Устройство для автоматического контроля технологических параметров

 

О П И С А Н И Е 930278

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сеюз Советских

Социалнстнчаскмх

Республни

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 02.0 7,80 (21) 2998 778/ l8-24 (53)М. К.ц.

Cj 05 B 2З/02 с присоединением заявки М— йтйударетеехкые кенктет

СССР

° и делен кзебретеене н етхрытна (23) Приоритет— (53) УЛК621.

° 396(088.8) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 2.7.05.82

Л, В. Захарчук, М. Л. Зелковская A. A, Кармат дев

В, А, Маркин Ю, Г. Ревякин, Ю. Ю. Урбанович и H. A. Олмфер

i 7ф) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЮ КОНТРОЛЯ

ТЕХНОЛО)М ЧЕС КИХ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к кснтрольноаэмерительной технике н может быть ис» пшиьзовано в автоматизированных система управления технологическими процассамн е

Известно устройство цля контроля цаваметров, содержащее блок цатчиков, коммутатор, аналог< цифровой преобразо ватель, вычислитель, блок индикации и блок памяти (1).

Оцнако это устройство имеет низкую точность контроля параметров, изменяющих свое значение во времени, так как контроль параметров, значения которых нахоцятся в установленной зоне, проиэва ится циклически и момент контроля не зависит от цннамических характеристик обьекта контроля. Возможный выход значений параметра из установленной эо» ны в течение времени после контроля параметра и цо окончания контроля осгата ных параметров не обнаруживается.

Наиболее близким к изобретению по т;хнической сушностн и цостнгаемому результату является система цля автоматического контроля параметров, соцержатцее последовательно соединенные блок цатчиков, коммутатор, цифровой преобра

5 зоватеж, вычислитель, блок анализа и блок инцикацни, причем вычислитель и

/ бланж анализа подключены к блоку памятиР).

Недостатком известного является низ кая цостоверность контроля параметров, регулируемых исдожительным механизмом и изменявшихся во времени, что обуслсеimao необхоцймостью в течение времени цикла контроля измерять по saaaaaoO прот рамме все параметры, значения которых нахоцятся в установленной зоне, независимо от динамических характеристик обьекта контроля. B течение времени цикла «онтроля всех параметров, данный параметр после его «онтроля может изменить свое. значение так, что выйцет as установленной зоны. Однако устройство не позволяет проиэвоцить очередной ана» дкэ этого. параметра цо окончания цикла.

3 9302

Цель изобретения - повышение цостоверности контроля технологических параметров за счет прогиозирования измененения состояния технологических параметр ров. 5

Поставленная цель достигается тем, что в устройство цля автоматического контроля технологических параметров, содержащее блок датчиков, соединенный выхоцами с первыми входами коммутатора, 10 соединенного выходом через преобразователь с входом вычислителя, соединенного первым выходом с первым вхоцом блока памяти, поцключенного первым выходом к первому вхоцу анализатора, второй вход 1 которого соединен с вторым выходом вычислителя, первый и второй выходы — с соответствующими первым и вторым входами блока индикации, введены таймер, O блок приоритета, блок временных интервалов и блок коррекции, первый вход которого соединен с третьим выходом анализатора, а второй вход - с вторым выходом блока памяти, поцключенного вторым входом R второму выходу анализатора, третьим входом — к третьему входу блока индикации, к выходу, блока приоритета и к второму входу коммутатора, четвертым входом к выходу блока коррекции и первому входу блока временных интервалов, второй вход которого соединен с третьим выходом блока памяти, а выход — с первым входом блока приоритета, соединенного вторым вхоцом с выходом таймера, вход которого соединен с входной шиной устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 цатчиков, коммутатор 2, цифровой преобразователь 3, вычислитель 4, блок 5 памяти, 40 анализатор 6, блок 7 индикации, блок 8 коррекции,. блок 9 временных интервалов, блок 10 приоритета, таймер 11 и входную шину 12.

Блок 8 коррекции содержит блок 13 вычитания, блок 14 деления, блок 15 ум-. ножения, выходной регистр 16 и элемент

l7 задержки.

Блок 9 временных интервалов содержит блок 18 вычитания, блок 19 деления о и блок 20 умножения.

Блок 10 приоритета соцержит по количеству технологических параметров эле» менты 21 совпадения, регистры 22, элементы 23 сравнения, выходные регистры

24 и элемент 25 выборки.

Устройство работает следующим обрезом.

78 4

В исходном состоянии сигналы имеются только на выходах блока 1 датчиков.

