Система автоматического управ-ления технологическими об'ектами

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ о>807210

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0904,79 (21) 2749459/18-24 (51) М. (д.з с присоединением заявки ¹â€”

G 05 В 15/02 а 05 В 19/403

Государственный комитет

С С С Р по делам изобретений и открытий (23) Приоритет.—

Опубликовано 2301,81, Бюллетень Н9 7

Дата опубликования описания 230181 (53) УДН 62-50 (088. 8) =», А. A ° Б алабан, О.И. Коваль, В.Д. Рогожин, В.Н. (панцирети и Г.Н.Петров . -:CQg - y.::, (! .: Ф (, . Я

)

) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕ КТАМИ

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначенс для использования в системах непосредственного цифрового управления (НЦУ) технологическими процессами, например на предприятиях химической промышленности.

Данная система может быть использована в автоматизированных системах, в которых одна управляющая вычислительная машина (УВМ) заменяет все управляющие устройства классического типа. Получая от датчиков комплекс информации о величинах, соответствующих различным параметрам производственного процесса (давлению, температуре, уровню и т.д.), УВМ определяет величины рассогласований между необходимыми и действительными значениями каждого параметра и, в зависимости от величины этих рассогласований вырабатывает управляющие воздействия, поступающие на входы исполнительных механизмов.

Известны системы, содержащие устройства, которые включают пульт оператора, УВМ, коммутаторы, запоминающие устройства, исполнительные меха,низмы I1).

Основным недостатком вышеуказанных устройств является их недостаточно высокая надежность иэ-за отсутствия контроля эа выходным сигналом, поступающим из УВМ.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система автоматического управления (с пряьым цифровым управлением), со1О держащая последовательно соединенные вычислитель, ключ и аналоговое запоминающее устройство, выход которого через интегрирующий блок соединен с исполнительным механизмом (2J.

Недостатком такой системы является, то что существуют ситуации, когда вычислитель может обнаружить свою ошибку лишь после выдачи управляюще2О го воздействия, например выдача управляющего воздействия не по своему каналу регулирования, что приводит к н арушени ям техн ол оги че ского процес" са и к авариям.

25 Кроме того, для обнаружения многих ошибок в работе УВМ (например ошибка адресации, зацикливание и т.д.), приводящих к нарушению нормального режима работы системы НЦУ, 30 требуется затратить большой объем

807210 оперативной памяти и машинного времени, что экономически неэффективно.

Цель изобретени я — повышение н адежности, которая достигается тем, что в систему введены элемент И, ждущий мультивибратор и пороговый блок сравнения, первый вход которо5 го с о един ен с выходом ан ало гово го запоминающего устройства, второй вход - с аналоговым выходом вычислителя,. первый выход порогового блока сравнения подключен через элемент

И ко второму входу ключа, а второй выход - ко второму входу вычислителя, второй выход которого через ждущий мультивибратор соединен со вторым вхоДом элемента И, 15

На фиг. 1 изображена структурная схема системы автоматического управления; на фиг. 2 — временная диаграмма р аботы си с т еды .

Система содержит вычислитель 1, 2О пороговый блок 2 сравнения, аналоговое запоминающее устройство 3, ждущий мультивибратор 4, элемент И 5, ключ 6 интегрирующий блок 7, исполнительный механизм 8 объект 9 управления цепи 10-22 связи.

На временной диаграмме работы системы (фиг.2) обозначено по оси ординат U — аналоговый выход вычислителя; U< — выход порогового блока сравнения; U — дискретный выход вычислителя; U4 — выход ждущего мультивибратора 4; U — выход ключа 6; выход аналогового запоминающего устройства 3.; Uz — выход интегрирующего блока 7, а по оси абсцисс-время

Предлагаемая система работает следующим образом.

В режиме НЦУ вычислитель 1, обрабатывая информацию, поступающую по 40 цепи 22 от датчиков, контролирующих состояние объ екта 9 управления, рассчитывает и выдает в моменты времени tg, tg,... tn управляющие воздействия в виде аналоговых сигналов ()л(„), 45

U4(2) ... Пл(), которые поступают на вход порогового блока сравнения по цепи ll. Ha другой вход этого блока поступает аналоговый сигнал по цепи

12 устройств а 3, хранящего управляющие воздействия, рассчитанные вычислителем 1 в предыдущем цикле. Алгоритм работы вычислителя 1, работающего в режиме НЦУ, построен таким образом, что абсолютная величина относительного иэменения управляющих воздействий, поступающих на вход исполнительного механизма, рассчитанных вычислителем 1 в двух последовательных циклах, не должна превышать определенной величины, которая выбирается из 60 условий технологии, т, е. где U (i) — управляющее воздействие, 4 расчитанные УВМ в текущем цикле;

U (i-1) — управляющее воздействие, рассчитанное УВМ в предыдущемм ци кл е;

8 — абсолютная величина относительного изменения управляющего воздействия.

