Система для контроля и управления

(51) 4 С 06 Г 15/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ ВТОРСКОМУ СВИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Научно-исследовательский институт автоматизации управления и произ -водства(54) СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и можетбыть использовано в качестве системыконтроля и управления нижнего уровня в специализированных программныхконтрольно-проверочных и управляющихкомплексах для АСУТП. Цель иэобретенаЯОио 1334162 ния - повышение оперативности и достоверности контроля, Цель достигается за счет оперативного учета состояния объекта и автоматического формирования в соответствии с ним управляющих воздействий; учета исходногосостояния объекта и формирования взависимости от этого сигнала пуска,а также за счет количественного контроля параметров обыекта управления.Система для контроля и управлениясодержит блок задания режима, блоксинхронизации блок управления суммированием, блок пуска, блок управления записью, блок контроля, блокиндикации, блок триггеров, блок фор- . Ямирования импульсов, блок формирования операндов, преобразователь кодов,распределитель потенциалов, четыререгистра, счетчик импульсов, сумматор,первый, второй, третий и четвертый коммутаторы, элемент И, элементИЛИ. 3 з.п.ф-лы;,9 ил.13343 б 2 9 Рце Составитель Н.ГорбуновРедактор А.Ревин Техред И.Попович Корректор С.Цекм одпис Зак ское предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 изводственно-полигр 3964/46 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 13035, Москва Ж-З41622четвертый 82 и пятый 83 элементы И иэлемент ИЛИ 84,Блок 6 контроля содержит триггер 85, элемент И 86 и элементИЛИ 8Блок 3 управления суммированиемсодержит коммутатор 88, элемент ИНЕ 89, одновибратор 90, первый 9110 и второй 92 элементы НЕ.Блок 9 формирования импульсов содержит счетчик 93 импульсов, генератор 94 импульсов, мультиплексор 95,элемент 96 сравнения, коммутатор 9715 и элемент 98 задержки.Блок 10 формирования операндов содержит преобразователь 99 кода икоммутатор 100,Преобразователь 11 кодов содер 20 жит преобразователь 01 и коммутатор 102.Распределитель 12 потенциалов содержит первый 103 второй 104, третий 105 и четвертый 106 триггеры иэлемент И 107.Система работает следующим обра 1 133Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве системы контроля и управления нижнего уровня в специализированных программныхконтрольно-проверочных и управляющихкомплексах для АСУ ТП.Цель изобретения - повышение оперативности и достоверности контроля.На фиг.1 (а и б) изображенафункциональная схема предлагаемойсистемы; на фиг.2 - схема блока синхронизации; на фиг.3 - схема блокауправления записью; на фиг.4 - схема блока контроля; на фиг.5 - схема блока управления суммированием;на фиг.6 - схема блока формированияимпульсов; на фиг.7 - схема блокаформирования операндов; на фиг.8схема преобразования кодов", нафиг,9 - схема распределителя потенциалов.Система содержит блок 1 заданиярежима, блок 2 синхронизации, блок 3управления суммированием, блок 4 пуска, блок 5 управления записью, блок6 контроля, блок 7 индикации, блок8 триггеров, блок 9 формирования импульсов, блок 10 формирования операндов, преобразователь 11 кодов, распределитель 12 потенциалов первыйрегистр (регистр заданного значения)13, второй регистр (регистр текущегозначения) 14, третий регистр (регистр результата) 15, четвертый регистр (регистр операнда) 16, счетчик17 импульсов, сумматор 18, первый(первый коммутатор данных ) 19, второй (второй коммутатор данных ) 20,третий коммутатор сигналов ввода )21 и четвертый (коммутатор сигналовзаписи ) 22 коммутаторы, элементИ 23 и элемент ИЛИ 24, Позициями25 - 65 обозначены входы и выходыблоков системы,66 - управляющий выход системы, 67 - выход "Отказ системы", 68 - вход "Исходное состояниеобъекта", 69 -"вход "Задание,импуль ов", первый 70 и второй 71 информационные входы системы,Блок 2 синхронизации, содержит генератор 72 импульсов, первый 73 ивторой 74 счетные триггеры, делитель 75 частоты, состоящий из счетчика 76 импульсов, дешифратора 77 иэлемента И 78.Блок 5 управления записью содержит первый 79, второй 80, третий 81,зом.