Величины их соответствуют значениям контролируемых с помощью блока 1 дат- чиков технологических параметров. В блоке 5 памяти в соответственно выделенных для верхнего и нижнего уровней каждого технологического параметра ячейках памяти записана информация о предаварийном и аварийном значениях параметра, о постоянных величинах, характеризующих динамику изменения параметра, а также информация о вкаюченйом или выключенном состоянии исполнительного механизма, прец назначенного для регулирования соответствующего технологического параметра. Регистры 22 обнулены. При подаче на входную шину 12 устройства сигнала Пуск" таймер

11 начинает отсчитывать текущее время, которое поступает на второй вход блока 10 приоритета. Так как в начале работы ре гистры 22 обнулены, то срабатывают все элементы 23 сравнения, по сигналам которых выходные регистры 24 одновременно выдают на элемент 25 выборки все номера параметров вместе с сигналами коррекции, которые поступают с вторых выхопов регистров 22. Так как регистры

22 обнулены, то сигналы коррекции имеют нулевой потенциал. Элемент 25 выборки выдает код наименьшего номера параметра с кодом сигнала коррекции, т.е. код номера первого параметра, который поступает на вторые вхоцы элементов 21 совпадения, на второй вход коммутатора

2 и третий вход блока 7 индикации, а вместе с кодом сигнала коррекции на òðåтий вход блока 5 памяти. Коммутатор 2 подключает к цифровому преобразователю

3 цатчик первого параметра, а в блоке 5 памяти и в блоке 7 индикации подготавливаются к работе соответствующие регистры памяти и ячейки индикации. цифровой преобразователь 3 для уменьшения влияния помех и сбоев фиксированное число раз преобразовывает сигнал с первого датчика в цифровой сигнал, поступавший на вход вычислителя 4, который определяет среднее значение параметра, исхоця из выражения:

«г

Մ= — Q Մ., (q)

1 о. 11 где X) - среднее значение первого технологического параметра;

1(- - значение технологического,па1 раметра при 1 -ом измерении; — число измерений.

После определения X „вычислитель 4 выдает это значение в вице цифрового

15 которая поступает через блок 8 коррекции на второй вхоц блока 20 умножения. Так как на третий вхоц блока 5 памяти поступил сигнал коррекции, равный нулю, то X и постоянные величины, характеризующие цинамику изменения конт ролируемого параметра, через время еацержки поступают на блок 8 коррекции не с второго выхоца блока памяти 5, а с третьего выхоца блока 5 памяти на второй вход блока 9 временных интервалов цля вычисления временного интер;- вала. На второй вхоц блока 18 вычитачия поступает наибольшее возможное значение первого параметра А и )(«Э гце происхоцит вычитание по модулю. На второй вхоц блока 19 целения поступает постоянная времени изменения первого параметра при включенном исполнительном механизме 1, С выхоца блока

9 вычисления временных интервалов получается интервал времени, через который буцет осуществляться очередной контроль первого параметра, который вычисляется по формуле;

25

40

r 1- А„- Х,1

Значение М„„поступает на первый вхоц блока 10 приоритета. Коц номера первого параметра, поступая на вторые вхоцы элементов 21 совпадения, открывает первый элемент 21 совпацения. Значение

И <» через первый элемент 21 совпацения записывается в первый реестр 22.

С регистра 22 значение ь1„«поступает на первый элемент 23 сравнения, гце суммируется с текущим временем, посгу пающим с таймера 11. На этом цикл кон5 930 сигнала на блок 6 анализа н в блок 5 памяти, гце оно запоминается. После прихода сигнала с вычислителя 4 происходит считывание информации с первого выхоца блока 5 памяти в блок 6 анализа о предавар йн х ХЛР1И аварийных.каь значе6 « ниях контролируемого параметра по верхнему уровню.

Блок 6 .анализа сравнивает Х с Х п1 .1 и Х щ„. Так как вначале работы значение контролируемого параметра находится ниже номинального значения, то .с второго выхода блока 6 анализа сигнал не псступает, что соответствует включенному исполнительному механизму. Одновременно блок 6 анализа вырабатывает разность

"dS + ХОР уС„= " Х„И) 78 6 троля первого параметра заканчивается.

Затем аналогичным образом контролируется второй, третий и т.ц. параметры цо тех пор, пока таймер 11 не отсчитывает время, равное времени очерецного контроля j -го параметра. Срабатывает j -,ый элемент 23 сравнения, соответствующий ему выхоцной регистр 24- выцает коц номера j -го параметра вместе с сиг налом коррекции, который равен ецинице, так как в j -м регистре 22 записан какой-то интервал времени. С выхоца элемента 25 выборки коц номера j -го параметра поступает на коммутатор 2, блок 7 инцикации, и на элементы 21 совпадения, разрешая запись слецующего интервала времени в j -й реестр 22.

На третий вход блок 5 памяти поступает коц номера j -го параметра вместе с сигналом коррекции, который записывается в регистр, соответствующий этому параметру. Работа коммутатора 2, цифрового преобразователя S, вычислителя 4, блока 5 памяти и блока 6 анализа происхоцит аналогично. При повторном контроле возможны цва случая. контролируемый параметр не цастиг прецаварийного значения 3 1р, контролиа руемый параметр иахоцится в зоне Х к. gpj в

В первом случае с второго выхода блока 6 анализа сигнал не поступает, что соответствует включенному исполнительному механизму, а с третьего выхода на блок 8 коррекции поступает ЬХ . На вто-, рой вхоц этого блока с второго выхоца блока 5 памяти поступают величины, характеризующие динамику изменения кскт ролируемого параметра при включенном исполнительном мехаш«эме через время зацзржки, выбранное больше времени срабатывания блока 6 анализа цля вычислриия новой посто якой времени Ю ° . Ha блок 13 вычитания поступают среднее значение параметра, полученное в прецыцущем цикле контроля Х ° и Х, гae происходит вычитание по модулю. На второй вхоц блока 15 умножения поступает постоянная времени изменения $-го параметра i+- . После вычисления новой но3 „д, стоянкой времени -, которая рассчитыва. ется по формуле

ЬХ.

