Система для контроля и управления

СОЮЗ СОВЕТСКИНСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 11 4 С 06 Г 15/46 Г -., г - 1 щ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Научно-исследовательский инсти тут автоматизации управления и прои водства(56) Авторское свидетельство СССРВ 1091159, кл, С 06 Р 9/00, 1984.Авторское свидетельство СССР У 1042018, кл. С 06 Р 9/22, 1983.(54) СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве управляющей подсистемы в системах управления технологическими процессами. Цель изобретения состоит в расширении области применения системыи в повышений ее надежности. Расширение области применения достигается увеличением числа типов формируемых сигналов, отличающихся частотой801269154 А 1 фазой и длительностью периода, а также режимов их выдачи и оперативной коррекцией параметров управляющих сигналов в зависимости от состояння объекта контроля и управлени и условий эксплуатации. Повышение надежности системы достигается за счет анализа исходного состоянияобъекта контроля и управления и учета его состояния в ходе выполнениязаданного алгоритма на основе анализа информации, поступающей от датчиков контроля. Система для контроляи управления содержит блок заданиярежима, блок ввода кода параметра,блок коммутации, блок прерывания,блок управления пуском, первый - третий блоки коррекции частоты, делитель частоты, счетчик, блок сравнения, генератор импульсов, коммутаторпервый - третий элементы И, элементИЛИ. Цель изобретения достигаетсявведением новых элементов: блока задания режима, блока управления пуском, первого - третьего блоков коррекции частоты, блока счетчиков,коммутатора. 3 з,п. ф-лы, 9 ил,1 табл,1269154 А.Лишансканич оставител ехред М.Х ректор М.Самборска едактор А.Шишкин Проектная,роизводственно-полиграфическое предприятие город аз б 038/52 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве управляющей подсистемы в системах управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения. 10На фиг, 1 представлена блок-схемасистемы; на Фиг. 2 - схема блоказадания режима, на Фиг. 3 - схемаблока ввода; на Фиг. 4 - схема блокакоммутации; на Фиг. 5 - схема блокапрерываний; па Фиг. 6 - схема блоказапуска; на Фиг. 7 - схема блока коррекции частоты; на Фиг. 8 - схемаузла сравнения блока коррекции: частоты, на Фиг. 9 - временная диаграмма работы системы,Система для контроля и управления(фиг, 7) содержат счетчик 65 импульсов, узел 66 сравнения, элементИЛИ 67, элемент 68 задержки. Узел 66 сравнения (Фиг, 8) блока6 коррекции частоты содержит мультиплексор 69, состоящий из первого дешифратора 70, первых элементов И 71 -71, первого элемента ИЛИ 72, а также элемент 73 сравнения, второй дешифратор 74, второй элемент И 75,вторые элементы ИЛИ 76, -76 .Блок 1 задания режима предназначен для задания:кода коррекции, определяющего час"тоту поступления импульсов разгона",т.е, время, в течение которого происходит Формирование частоты управляющего сигнала, соответствующегозаданному значению параметра (задание этого кода осуществляется навыходе 21 блока с помощью тумблерного регистра. 38, Фиг, 2);кода коррекции частоты управляющего сигнала, пропорциональной значению кода параметра (этот код форми-руется с помощью тумблерного регистра 39 на выходе 22 блока),кода режима, определяющего условия функционирования блоков 2-5, 13с помощью тумблерного регистра 40 навыходе 23 блокасигналов пуска и останова, форми-:руемых ключами 41 и 42 и одновибраторами 43 и 44 на выходах 24 и 25блока.Блок 2 ввода служит для заданиякода значения параметра, определяющего характеристики (частоту, длительность выдачи и т,д.) управляющих сигналов, выдаваемых на объект. Код параметра Формируется на выходе коммутатора 45 блока в соответствии с заданным режимом работы, Для режимовК, К задаваемых позиционнымкодом на управляющем входе 23 блока,он выдается генераторами 46, -46констант (Фиг. 3), Числа Ь; и 1; определяют количество нулевых и единичных разрядов в коде, Формируемым генератором 46;, 1 =, 1,га, Позиции еди-ничных и нулевых разрядов задаютсясоответствующей коммутацией выходовгенераторов,Для режимов К . 