Система дискретного управления технологическим процессом

 

lii875389

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОЛ ИСАНИЕ изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 05.11.79 {21) 2856218/18-24 (5! )М. Кл. с присоединением заявки №

G 06 F 15/46

Гооударстееииый комитет (28) Приоритет

Il0 делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23,10.81 (M) УДК 621.396 (088.8) (72) Авторь1 изобретения

В. Ф. Романов и В. И. Козлов (71) Заявитель

Владимирский политехнический институт (54) СИСТЕМА ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

Изобретение относится к управлению сложны. ми технологическими процессами и может быть

I применено там, где необходимо осуществлять управление процессом при неполной априорной информации об объекте управления.

Известна комбинированная система экстремального управления технологическим процессом

Система содержит последовательно соединенные объект управления, формирователь признаков, блок распознавания, логический блок и регулятор по возмущению, другой вход которого сото единен с первым входом объекта управления, а выходы регулятора по возмущению подклю1 чены к соответствующим входам объекта управления и формирования признаков. Система осуществляет преобразование информации с объ15 екта в систему признаков (код состояния), распознавание состояния в текущий момент времени, отнесение (классификацию) этого состояния к одной из ситуаций и выработку корректирующего воздействия на объект для устранения ситуации. Логический блок предназначен для согласования выхода блока распознавания и входа регулятора по возмущению, а также для лоедупреждения возникновения автоколебаний в системе. В признаки преобразуются возмущающие воздействия и выходной показатель процесса (показатель качества). Признаком, по которому определяется окончание помехи, является появление кода качества, равного нулю, после выполнения коррекции 111.

Недостатками системы являются невысокие качества управления и быстродействие, так как примененная в ней схема формирователя не позволяет распознать более четырех ситуаций.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система экстремального управления технологическим процессом. Она характеризуется теми же существенными признаками, но формирователь признаков содержит и-идентичных каналов и работает циклически, т.е. формирует три признака, выдает их в блок распозйавания и устанавливается в исходное состояние. Формирователь признаков и блок распознавания содержат электронные ключи, триггеры, формирователи импульсов и схемы, NIH

875389

Поскольку в признаки преобразуются выходные показатели процесса, то ситуация отражает уже факт выпуска продукции со свойствами, отличными от заданных, и эта продукция выпускается до устранения ситуаций.

В признаки (код состояния) преобразуются возмущающие воздействия, а в большинстве случаев учесть и распознать все возмущающие воздействия невозможно. Кроме того, каждый код состояния относится к одной ситуации, ко- tO

I торой соответствует определенная величина корректирующего воздействия, т.е. заранее должно быть задано конкретное корректирующее воздействие для ситуаций. Система не обладает свойствами экстраполяции. Алгоритм класси- 1s фикации состояний дискретных объектов управления и выработки вектора управления пред назначен для представления зависимости "состояние-управление" в виде деревьев классификации состояний объекта управления по управляющим воздействиям.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы.

Поставленная цель достигается тем, что в

25 систему дискретного управления технологическим процессом, содержащую блоки согласования, подключенные выходами ко входам исполнительных элементов, преобразователи аналогкод, соединенные входами с входами системы, а выходами — с первыми входами ключей, 30 введены генератор импульсов, логический блок прогнозирования и блок импульсов включения, подключенный входами к выходам преобразователей аналог-код, а выходом через генератор импульсов — ко вторым входам ключей, вы- 35

I ° ходы которых соединены с входами логического блока прогнозирования, подключенного выходами ко входам .блоков согласования.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг. 2 — дерево классифи- 40 кации ситуаций.

Устройство содержит преобразователи 1 аналогкод, блок 2 импульсов включения генератора

3 импульсов, ключи 4, логический блок 5 прогнозирования, блоки 6 согласования, исполни- 45 тельные органы 7 и 8 объекта управления.

На -фиг. 2,Вщи В, — условные обозначения контролируемых переменных технологического процесса. Вершинами (точками разветвления) дерева являются признаки ситуации (контролируемые йеременные процесса). От каждой вершины всегда отходят 3 ветви, соответствующие значениям переменных: меньше нормы (— 1), в норме (О), выше нормы (+1). В листьях (концевых точках) деревьев указываются значения управляющего воздействия (уменьшить

"— ", не изменять "=", увеличить "+ )

Устройство работает следующим образом.

Работа системы осуществляется, когда текущая величина каждой контролируемой переменной объекта управления преобразуется в трехуровневый код: выше нормы (+1), ниже нормы (— 1) и норма (О). Изменения управляющих воздействий также имеют троичное кодирование: увеличить (+), уменьшить (-) и не изменять (=).