-5 Е1-3- - (4)

Х.- Х она с первого выхода блока 15 умножения поступает на первый вход выхоцного регистра 16, куца с третьего выхопа блока 5 памяти поступает наибольшее возмож78

9302 ное значение 1-го параметра А1 и сред;нее значение этого параметра 75.,Опновременно после вычисления ° с второго выхода блока 15 умножения вйдается cat нал через элемент 17 задержки (время задержки больше времени записи сс4 ) в с! выходной регистр 16 на третий вхоц, по я

Которому новое значение i4 с этого регистра поступает на четвертый вход блока 5 памяти, гце записывается на vecde то старого значения, и оцновременно поступает вместе с другими величинами на блок 9 временных интервалов, гце вычисляется интервал времени, через который производится очерецной контроль j-го параметра, по формуле (3). Дальнейшая работа устройства аналогична описанному.

Во втором случае с второго выхоца блока 6 анализа выдается сигнал, по ко-Р торому, выключается исполнительный ме- 2о

Ю ханизм, включается ячейка сигнализации предаварийного значения -го параметра в блоке 7 индикации, и в блоке 5 памяти обнуляет ячейку, в которой был записан сигнал коррекции. Так как исполнительный механизм выключается и сигнал коррекции отсутствует, то величины, характеризующие динамику изменения контролируемого параметра щри выключенном исполнительном механизме, по-, ступают с третьего выхода блока 5 помяти на второй вход блока 9 временных интервалов, осуществляется вычисление интервала времени, через который производится очередной контроль, по формуле

35 где. В - наименьшее возможное значе- 4о ние j - го параметра, I

- постоянная времени изменения

j -го параметра при выключен, ном исполнительном механизме;

ИЛ. --оаС-" рааностн, поступаюшая с опона

3 3

6 анализа через блок 8 коррекции на блок 20 умножения.

Этот интервал времени b,4 1 . записывается в блоке 10 приоритета в сод ответствуюцсий регистр 22. После истече- о ния b4,g ° вновь производится контроль

-го параметра. Естес значение - го параметра находится s зоне номинальных значений, т.е. не дошло до нижнего прецаварийного значения, производится корректировка iq и новое значение Vy записывается в блок 5 памяти. Если значение j- го параметра достигает нижне î предаварийного значения, то происходит включение исполнительного механизма и расчет интервала времени М .,после которого -й параметр достигает верхнего прецаварийного значения и т.д.

С первого выхода блока 6 анализа появляется сигнал в случае аварийного значения параметра и поступает на первый вход блока 7 индикации. Включается ячейка сигнализации аварийного значения. Исполнительный механизм ре гулирования контролируемого параметра выключается.

В течение рассчитанного для параметра интервала времени контроль его не производится. Приоритет контроля параметров обеспечивается временем очередного контроля каждого параметра, а при их равенстве — поиядковым номером параметра с помощью элемента 25 выборки., Таким образом, в процессе работы устройства постоянные величины цля каждого параметра уточняются всякий раэ, когда оказывается в области номинальнйх значений, за исключением первого цикла контрсрля и при юреключении исполнительного механизма. Это приводит к тому, что контролируемый технологический параметр всегда через рассчитываемые интервалы времени будет достигать области значений, лежащей между xz> и хс ц, в которой требуется переключение исполнительного механизма, что и позволяет повысить достоверность контроля.

Формула изобретения

Устройство цля автоматического контроля технологических параметров, содержащее блок датчиков, соединенный выходами с первыми входами коммутатора, соединенного выходом через преобразователь с входом вычислителя, соединенного первым выходом с первым входом блока памяти, подключенного первым выходом к первому входу анализатора, второй вход которого соединен с вторым выходом вычислителя, первый и второй выходы — с соответ ствующими первым и вторым входами блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности .контроля,в него введены таймер, блок приоритета, блок временных интервалов и блок коррекции, первый вход которого соединен с третьим выходом анализатора, второй вход - с вторым выходом блока памяти, подключенного вторым входом к второму выходу анализатора, третьим вхо9 9302 дом к третьему входу блока индикации, к выходу блока приоритета и к второму входу коммутатора, четвертым входомк выходу блока коррекции и первому входу блока временных интервалов, второй вход которого соединен с третьим выходом блока памяти, а выход — с первым входом блока приоритета, подключенного вторым входом к выходу таймера, вход

78 10 которого соединен с входной шиной уст. ройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 545973, кл. 5 05 В 23/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

th 631879, кл. 5 OS Вв 23/02е 1978 (прототип).

Составитель Дворкин

Редактор Р. Цицика Техред E.Õàðèòîí÷èa Корректор С.Шекмар

Заказ 3470/63 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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