1Кд+ (которымсоответствует единичный сигнал на одном из входов элемента ИЛИ 47, кодпараметра проходит на выход коммутатора 45 с входа 18 системы, куда онпоступает от объекта контроля и управления или другой управляющей подсистемы, 1269 154Блок 3 коммутации осуществляеткоммутацию управляющих сигналов,поступающих от блоков 7 и 8 коррекции частоты.и элемента И 15 на входы28, 29 и 35 соответственно (фиг, 4), 5в зависимости от кода режима работына выходе 23. Режимы работы делятсяна три группы, каждой из которых,соответствует элемент ИЛИ 49-51, Единичные сигналы на выходых этих элементов открывают один из элементовИ коммутатора 48 для прохождения управляющих сигналов с входов 28, 29,и 35. Информация на выход блока 3коммутации проходит при наличии еди-,15ничного сигнала на входе 26 (выходеблока 5 запуска).Блоки 4 прерывания и делитель 9частоты, коммутатор 13 и элементИ 15 служат для выдачи в заданных 10режимах управляющих сигналов, состоящих из определенного числа импульсов,Блок 4 прерываний предназначендля управления выдачей сигналов свыхода 29 блока 8 через элемент И 15на блоки 3 коммутации и делитель 9частоты.Блок 5 управления пуском обеспечивае.управление пуском и останов системы при нормальном функционировании; блокировку пусковых операций при отсутствии исходного состояния соответствующих датчиков объекта контроля и управления в различных 35 режимах Функционирования; останов при появлении сигналов от средств контроля объекта в заданных режимах функционирования.Единичное состояние триггера 58 40 (фиг, 6) соответствует работе системы, Сигнал пуска формируется коммутатором 57 при наличии единичного сигнала на выходе элемента И 59 и соответствующих сигналов на входах 19 и 23 блока 5. Единичный сигнал на выходе элемента И 59 появляется при поступлении команды "Пуск" на вход 24 и отсутствии общей блокиров.ки объекта по входу 19. Пуск устрой О ства может затем произойти только при отсутствии в заданных режимах, которым соответствуют единичные сигналы на выходах элементов ИЛИ 63 и 64, селективных блокировок объек та,поступающих в виде сигнала низкого уровня с входов 19 системы на входы коммутатора 57. Установка в нулевое состояниетриггера 58 производится либо посигналу останова на входе 25, проходящему далее через элемент ИЛИ 61на К-вход, либо при появлении в заданных режимах, которым соответст-вует единичный сигнал на одном извходов элемента ИЛИ 62, сигнал блокировки, вызванного срабатываниемдатчиков контроля объекта и поступающего на элемент И 60,Блоки 6-8 коррекции частоты предназначены для деления частоты назаданный коэффициент деления в соот "ветствии с сигналами настройки с выходов 21 и 22 блока 1 задания режима и выхода 31 счетчика 10. Работаблоков 6-8 коррекции частоты начинается при появлении едичного сигнала на одном из входов элемента ИЛИ 67,после чего разрешается счет импульсов, поступающих на входы 32, 36 и33, счетчиком 65,Узел 66 сравнения Формирует сигналы обнуления счетчика 65, подаваемые на его установочный вход черезэлемент 68 задержки (время задержкинеобходимо для надежного срабатыванияэлементов узла 66), а также импульсы откорректированной частоты, являющейся результатом деления блоками 6-8).Узел 66 сравнения блока 6 обеспечивает увеличение частоты импульсов на первом выходе в зависимости от кода на входе 21 (адресном входе мультиплексора) и выходах счетчика 65 (входах дешифратора 74). Мультиплексор вьщает импульсные сигналы, которые совпадают по Фазе с импульсами, поступающими на вход 32 - управляющий вход дешифратора 74.Поскольку по импульсам на входе 32 происходит изменение содержимого счетчика 65, то это приводит к изменению сигналов на входах дешифратбра 74 (фиг8), Выходы дешифратора 74 группируются и подключаются к входам элементов ИЛИ 76 таким образом, что в каждой группе единичный сигнал появляется в течение заданного промежутка времени в определенные моменты.