Блок 2 настраивается на величину о и, в зависимости от комбинации этих сигналов на своих входах, управ.— ляет работой элемента 5 по цепи 13.

Предположим,что в момент времени вычислитель рассчитал и выдал новое управляющее воздействие U4(4) Блок 2, анализируя состояние сигналов на своих входах, устанавливает, что

8 лежит в заданных пределах, в .результате чего разрешающий потенциал ()д(л) по цепи 13 поступает на один из входов элемента И 5. Через время необходимое для анализа пришедшего сигнала, вычислитель 1 выдает командный сигнал ()9(л) длительностью

Т, формируемый с учетом состояния переменных технологического процесса и других, предусмотренных программой условий, определяемых алгоритмом управления. Этот командный сигнал по цепи 14 поступает на вход мультивибратора 4, который вырабатывает импульс U4() длительностью проступающий на другой вход элемента И 5 по цепи 15. Элемент И

5 при наличии двух разрешающих сигналов на своих входах (от мультивибратора 5 и блока 2) срабатывает и по цепи 16 открывает ключ 6, в результате чего новое управляющее воздействие "5(л) ° равное U (<) "о цепи 17 поступает на вход аналогового запоминающего устройства 3, на выходе которого устанавливается значение П6((), равное U л(л), которое по цепи 18 поступает на вход интегрирующего блока 7 и сглаженное

7 блоком 7 значение управляющего воздействия по цепи 19 воздействует на. вход механизма 8, управляющего объектом 9 управления по цепи 20.

После прекраще ни я дей с тви я импульс а, выработанного ждущим мультивибратором 5, т.е. через время t + t+ Т элемент И 5 закрывает ключ 6 и вход устройства 3 отключается от выхода. вычислителя 1, при этом аналоговое запоминающее устройство 3 сохраняет значение управляющего воздействия величиной 06(л), равное пт(л) до момента времени tg + t, — т.е. до повторения вышеописанного цикла.

Предположим, что вычислитель 1 функционировал нормально до момента времени ) +4, т.е. на выходе аналогового запоминающего устройства

3 значения управляющих воздействий

U6(<), U (>) ...Р (,), B H B выходе интегрирующего блока 7 зна807210 чения управляющих воздействий

U (), 1 (),..., 0 (и) соответственно.

В момент времени t>> вычислитель 1 вьщает на выход управляющее воздействие величиной U (+ ) а,блок 2, проанализировав соотношение сигналов Б п) и U (q+q) на своих входах, ус тан авли вае т, что с со тн ошени е имеет вид

U

1) < ) 10 что свидетельствует о возникновении аварийной ситуации в работе вычислителя 1, так как, согласно алгоритму управления, вычислитель 1 должен выполнять соотношение (1) . B реэуль- 15 тате этого блок 2 вырабатывает запрещающий потенциал 0 1tq 4), поступающий на вход элемента И 5 по цепи

13, препятствуя срабатыванию последнего даже при наличии командного 20 дискретного сигнала Ug ><) на запоминание, поступающего иэ вычислителя

1.. Это не позволяет открыться ключу б, и ошибочное управляющее воздействие Ut(+ ) не поступит на вход устрой- 25 ства 3, которое сохраняет запомнившееся управляющее воздействие 17цв),равное U<(n), вплоть до перехода на резервные режимы работы. Одновременно с определением аварийной ситуации блок 2 по цепи 21 сигнализирует вычислителю 1 о возникновении аварийной ситуации в его работе, на основании чего вычислитель 1, согласно заложенному в него алгоритму управления, должен принять меры по.устранению ошибки.

Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить объем— оперативной памяти, з анимаеьый прог. раммами самопроверки и повысить надежность функционирования системы

НЦУ без применения резервного управляющего вычислительного, комплекса, повышая время нормального функционирования систеьи НЦУ производства слом ных удобрений в 1, 2 раз а.

Формула изобретения

Система автоматического управления технологическими объектами, содержащая последовательно соединенные вычис литель, ключ, .аналоговое запоминающее устройство, выход которого через интегрирующий блок соединен с исполНительным механизмом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыаения надежности работы, в систему введены элементы И, ждущий мультивибратор и пороговый блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом аналогового запоминающего устройства, второй вход — с аналоговым выходом вычислителя, первый выход порогового блока сравнения подключен через элемент И ко второму входу ключа, а второй выход - ко второму входу вычислителя, второй выход которого через ждущий мультивибратор соединен со вторым входом элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 427535, кл, G 05 В 15/02 1974.

2. Патент Японии . ht 49-8б72, кл, 541 7 G 05 В 15/00, опублик.1975.

Составитель И.о1веец

Редактор Н.Лазаренко Техред И.Лоя .Корректор С,Щомак.

Заказ 281/69 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП .Патент., г.ужгород, ул.Проектная, 4