Преобразователи 1 контролируемых переменных в код имеют три выходных шины. Сигнал на шине (— 1) возникает при значении соответствующей контролируемой переменной ниже нормы, на шине (+1) — выше нормы, на шине (О) — в норме. Каждый ключ 4 состоит из трех элементов (элементы 9 — 14). Логический, блок 5 прогнозирования выполнен на логических элементах И (15 — 17) и ИЛИ (18). Указан пример его технической реализации по одному управляющему воздействию согласно дереву классификации ситуаций (фиг. 2). Для каждого управляющего воздействия логический блок прогнозирования имеет две выходные шины.

Наличие сигнала на шине (— ) указывает на необходимость уменьшить значение управляющего воздействия, на шине (+) — увеличить. При отсутствии сигналов на этих шинах управляющее воздействие изменять не следует.

При работе системы текущие значения контролируемых входных и промежуточных перемен ных технологического процесса „— В преобразуются преобразователями 1 в трехразрядный код. В момент появления в каком-либо разряде кода, отличного от нормы (возникла ситуация) на одном или нескольких входах блока импульсов включения генератора появится сигнал и блок 2 произведет включение генератора 3, который начинает генерировать импульсы через моменты времени, равные длительности переходных процессов в объекте управления.

По каждому импульсу открываются электронные ключи 4 и код с преобразователей 1 поступает в логический блок 5 прогнозирования, выходной код которого в каждом разряде содержит информацию о направлении изменения одного из управляющих воздействий.для устранения ситуации.

В ходе технологического процесса значение переменной В„уменьшается ниже допустимой величины. На шине (— 1) преобразователя 1 этой контролируемой переменной появляется сигнал, образуется ситуация — совокупность кодов преобразователей 1. По импульсу от генератора 3 эта ситуация поступит в логический блок 5 прогнозирования. Согласно дереву классификации ситуаций (фиг. 2) одно из управляющих воздействий необходимо увеличить.

При значении кода (— 1) переменной Вп производится анализ переменной В,„и так как этот код — 0 (значение переменной В„в норме), 5 8 управляющее воздействие необходимо увеличить, Логический блок 5 прогнозирования обеспечит выработку именно такого изменения данного управляющего воздействия ключей 4 переменных Вщи Вд сигналы присутствуют на выходах элементов 10 и 12, на выходе элемента 16 появится сигнал, который через элемент 18 поступит на выходную шину "+" (увеличить) блок прогнозирования. Выходы элементов 13 и 17 незадействованы, так как их сигналы соответствуют значению управляющего воздействия "He изменять". На других выходных шинах блока 5 прогнозирования вырабатываются сигналы изменения значений соответствующих управляющих воздействий согласно деревьям классификации ситуаций.

Выходные сигналы логического блока 5 прогнозирования преобразуются блоками 6 согласования в необходимые изменения управляющих воздействий на исполнительные органы 7. Если по истечении времени переходных процессов в объекте управления ситуация не была уст.ранена, то вырабатывается очередной сигнал управления. Генератор выключается при появлении значения "Норма" во всех разрядах выходного .кода с преобразователей l.

Система дискретного управления технологическим процессом обладает следующими преимуществами.

Так как ситуация характеризуется значениями контролируемых входных и промежуточных переменных объекта управления, то ее оперативное устранение предотвращает уход за

- установленные пределы значений выходных переменных объекта управления, при этом ноддерживается неизменным качество выпускаемой продукции. Выигрыш будет наиболее значителен при управлении объектами с большими транспортными запаздываниями, в которых. из75389 6 менения входных и промежуточных контролируемых переменных приводит к изменению выходных переменных через достаточно долгое время, например, в стекловаренных печах.

Вследствие управления по деревьям классификации ситуаций система обладает свойствами экстраполяции на все возможные ситуации, а также обладает большим быстродействием, чем . известные системы. Кроме того, для каждой

10 ситуации сразу производится выработка коррекции, а в известных системах производится накопление признаков до трех.

Форм ула изобретения

Система дискретного управления технологическим процессом, содержащая блоки согласования, подключенные выходами ко входам исполнительных элементов, преобразователи аналогкод, соединенные входами с входами системы, а выходами — с первыми входами ключей, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введены генератор импульсов, логический блок прогнозирования и блок импульсов включения генератора, подключенный входами к выходам преобразователей аналог-код, а выходом через генератор импульсов — ко вторым входам ключей, выходы которых соединены с входами логического блока прогнозирования, подключенного выходами ко входам блоков согласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Авторское свидетельство СССР К 332436, кл. G 05 В 15 02, 2. Авторское свидетельство СССР N 387338, кл. 6 05 В 13/02 (прототип).

875389

Фиаl

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

Составитель Н. Горбунова

Редактор Н. Коичицкая Техред M.Голинка

Заказ 9335/74 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор С.Шомак

Подписное