Устройство для контроля пара-metpob

 

!

O ll И C A Н N K Ii„ygggy()

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

l

/=== (61) Дополнительное к авт. свид-ву No. 657440 (22) Заявлено 13.06.78(2! ) 2632484/18-24 с присоединением заявки № (06 F 15/46

Государстевииый комитет (23) Приоритет по делам иэооретеиий и открытий

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 25.01.81 (53) УДК 681.327.. 1 7 (088.8) В. Н. Уланов, П. И. Комаров и В. В. Сотников (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО QJIH КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для прогнозирования наступления аварийных режимов контролируемых объек- тов.

По основному авт. св. М 657440 известно устройство для контроля параметровов, предназначенное для использования в автоматизированных системах централизованного контроля и обработки ин!

0 формации. Это устройство содержит блок коммутации контролируемых объектов, выход которого соединен с одним из входов блока коммутации, к которому подсоединены входы и выходы блока вычисИ ления рассогласования, блока вычисления значения параметра, входы блока вычисления интеграла вероятностей, с которым соединен блок регистрации, вход блока оперативной памяти, а также его выход, который соединен с соответствутошим входом блока внешней памяти, к блоку коммутации подключены также BKogbI u и выходы блока внешней памяти, вход и

2 выхon блока суммирования и блока управления, другие выходы которого ттодсоединены к управляющим входам блока внешней памяти и управляемого сумматора b).

Это устройство предполагает неограниченное возрастание предыстории, что являясь оправданным при прогнозировании тенденций развития стационарных процессов в решении задач технической диагностики состояния объекта управления, абсолютно неприемлемо при прогнозировании изменяющихся тенденций развития нестационарных процессов, содержащих лишь ограниченные участки стационарности, в решении задач диагностики состояния показателей технологических процессов..

Целью изобретения является повышение точности устройства и расширение функциональных возможностей устройстba для осуществления прогнозирования тенденций развития как стационарных процессов, характеризующих наступле8870 4 второй блок сравнения 14, осуществляющий сравнение суммы, накопленной в блоке 13 с постоянным для данного процесса числом К, хранящимся в ячейке блока 15 констант, который предназначен также для хранения второй константы (+3).

В предлагаемом устройстве блок 8 имеет три входа (Х, Х, ХЗ) и четы в ре выхода,-., Z., Z., z ) и реализу2. Э ет следующие соотношения

21- Х1- Хт

2 2 -Х

=Х вЂ” — 2

3 Я- Z1 (>„+Х,-Х,) 2 )(Х5

4- Х.

На чертеже представлена функциональная схеме устройства.

Устройство содержит блок 1 коммутации контролируемых объектов, блок 2 коммутации, осуществляющий функцию связи блоков устройства, блок 3 управления, предназначенный для управления работой устройства, блок 4 оперативной памяти для временного хранения резуль3$ татов обработанной информации, блок 5 внешней памяти, служащий для хранения предыстории контролируемых объектов, блок 6 вычисления интеграла вероятностей, блок 7 регистрации, блок 8 выЩ

- числения рассогласования, блок 9. вычисления значения параметра, блок 10 суммирования первый блок 11 сравнения, 1 который осуществляет сравнение измеренного значения контролируемого параметра „„поступающего яз блока 1, с

А

его упрежденным значением у>, поступающим из блока 5, оцределяет ошяб ку прогноза Ь". М„-3„ и фиксирует ее знак; блок 12 анализа знака результата сравнения, который распределяет последвательность знаков у пастуцакмаях на его вход с блока 11 по двум параллель ным каналам +" и -" в виде последовательности импульсов; дополнительный блок 3 суммирования, суммирующ@й эту последовательность импульсов, если импульсы идут непрерывно (импульс в каждом цикле) по одному из каналов; где

3 79 ние неисправности блоков или элементов автоматических систем, так и нестационарны х процесс ов, имею щи х место, на пример, в химической технологии при прогнозировании аварийных параметров потенциально опасных технологических процессов, путем многократного уточнения предсказываемых значений параметров процесса как за счет ограничения (уплотнения) предыстории контролируемого процесса, так и за счет учета ошибок прогноза.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок констант и последовательно соединенные первый блок сравнения, блок анализа знака ре,зультата сравнения, дополнительный блок суммирования и второй блок сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу блока констант, а выход - к. соответствующему входу блока коммутации, другие соответствующие вход и вы ход которо-о соединены со вторым выходом блока констант и входами первого блока сравнения.

Блок 9, реализующий рекуррентное вычисление параметра, имеет три вхопа (Х4, Х>, х, ) и один выход

1 2. ) и реализует следующее соотноШение

Блок 10 в зависимости от управления производит суммирование входной величины либо с величиной (-2), либо с (+1).

Перед началом работы в блок 5 внешней памяти заносятся следующие величи. ны

Ф2.

=6 =О 0L = и =-

И-1 l1 - -1 !

- предсказанное зна чение определяющего параметра в и -ой точке;

6 - числовые величины, оп2.

h-11 ь-5 ределяющие математическое ожидание и аис» персию многомерной случайной функции состояния контролируемого объекта в (о -1)-ой точке;

* - логическая переменная, определяющая количество тактов работы устройства;

-количество предсказаний.

Работа устройства омуществпяется в следующей последовательности, при этом первые два цикла являются предваритель ными (oL 6 2).