Система осуществляет выдачу управляющих сигналов на объект в зависи- ЗО мости от его состояния - кода текущего значения параметра К объекта,базового значения параметра К Б (первого эталона ), определяющего исходное "смещение" контролируемогопараметра и заданного значения этогопараметра К. Система может работатьв трех режимах: в режиме абсолютныхзначений (АЗ ); в режиме приращений(ПР 1; в режиме возврата в абсолютный 40 нуль (ВА ).Основным режимом работы системыявляется режим абсолютных значений(АЗ). В этом режиме выполняются следующие операции:45 1, Вводится значение кода К,.2. Производится сравнение К, иК и вычисляется отклонение текуще 6го значения от базового:Б 0 Б3. Осуществляется сравнение величин К и К - максимально воз 1 Б Дможного значения контролируемого паРаметРа. Если К тБК, то фиксируется отказ объекта и производитсяостанов системы, Если К тБ ( К, товыполняется следующая операция.4,производится сравнение Ктб и КЗи вычисляется отклонение текущегобазового значения от заданного;13341 5. Формируется последовательность импульсов, число которых пропорционально величине з К. 5Операции 1 - 5 могут повторяться многократно.В режиме абсолютных значений (АЗ) система работает следующим образом.В исходном состоянии все элементы памяти обнулены. Блок 1 задания ре-. жима.на выходе 26 задает код управления параметрами импульсов, формируемых блоком 9, а на выходе 28 - код К 6. Единичный сигнал также выдается15 на выходе 31 и одном из выходов 32.По сигналу пуска с выхода 25 блок 4 пуска (в случае нахождения объекта в исходном состоянии, о чем свидетельствует единичный сигнал на входе 68) формирует потенциальный и импульсный сигналы на выходах 39 и 40 соответственно. По сигналу с выхода 39 запускается блок 2 синхрони 25 зации и генератор 94 блока.9. Импульсным сигналом с выхода 40 блока 4 пуска в регистр 13 записывается код К и устанавливается в единич 3ное состояние соответствующий триггер блока 8 триггеров,(На выходах 33 - 35 блока 2 синхронизации появляются последовательности синхроимпульсов, поступающих в блок 5 и распределитель 12. Распределитель 12 потенциалов формирует 35 последовательности сигналов на выходах 52 - 55, по которым выполняются операции 1-4.В первом такте осуществляется:обнуление регистра 16 .сигналом с выхода 36 блока 3 управления суммированием;установка в единичное состояние триггера блока 8 триггеров;запись кода К, в регистр 14 и регистр 16, причем код К заносится в регистр 16 по цепи: регистр 14 - коммутатор 20, блок 10 формирования операнда (в прямом коде), сумматор 18, преобразователь 11 (в прямом коде с избытком три).Во втором такте выполняется операция вычисления К . Для этого код Кб через коммутатор 20 и блок 10 формирования операнда поступает в сумматор 18 где осуществляется операция К, - К б. Результат вычисления Ктб через блок формирования резуль 624тата заносится в коце с избытком трив регистр 16 и в двоично-десятичномкоде в регистр 15 по импульсам, формируемым на выходах 44 и 42 блока 5управления записью соответственно.В третьем такте осуществляетсяпроверка условия КтК . Для этого4код Кд, задаваемый в коммутаторе 20,через блок 10 подается в сумматор 18,где производится вычисление разностиК - КЕсли Кб ) К то на выходе 61сумматора 18 появляется сигнал переполнения, который проходит черезблок 3 управления суммированием ипо импульсу с выхода 45 блока 5управления записью фиксируется блоком 6 контроля и на выходе 46 этогоблока выдаемся единичный сигнал,которым производится останов системы. Блок 7 индикации сигнализируетоб этом оператору.Если КтБ ( К 1, то снгнал на выходе61 равен нулю и система переходит креализации следующей операции.В четвертом такте производитсяоперация вычисления 1 К = К - К3Для этого код К с выхода 56 регист 3ра 13 через коммутатор 20 проходитчерез блок 1 О формирования операн 1дов в сумматор 18, где определяется величина йК. По импульсу с выхода 43 блока 5 управления записьюкоммутатор 22 формирует сигнал записи кода дК в счетчик 17 и установки соответствующего состояния вблоке 8 триггеров. В результатепоявляется единичный сигнал на выходе 67 элемента ИЛИ 24 и разрешаетсяпоступление импульсов с выхода блока9 формирования импульсов через элемент И 23 на управляющий выход 66системы и счетный вход счетчика 17.После того, как на выход 66 будетвыдано 1. = )б ЗК импульсов ( ф - коэффициент пропорциональности ), счетчик 17 обнуляется, запрещая вьдачуимпульсов и устанавливая в соответствующее состояние блок 8 триггеров.