Цифровое устройство для обработкиинформации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10с1079 (21) 2829745/18-24

Союз Советских

Социалистических

Республик ()849220 (51)M. Кл З

G F 15/00 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230781.Бюллетень Н9 27 (53) УДХ 681.325.5 (088.8) Дата опубликования описания 230781

A.A.Ïåðøèí, Г.Г.Безыменко, Л.Т.Глушкова

1 и A.Ã.Øåñòåðêèí

»» »(72) Авторы изобретения т»1 1,.;"-, д

J ..l

КаРагандинский Филиал Особого конструкторс го бщ@.-.:i :,",:„-:...

Всесоюзного научно-исследовательского инстттт ч автоматизации черной металлургии (71) Заявитель

1 (14) ЦИФРОВОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, для обработки информации в системах весового дозирования материала с коррекцией по влажности.

Известно цифровое устройство для обработки информации о массе материала с коррекцией по влажности, ссдержащее реверсивный счетчик-сумматор, блок сравнения кодов, блок задания массы материала в коде, блок управления, блок формированиякоррекции, регистр памяти, вентиль, аналого-цифровой преобразователь, регистр коррекции по влажности и блок управления коррекцией (1).

Однако в этом устройстве ввиду . ограниченных функциональных возможностей не определяется масса фактически засыпанного материала, что необходимо для учета расхода кокса и экономии материала.

Кроме того, величина коррекции по влажности определяется по заданному весу .кокса, а не по весу фактически засыпанного материала, что приводит к дополнительной погрешности.

Устройство имеет сложные съемы блока управления и блока формирования коррекции, в котором, кроме выполнения операций сложения кодов, необходимо анализировать знаки величин и осуществлять преобразование . кодов в прямой или дополнительной зависимости от знака, а также вручную производить масштабирование аналого"цифрового преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит счетчик, группу элементов И, второй счетчик, вторую группу элементов И, третью группу элементов И, два триггера, три элемента И,. элемент ИЛИ и Формирователь. Первые входы триггеров и счетчиков соединены с первым входом устройства, нулевой выход первого триггера подключен к первым входам первого и второго элементов

И, единичный выход второго триггера подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к второму входу первого счетчика, выход второго счетчика через формирователь подключен к второму входу второго .триггера и является выходом устройства, 849220 третьи входы первого и второго элементов И являются соответственно вторыми и третьими входами устройства, выходы элементов И первой группы подключены к группе входов первого счетчика, группа выходов которого через вторую группу элементов И подключена к первой группе входов второго счетчика, к второй группе входов последнего подключены выходы третьей группы элементов И,. выход второго счетчика подключен к входу второй группы элементов И, входы первой и третьей группы элементов И и второй вход первого триггера подключены к четвертому входу устройства, нулевой выход второго триггера 15 подключен к первому вхо,у третьего элемента И. Выходы первого и третьегс элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго счетчика. Второй 20 вход третьего элемента И является пятым входом устройства, группы входов первой и третьей группы элементов И являются группами входов устройства. 25

Сигналом Пуск, поступающим на первый вход устройства, все элементы схемы устанавливаются в исходное состояние. Сигналом, поступающим на четвертый вход устройства, производится запись постоянных коэффициентов соответственно в первый и второй счетчики, первый триггер устанавливается в 1, разрешая про. хождение сигналов через первый и второй элементы И одновременно на счетные входы первого и второго счетчиков. Сигнал переноса второгб счетчика через формирователь поступает на второй вход второго триггера и устанавливает его в состояние, 40 при котором сигнал запрета 0 поступает на вторые входы первого и второго элементов И, запрещая прохождение сигналов на счетные входы обоих счетчиков. Второй счетчик определяет время набора информации в первый счетчик. За это время в первом счетчике образуется код (2).

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, не позволяющих решать более сложную математическую зависимость, необходимость решения которой возникает в ходе автоматизации определенных техноло-. гических процессов. 55