Первый цикл работы осуществляется в один такт (eL =1), а именно текущее значение контролируемого параметра через выход блока 1 и через блок 2 записывается в ячейку памяти блока внешней памя и 5 хранения и, „, одновременно с этим значение и с выхода блока 5 через блок 2 поступает на ахоп блока 10, с выхода которого увеличенное на ециницу через блок 2 записывается в блок 5 хранения п и oL

В следующем цикле блок 3 в соответствии с условием д =2 организует работу устройства в два такта.

В первом такте текущее значение па раметра Ъ,, а также величины, хра» л нящиеся в блоке 5 (Ч„, м,„), через блок 2 поступают на блок 8, четвертый выход которого через блок

2 соединяется с одним из входов блока 9, на который с блока 5 также через блок 2, поступают значел ния у и и . Выход блока 9 через блок 2 соединяется с ячейкой блока 4, куда записывается вычисленное значение прогноза определяющего параметра в (и +1)-ой точке характеризующий точность контролируемого параметра в и -ой точке. Текущее

15 значение контролируемого параметра уп, вычисленное значение точности

6 „. прогноза, а также ранее определенное значение прогноза @ +„ через блок

2 поступает на вход блока 6, в котором щ производится вычисление вероятности выхода из строя контролируемых объектов (пч.-1 ") Ъоп (ехр

О

Р

) еи

Ьп+ Ч)

98870 6

Одновременно с этим в блоке 10 производится уменьшение предыстории на 2 единицы.

Полученное значение (n -2), а также рассогласование а,, и предыдущее значение $» „поступают соответственно с с блоков 10, 8 и 5 через блок 2 на входы блока 9, в результате чего вычисляется параметр где о — вероятность выхода контролируемого параметра из зоны допуска; допустимое значение опреДоп делшощего параметра контролируемого объекта; у - измеренное значение опредеи ляюшего параметра в п -ой точке; л у - предсказанное значение опи+a рецеляюшего параметра в и -ой точке; - — точность (дисперсия) предсказания определяющего параметра в и -ой точке.

Результат вычисления регистрируется цифропечатаюшим узлом блока 7, Во втором такте производится аналогичное вычисление значения нового пер вого момента (математического ожидания) п и

ЗЯ л л

=у — (1- -п -У ) и+. 1rl, и одновременно с этим в блоке 10 производится увеличение предыстории и и значения логической переменной д. на единицу и запись новых значений и,<, а также ранее полученного значения прогноза 9п + 1 в соответствующие ячейки блока 5.

Третий и последующие циклы работы устройства (d. =3) являются основными и производятся в четыре такта, при этом два первых такта аналогичны описанным, в третьем такте производится вычисление точности О прецсказания и параметра, при этом на вход блока 8 через блок 2 поступают значения Ф, и с блока 5, а также значение Ч„, Ь-1 с блока 1, и производится вычисление рассогласования а текущего значения с усредненным по формуле п--1

<=(„- Ä) -6„»„

Одновременно с этим.череэ блок 2 на вход блока 11 поступает из ячейки блока л

5 значение у,, где осуществляется

его.ñðàâíeHHe с поступающим из блока 1 контролируемым параметром Уп с опре- делением знака ошибки, который (знак) поступает в блок 12, распределяющий последовательность знаков ошибки по двум параллельным каналам "+ и -" в виде последовательности импульсов. Эта последовательность импульсов накапливается в блоке 13, если импульсы идут непре7 798870 8 рывно (импульсы в каждом цикле опро- значение (+3) из блока 15, ячейка храса) по одному из каналов, и поступает нения о, „ в блоке 5 обнуляется: гх на один из входов блока 14, в котором

Г, 3

6 О, а в ячейку блока 5 хране - л осуществляется сравнение суммы, накоп- ния У записывается из блока 4. ленной в блоке 1g,c постоянным для Введение в устройство блоков сравданного процесса числом К, хранящимся нения, блока анализа знака результата в ячейке блока 15, соециненного с бло- сравнения, дополнительного блока суммиком 14. При выполнении условия рования и блока констант позволяет повысить точность . контроля определяюще10 го параметра. которое записывается в ячейку блока 5 для хранения М

h-1

Одновременно с этим в ячейку для хранения прецыстории > записывается

30 в четвертом такте в блоке 10 производится увеличение предыстории и и значения логической переменной d. на единицу и запись новых значений и, oL а также ранее полученного значения прогноза 9m+ q в соответствующие ячейки блока 5. В противном случае в четвертом такте производится корректировка момен20 тов ч за счет уплотнения предыстории, связанная с обнаружением изменения тенденции развития процесса. л

При этом значение прогноза У + с ячейки блока 4, а также значение У „ с блока 1 через блок 2 поступает на вход блока 8, гце производится вычисление корректированного момента, Формула изобретения

Устройство для контроля параметров по авт. св. М 657440, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок констант и последовательно соединенные первый блок сравнения, блок анализа знака результата сравнения, дополнительный блок суммирования и второй блок сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу блока констант, а выход — к соответствующему входу блока коммутации, другие соответствующие вход и выход которого соединены со вторым выходом блока констант и вхоцами первого блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР

М 657440, кл. С, 06 F 15/46, 1977 (прототип) .

798870

Составитель В. Дианов

Редактор Н. Кончинкая Техред A. Ач Корректор H. Швыдкая

Закаэ 10058/69 Гираж 7 5g Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретения и открытий

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

Закаэ Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4