Выбор той или иной серии импульсов осуществляется дешифратором 74 в соответствии с кодом на выходе 21, Элемент 73 сравнения формирует сигнал в случае равенства кодов на вхо 126915дах дешифраторов 70 и 74, которыйстробируется на элементе И 75 импульсами, поступающими на вход 32,Генератор 12 формирует импульсыдвух опорных частот, выдаваемые навыходах 32 и 33, Запуск генераторапроизводится единичным сигналом,поступающим с выхода 26 блока 5 наего вход.Система для контроля и управления 00работает следующим образом,Множество возможных режимов работы выдачи управляющих сигналов задается с помощью тумблерного регистра40 блока 1 задания режима, Оно может быть разделено на два подмножества (макрорежима). К первому подмножеству (М,) относятся режимы работыс заданием кода параметра от объектаконтроля и управления или управляющей 20подсистемы верхнего уровня. В этомслучаеинформация о коде параметра.поступает на вход 18, К второму подмножеству (М ) относятся режимы, вкоторых код параметра формируется оц-Ф 25ним из генераторов 46 константы блока 2 ввода в соответствии с управляющим кодом, задаваемым на выходе,23 блока 1 задания режима.Первый макрорежим (М,) включает З 0два множества режимов - с коррекцией и без коррекции частоты управляющих сигналов М и Мь соответственно, В режимах М единичный сигнаЛприсутствует на выходе элемента35ИЛИ 51 блока 3 коммутации, а в режимах М, - на выходе элемента ИЛИ 49этого же блока.Второе подмножество режимов (М) делится на три части; режимы М ,ф 3 аналогичные режимам М; режимы М, аналогичные режимам Мь, режимы М управляющие сигналы которых формируются в виде последовательности импульсов заданной длины. В этом45 случае единичный сигнал присутствует на выходе элемента ИЛИ 50 блока 3 коммутации.Кроме того, полное множество режимов. М = М .Ч М может быть разде 50 лено на несколько подмножеств в зависимости от того, какие сигналы блокировок (сигналы от каких датчиков объекта) необходимо учитывать перед началом функционирования и в ходе выдачи управляющих сигналов.В простейшем случае таких подмножеств может быть выделено,цва М 54и М , Множеству М соответствует единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 63, который разрешает пуск системы при отсутствии нулевого сигнала частичной блокировки с входа 19, а множеству Мф- единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 64, разрешающий пуск при отсутствии нулевого сигнала полной блокировки с входа 19.Множествам Мф и М могут соответствовать одни и те же режимы, задаваемые на входах элемента ИЛИ 62, в которых останов может быть произведен при поступлении сигнала от средств контроля с входа 19 на вход элемента И,60.Таким образом, всего можно выделить десять основных групп режимов работы системы, задаваемых подмноФ 11 Ф %Ф. жествами М у М 1 М М МФ Ф 1 Ф г %"кгБмм2Взаимосвязь указаннйх режимов работы с кодами, формируемыми на выходе 23 тумблерным регистром 40 блока 2 задания режима, и порядок соединения отдельных выходов (разрядов) это- го регистра с. другими узлами системы поясняются следующей таблицей (для простоты регистр 40 выбран двенадцатиразрядным):В приведенной таблице записиК(1) = К(3) Б(1) = Б(1) означаютчто на выход 1 или на выход элементах поступает код (К) или сигнал (Б) свхода 1 или с выхода элементаРассмотрим работу системы в режимах без коррекции частоты управляющих сигналов (множества М , М,Мц),В исходном состоянии все элементы установлены в нулевое состояние(цепи установки исходного состояниясистемы условно не показаны), Натумблерных регистрах 38 и 40 задают.код коррекции блока 6 коррекциичастоты и код режима работы системы.По команде "Пуск" на выходе 24 блока 1 задания режима при отсутствиинулевых сигналов блокировки триггер58 блока 5 запуска устанавливаетсяв единичное состояние, Единичным сигналом с его выхода 26 разрешаетсяработа генератора 12 импульсов, открывается элемент И 14 и блок 3 коммутации, настроенный на выдачу управляющих сигналов с выхода 29 блока 8 коррекции частоты. На выходах32 и 33 начинают формироваться им 26971 пульсы частотой 1 и Е соответстЬ 2венно.