Цель изобретения — повышение коэффициента использования оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройствО,содержащее 60 два счетчика, импульсов, формирователь импульсов, два триггера, три элемента И, причем выход первого счетчика импульсов подключен к входу формирователя импульсов, введены третий счетчик импульсов, сумматор, два сдвиговых регистра, два регистра, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый триггеры, два узла вычитания, делитель частоты, причем вход делителя частоты является первым входом устройства и подключен к первому входу первого узла вычитания и счетному входу первого счетчика импульсов, группа входов которого является первой группой входов устройства, выход формирователя импульсов подключен к входу записи первого счетчика импульсов, первому входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого сдвигового регистра, первый выход которого подключен к установочному входу второго счетчика импульсов, и первому входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов и выходу первого узла вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго узла вычитания, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй вход подключен к выходу делителя частоты, третий вход третьего элемента И подключен к реверсивному входу второго счетчика импульсов, к второму входу второго элемента И и первому выходу второго триггера, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго сдвигового регистра, второй вход которого является третьим входом устройства и подключен к второму входу первого сдвигового регистра, второй выход которого подключен к первому входу второго триггера, первый выход второго сдвигового регистра подключен к первому входу четвертого элемента И и к входу первого регистра, группа выходов которого является группой выходов устройства, а группа входов подключена к группе выходов второго счетчика импульсов и группе входов второго регистра, группа выходов которого подключена к группе входов третьего счетчика импульсов, группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого является второй группой входов устройства, а группа выходов подключена к группе входов второго счетчика импульсов, вход записи которого подключен к второму выходу второго сдвигового регистра, а выход является первым выходом устройства и подключен. к первому входу пятого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого триггера, к входу записи третьего счетчика им849220

О

20

65 пульсов и первому входу третьего триггера, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, а второй вход является четвертым входом устройства, пятый вход устройства подключен к первому входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входу второго регистра и второму входу четвертого триггера, третий выход второго сдвигового регистра подключен к второму входу второго триггера, а выход третьего элемента

И подключен к счетному входу третьего счетчика импульсов.

Устройство содержит счетчики 1-3 импульсов, сумматор, 4, сдвиговые регистры 5 и б,, регистры 7 и 8, делитель 9 частоты, узлы 10 и 11 вычитания, триггеры 12-15, формирователь 16 импульсов, элементы 17-21

И, входы 22-26 устройства, группы входов 27 и 28 устройства, выход

29 и группу выходов 30 устройства.

Счетчик импульсов 3 выполнен реверсивным.

Устройство работает следующим образом.

Тактовый частотный сигнал f< по входу 22 поступает на вход узла 11 вычитания и вход делителя 9 частоты.

С выхода делителя 9 частотный сигнал

1, поступает на вход узла 10 вычитайия, где определяется разность между частотами.- Частотный сигнал, равный f> —, поступает на вход

П узла 11 вычитания, где определяется разность между частотами и (f—

Э

Ы ). На выходе узла 11 получается частотный сигнал Йв„х, определяемый по формуле ьых. (f

Тактовый частотный сигйал с входа

22 поступает также на вход счетчика

1 импульсов. После заполнения счет. чика-. 1 на его выходе появляется импулье-, поступающий через формирователь 16. импульсов на управляющий .вход счетчика 1, разрешая запись в него кода N — Таким образом, в счетчике 1 посто,." янно идет преобразование входного кода И во временной интервал, определяемый по формуле

1 fr (2)

Импульсы переноса с формирователя 16 поступают на первые входы элементов 17 и 18 H.

В зависимости от состояния триг гера 12 имеется два режима работы устройства.

В первом режиме единичный сигнал с первого выхода триггера 12 поступает на второй вход элемента 17 И, разрешая прохождение одного импульса переноса со счетчика 1 на второй вход сдвигового 5. Импульс переноса сдвигается входной тактовой

1 частотой, при этом сдвиговой регистр

5 последовательно выдает следующие команды.

С первого выхода сдвигового регистра 5 импульс поступает на установочный выход счетчика 3 импульсов, устанавливая его в исходное состояние, и на вход триггера 15, устанавливая его в нулевое состояние.

С второго выхода сдвигового регистра импульс поступает на вход триггера

12, переключая его, при этом единичный потенциал с выхода триггера поступает на вход элемента 18 И, нулевой потенциал с другого выхода поступает на входы элементов 17 и 20

И и реверсивный вход счетчика 3, устанавливая его в режим сложения.

Импульсы поступают на счетный вход реверсивного счетчика 3, в котором осуществляется набор информации за время „ в соответствии с алгорит.мом

N =t f = —" (f -(3 — - ) )..(3) ьых.л Ьых. и 3 п

С приходом следующего импульса переноса со счетчика 1 начинается второй режим работы устройства.

Импульс перЕноса через элемент

18 И поступает на второй .вход сдви гового регистра б и сдвигается тактовой частотой. Сдвиговый регистр б последовательно выдает следующие команды. С первого выхода регистра б импульс поступает на вход регистра

8 и осуществляет запись в него кода, набранного в реверсивном счетчике импульсов в первом режиме.

