свойство является следствием ис пользования в изобретении равноточного пб всему диапазону измерения преобразователя), в-третьих, в сокращении требуемого объема блока памяти, что является следствием использования равноточного преобразователя из-за отсутствия избыточных результатов измерения ими при заданной точности.

Формула изобретения

Устройство для управления объектом, содержащее группы датчиков, выходы которых соединены с соответствующими группами входов коммутатора, блок ввода, первый вход которого соединен с первым и втозо рым выходами коммутатора, арифметикологический блок, выход которого соединен с первым входом блока вывода, блок памяти, вход которого соединен с первым выходом блока ввода, блок управления, первый выход которого соединен со входом комму- 35 татора и со вторым входом блока ввода, причем второй вход и первый выход блока вывода соединены соответственно со вторым выходом блока управления и со входом исполнительного блока, первый и второй входы — выходы блока памяти соединены с первыми входами-выходами соответственно блока управления и арифметико-логического блока, второй вход-выход которого соединен соответственно со вторым входом-выходом блока управления и вторым выходом блока ввода, третий вход блока ввода, входы групп датчиков, выходы блока вывода и исполнительного блока являются соответственно входом устройства, группами входов устройства, первым и в"орым выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, выравнивания и увеличения точности управления, оно содержит преобразователь аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов, блок логарифмирования и блок антилогарифмирования, причем первый, второй входы и выход преобразователя аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов соединены соответственно с третьим выходом коммутатора, с первым выходом блока управления и с первым входом блока ввода, первые входы блоков логарифмирования и антилогарифмирования соединены с первым выходом блока управления, третий и четвертый выходы блока ввода соединены со вторыми входами собтветственно блока логарифмирования и блока антилогарифмирования, первые и вторые входы — выходы которых соединены соответственно с третьим, четвертым входамивыходами блока памяти и с третьим, четвертым входами-выходами арифметико-логического блока, а выход блока антилогарифмирования соединен с третьим входом блока вывода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Малиновский Б. Н. Цифровые управляющие машины и автоматизация производства; «Машиностроение», М., 1963, с. 17.

2. Каталог «Комплекс технических средств М вЂ” 6000 АСВТ вЂ” М, часть 1.4, НИИЦВМ, Северодонецк, 1972, с. 59.

647656

Составитель Ф. Шагиахметов

Техред О. Луговая Корректор Д. Василина

Тираж 1014 Подписное

Редактор В. Чирков

Заказ 308/40

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4