Блок 6 коррекции частоты в соответствии с заданным алгоритмом работы осуществляет выдачу импульсов с на-растающей частотой Г, Эти импульсы проходят через элемент И 14 и заполняют счетчик 10.После того, как в счетчик запишется число импульсов, код которого ра вен коду на выходе блока 2, срабатывает блок 11 сравнения, блокируя подачу импульсов в счетчик 10.После записи в счетчик 10 первого импульса начинает работать блок 8 15 коррекции частоты, который осуществляет деление частоты Е с выхода 33 генератора 12 импульсов. Управляющие сигналы, формируемые на выходе 29 блока 8 коррекции частоты, через 20 блок 3 коммутации поступают на выход 20 системы, Работа системы в этом режиме продолжается до тех пор, пока не будет подана команда "Останов" с выхода 25 блока 1 задания режима или 25 до появления единичного сигнала на выходе элемента И 60 блока 5 запуска,Отличительной особенностью работыстроиства в режимах М М 1 и Мявляется то, что импульсы с З 0Ф фвыхода 29 блока 8 коррекции частоты поступают через элемент И 16, открытый единичным сигналом с выхода элемента ИЛИ 17, в блок 7 коррекции частоты, где происходит дополнительное изменение частоты управляющих сигналов. Управляющие сигналы с выхода 28 через блок 3 коммутации вьдаются на выход 20 системы.В режимах М и М, блок 3 ком мутации настроен на передачу на выход 20 управляющих сигналов с выхода 35 элемента И 15. На коммутатор 13 с выхода 23 блока 1 задания режима поступает код, определяющий чис,ло импульсов в последовательности. По сигналу с выхода 26 блок 4 прерываний разрешает прохождение импульсов на выход 35 элемента И 15 и далее на входы блоков 3 коммутации и делителя 9 частоты. Делитель 9 частоты осуществляет подсчет импульсов, После появления сигнала переноса на 1-м выходе делителя сигнал проходит через коммутатор 13 и обнуляет триг 55 гер 52 блока 4 прерываний. При этом запрещается подача импульсов черезэлемент И 15. 154Повторная вьдача управляющих сигналов в этих режимах возможна только после установки исходного состоя ния и повторной подачи команды ПускСистема позволяет расширить номенклатуру типов формируемых управляющих сигналов по частоте и длительности их вьдачи, увеличить множество возможных режимов вьдачи управляющих сигналов, обеспечить возможность коррекции в зависимости от состояния объекта контроля и управления, задаваемого кодом режима, параметров управляющих сигналов, что расширяет ее область применения по сравнению с известными системами,Кроме того, предлагаемая система обеспечивает увеличение функциональной надежности, поскольку позволяет учитывать исходное и текущее состоя- Ъния объекта (сигналы частичных и полных блокировок, ошибки и т,д,),Формула изобретения1, Система для контроля и управления, содержащая три элемента И, элемент ИЛИ и блок ввода, соединенный информационным входом с первым информационным входом системы, подключенный выходом к выходу блока коммутации, блок прерываний, связанный выходом с первым входом второго элемента И, и счетчик импульсов, подключенный счетным входом к выходу первого элемента И, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, в нее введены три блока коррекции частоты, делитель частоты, блок запуска, блок сравнения, коммутатор и блок задания режима, подключенный первым и вторым вы. ходами к информационным входам соответственно первого и второго блоков коррекции частоты, выходом "Пуск" и выходом "Останов" соответственно к первому и второму управляющим входам блока запуска, а третьими информационными выходами - к первым управляющим входам блока коммутации, управляющим входам коммутатора, первым управляющим входам блока прерываний, управляющим входам блока ввода, входам элемента ИЛИ и к третьим управляющим входам блока запуска, связанного информационным1269154 2 Р 9входом с вторым информационным входом системы, а выходом - с входом генератора импульсов, вторыми управляющими входами блоков коммутации: и прерываний и с первым входом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу первого блока коррекции частоты, а третьим входом - к выходу блока сравнения, связанного первыми входами с выходами блока 10 ввода и соединенного вторыми входами с выходами счетчика импульса и с информационными входами третьего блока коррекции частоты, подключенного управляющим входом к первому выходу 5 генератора импульсов, а выходом - к первому информационному входу блока коммутации, к первому входу третьего элемента И, к второму входу вто,рого элемента И, соединенного выкодом с вторым информационным входом блока коммутации и с входом делите. ля частоты, подключенного выходами к информационным входам коммутатора, связанного выходом с третьим управ ляющим входом блока прерываний, причем выход второго блока коррекции частоты соединен с третьим информационным входом блока коммутации, а управляющим входом - с выходом треть-ЗО его элемента И, подключенного вторым входом к выходу элемента ИЛИ, а второй выход генератора импульсов связан с управляющим входом первого блока коррекции частоты, 352. Система по и, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок прерываний содержит триггер, генератор нуля, элемент ИЛИ, элемент И и элемент задержки, подключенный входом к инверсО ному выходу триггера, а выходом в .к первому входу элемента И, связанного вторым входом с вторым управляющим входом блока, подключенного первыми управляющими входами к входам элемента ИЛИ, соединенного выходом с треть" им входом элемента И, связанного выходом с Б-входом триггера, подключенного прямым выходом к выходу блока, С-входом к третьему управляющему входу блока, а 0-входом - к выходугенератора нуля,3, Система по и. 1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что блок запускасодержит коммутатор, два элементаИ, четыре элемента ИЛИ и КБ-триггер,связанный прямым выходом с выходом/ .блока, единичным входом - с выходомкоммутатора, а нулевым входом - свыходом первого элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходувторого элемента И, а вторым входом - к второму управляющему входублока, соединенного первым управляющим входом с первым входом первогоэлемента И, а информационным входом -с вторым входом первого элемента И,первым входом второго элемента И ис информационными входами коммутатора, подключенного первым управляющим входом к выходу первого элемента И, а вторым и третьим управляющими входами - к выходам соответственно третьего и четвертого элементовИЛИ, соединенных входами с соответствующим разрядом третьего управляющего входа блока, соединенного другими разрядами того же входа с входами второго элемента ИЛИ, связанного выходом с вторым входом второго элемента И,4, Система по п, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что каждый блок коррекции частоты содержит элемент задержки, элемент ИЛИ, узел сравнения и счетчик импульсов, подключенный управляющим входом к выходу элемента ИЛИ, установочным входом - к выходу элемента задержки, счетным входом - к управляющему входу блока и к управляющему входу узла сравнения, связанного первым выходом с выходом блока, вторым выходом - с входом элемента задержки, первыми информационными входами - с информационными входами блока и с входами элемента ИЛИ, а вторыми информационными входами - с выходами счетчика импульсов.1269154 К какомумножествурежимовотносится Какая операция реализуется(выхода 23блока1) Какие сигналы Формирует Сигнал на первом управляющемвходе коммутатора 45 Сигнал на втором управляющемвходе коммутатора 45 Сигнал на третьем управляющемвходе коммутатора 45 ( щ = 3) Сигнал на четвертом управляющемвходе коммутатора 45 (первом ивтором входах элемента ИЛИ 47 Сигналы на входах элементаИЛИ 51 блока 3 и элемента ИЛИ 17 Сигналы на входах элементовИЛИ 49 блока 3 Сигнал на управляющем входе (1)коммутатора 13,сигналы на входахэлемента ИЛИ 50 блока 3 и элемента ИЛИ 55 блока 4 Сигнал на управляющем входе (2)коммутатора 13 Сигнал на управляющем входе (3)коммутатора 13 Сигналы на входах элементовИЛИ 62 и 63 Сигналы на входах элементовИЛИ 62 и 64 Б (70) = Б (30,.) М