Код поступает на выход устройства. Импульсом с второго выхода регистра б осуществляется запись в реверсивный счетчик 3 кода N< из сумматора 4. Импульсы с третьего выхода регистра б переключают триггер 12, при этом нулевой потенциал с выхода триггера 12 поступает на вход элемента 18 И, единичный потенциал с выхода триггера 12 поступает на входы элементов 17 и 20 И и реверсивный вход счетчика 3, устанавливая его в режим вычитания.

При этом во втором режиме в счетчике 3 происходит вычитание частотных импульсов из кода N, в результате чего в счетчике 3 образуется код, равный

N =N - „(Й,-(Й,— - " ) ) =N — — (f

54

9axg, > " и

-(— — ) )

fg. и (4)

Работа устройства в двух Режимах происходит автоматически. С приходом управляющего импульса с входа 25 начинается очередной цикл работы устройства. При этом триггер 13 устанавливается в единичное состояние, и единичный потенциал с его выхода поступает на вход элемента. 19 И. В

849220 первом режиме работы определяется код Nä, равный м = - — Ы -(— - ))

N f о

О.

2- Ъ п где N„ - начальный код, поступающий о на вход счетчика 1.

Во втором режиме работы устройства импульсом с первого выхода сдвигового регистра б осуществляется запись кода No, полученного в первом режиме работы устройства, в регистры 7 и 8 и установка триггера

13 в нулевое состояние.

При возрастании кода растет временный интервал и соответственно возрастает код, образуемый в первом режиме работы устройств .; и уменьшается код, образуемый во втором режиме работы устройства.

В момент времени, когда во втором режиме в счетчике 3 код становится равным нулю, т.е. происходит сравнение кодов, на выходе этого счетчика появляются импульсы переноса, поступающие на вход элемента 21 И и на выход устройства и используемые в качестве управляющего сигнала.

При поступлении сигнала внешней команды по входу 26 триггер 14 устанавливается в единичное состояние, разрешая прохождение одного импульса переноса со счетчика 3 через элемент 21 И. Этот импульс переключает триггер 14 в нулевое состояние, триггер 15 в единичное состояние и осуществляет запись кода иэ регистра 7 в счетчик 2.

Единичный потенциал с выхода триггера 15 разрешает прохождение частотных сигналов на вход счетчика

2. При этом во втором режиме счетчик

2, работающий в реверсивном режиме, осуществляет набор информации в соответствии с алгоритмом (= Qb(z. (t(<) No i где t„ — временной интервал, вырабатываемой счетчиком 1; — время, в течение которого осуществляется набор информации в счетчике 3 до момента сравнения кодов.

N= (f — (— — ))

N fu

Ъ п

С приходом импульса с первого выхода сдвигового регистра 5 триггер

15 устанавливается в нулевое состояние, запрещая прохождение частотных сигналов на вход счетчика 2.

Таким образом, в счетчике 2 образуется код, определяемый по формуле

=(2 †(й — е — - )) (-t)- (5) который поступает на вход сумматора

4. В сумматоре 4 происходит вычитание кода аН из входного кода Ny. Затем

8 разность кодов поступает на группу входов счетчика 3.

В следующем цикле работы, который начинается с приходом очередного управляющего импульса к,входу 25, в первом режиме устройство работает аналогичным образом.

Во втором режиме работы осуществляется сравнение кодов. При этом импульс переноса появляется на выходе счетчика 3 раньше на величину, определяемую hN.

Устройство-работает в двух режимах автоматически, не требует сложных схем управления и может быть использовано в качестве устройства для об15 работки информации, например в локальной системе дозирования сыпучих материалов с коррекциейпо влажности., В этом случае информация о массе влажного материала с весов подается в виде кода по входам 27 на группу входов счетчика 1. Информация о влажности материала в частотной форме поступает по входу 23 на вход узла

10 вычитания. Информация о заданном значении массы сухого материала в виде кода по входам 28 поступает на входы сумматора 4, Частота, поступающая на вход

3() счетчика 3, определяется выражением

=(f -(— - )), f

ЬыХ. 2 3 и где f — тактовая частота Ю =Д и — коэффициент деления,, выбирается из соотношения n= ;

0,04+ГОЛ

f =О Olf (ХЮ- Р "o ) 3 о ((, < ( а, — эталонная частота.

4() При этом частота f (((пропорциональна влажности материала в соответствии с выражением (5) .

Входной код И, равный массе влажного материала, преобразуется

45 во временной интервал N +N (I где N — значение массы влажного ма1W териала, загружаемого в

50 бункер;

N — значение массы пустого бункера °

С приходом внешней команды по входу 25, сигнализирующей о начале загрузки бункера, начинается цикл дозирования. При этом в первом режиме работы устройства в счетчике 3 образуется код, равный массе пустого бункера ф, который записывается в регистр 7. По мере загрузки материалов растет код И„(и код, образуемый в счетчике 3 в первом режиме.

Таким образом, в первом режиме работы устройства определяется масса сухого материала, загружаемого в

65 бункер.

849220

Во втором режиме работы устройства в счетчике 3 происходит сравнение кода, равного заданному значению массы сухого материала и кода, равного массе сухого материала, загружаемого в бункер.

При сравнении этих кодов импульс переноса поступает на выход устройства для отключения питателя. При поступлении по входу 26 внешней команды, сигнализирующей об окончании загрузки, в счетчике 2 записывается код, равный массе пустого бункера, и набирается информация, равная массе сухого материала, засыпанного в бункер свыше заданного значения.

Таким образом, в счетчике 2 образуется код 5N, равный значению массы пустого бункера и величине пересыпов материала. Этот код поступает на сумматор 4, где вычитается из кода N . В следующем цикле дозирования в счетчике 3 происходит сравнение кода, соответствующего массе сухого кокса, засыпаемого в бункер, с кодом, соответствующим заданной массе сухого материала, скорректированной на величину массы пустого бункера и величину пересыпа в предыдущем цикле дозирования. При этом импульс переноса. счетчика 3, управляющий отключением питателя, поступает в систему загрузки раньше на величину, определяемую дИ, .

Изобретение позволяет определять истинное значение массы сухого материала, загружаемого в доменную печь в каждом цикле дозирования, что в свою очередь позволяет вести точный учет материала и его экономию, а также осуществляет дозирование материала с коррекцией по трем переменным, в результате чего интегральная ошибка дозирования стремится к нулю.

Формула изобретения

ЦиФровое устройство для обработки информации, содержащее два счетчика импульсов, формирователь импульсов, два триггера, три элемента И, причем выход первого счетчика импульсов подключен ко входу формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования оборудования, в него введены третий счетчик. импульсов, сумматор, два сдвиговых регистра, два регистра, четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый триггеры, два узла вычитания, делитель частоты, причем вход делителя частоты является первым входом устройства и подключен к первому входу первого .узла вычитания и счетному входу первого счетчика импульсов, группа входов которого является первой группой входов устройства, выход формирователя импульсов подключен к входу записи первого счетчика импульсов, первому входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого сдвигового регистра, первый выход которого подключен к установочному входу второго счетчика импульсов, и первому входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента

И, второй вход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов и выходу первого узла вы15 читания, второй вход которого подключен к выходу второго узла вычитания, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй вход подключен к выходу делителя

Щ частоты, третий вход третьего элемента И подключен к реверсивному входу второго счетчика импульсов, к второму входу второго элемента И и первому выходу второго триггера, второй д выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго сдвигового регистра, второй вход которого является третьим вхо дом устройства и подключен к второму входу первого сдвигового регистра, второй выход которого подключен к первому входу второго триггера,первый выход второго сдвигового регистра подключен к первому входу четвертого элемента И и к входу первого регистра, группа выходов которого является группой выходов устройства, а группа входов подключена к группе выходов второго счетчика импульсов

40 и группе входов второго регистра, группа выходов которого подключена к группе входов третьего счетчика импульсов, группа выходов которого подключена к первой группе входов

4 сумматора, вторая группа входов которого является второй группой вхо- дов устройства, а группа выходов подключена к группе входов второго счетчика импульсов, вход записи коgp торого подключен к второму выходу второго сдвигового регистра, а выход является первым выходом устройства и подключен к первому входу пятого элемента И, выход которого подключен к втоРому входу первого триг гера, к входу записи третьего счетчика импульсов и первому входу третьего триггера, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, а второй вход является чет60 вертЫм входом устройства, пятый вход устройства подключен к первому входу четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу .четвертого элемента И, выход которого

65 подключен к входу второго регистра

849220

Составитель A.Æåðåíîâ

Редактор Г.Кацалап Техред M.Ãoëèíêà Корректор Л.Иван

Заказ 6095/64 Тираж 745, 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 и второму входу четвертого триггера, третий выход второго сдвигового регистра подключен к второму входу второго триггера, выход. третьего элемента И подключен к счетному входу третьего счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нечаев A.A. и.др . Цифровая система автоматического дозирования кокса на доменной печи. — Научнопроизводственный сборник Механизация и автоматизация управления, 1976)9 5, с.32-34.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 532097, кл. G 06 F 15/32, 1975 (прототип).