После поступления единичногосигнала на вход 68 блок 4 пуска производит останов системы,Отличие режима приращений (ПР)от режима абсолютных значений (АЗ)состоит в том, что код йК формируется в виде3 КоВ этом случае в первом такте производится занесение каца Ка в счетчик 17,Таким образом, использование предлагаемой системы позволяет осуществлять контроль и управление объектом контроля в различных режимах путем сравнения значения контролируемого параметра (или без сравнения) с несколькими эталонами.Повышение производительности и достоверности контроля достигается на основе оперативного учета состояния объекта; обеспечения возможности сравнения с несколькими эталонами Формирования управляющих сигналов в соответствии с результатами сравнения и обработки контрольной информации и контроля исходного состояния ,объекта и количественной сценки значений контролируемого параметра путем введения вышеуказанной савакуп"ности конструктивных признаков. 15 20 25 Формула 1. Система для контроля и управления, содержащая блок задания режима, соединенный пусковым выходом с первым управляющим входам блока пус- ка, подключенного первым выходом к входу блока синхронизации вторым. выходам- к синхравхаду первого регистра, а вторым управляющим входом - к первому входу блока индика." ции, к выходу системы Отказ системы" и к выходу блока контроля, сое- диненного первым управляющим входом с выходом режимов блока задания рЕ жима, а информационным входам - с выходом переполнения блока управления суммированием, распределитель потенциалов, соединенный первым выходом с управляющим входом блока фармирапоэтому в первом втретьем так ах обработка контрольной информации не производится, а в четвертом такте по сигналу с выхода 55 через коммутатор 20 передается код К из регистра 13, который импульсом на выходе 43, проходящим через коммутатор 22, записывается в счетчик 17.В режиме возврата в абсолютный нуль (ВА 1 код АК определяется кодом К, без учета базового и заданного значений: из аб ре т ения записью, подключенный первым выходомк синхровходу второго регистра, о т"л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения оперативности и достоверности контроля, в нее введеныпреобразователь кодов, блок триггеров, третий и четвертый регистры,счетчик импульсов, сумматор, четырекоммутатора, элемент И, элемент ИЛИ и блок формирования импульсов, подключенный первым управляющим входом к выходу управления импульсными последовательностями блока задания режима, вторым управляющим входом -к первому выходу блока пуска, инфор"мационным входом - к входу "Задание импульсов системы, а выходом - к первому входу элемента И, связанноговторым входом с выходом элемента ИЛИи с первым управляющим входом блокатриггеров, а выходом - с управляющимвыходом системы и с вычитающим входам счетчика импульсов, подключенного разрядными выходами к входам элемента ИЛИ, информационным входом - к информационному входу третьего регистра и к первому выходу преобразователя кодов, установочным входом -к первому выходу блока триггеров и кпервым управляющим входам третьегои четвертого коммутаторов, а синхровходом - к выходу четвертого коммутатора и к второму управляющему входу,блока триггеров, соединенного третьим и четвертым управляющими входамисоответственно с вторым выходом блока пуска и выходом блока контроля, 40синхровхадам - с первым выходом распределителя потенциалов, с первыминформационным входом третьего коммутатора, с первым управляющим вхо- ,дам блока управления записью и с первым управляющим входом блока управления суммированием, а вторым выходам - с вторым управляющим входомтретьего коммутатора и с вторымуправляющим входом четвертого коммутатара, подключенного первым информационным входом к первому выходублока управления записью, вторым информационным входом - к третьемувыходу блока управления записью, атретьим управляющим входам - к перваму выходу режима блока задания режима, связанного вторым выходом режима с третьим управляющим входомтретьего коммутатора, третьим ву62 4, Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок контроля содержит триггер, элемент ИЛИ и элемент И, подключенный первым входом к второму управляющему входу блока, вторым входом - к выходу элемента ИЛИ, третьим входом - к синхровходу блока, а выходом - к синхровходу триггера, соединенного прямым выходом с выходом блока, а информацион. 7 13341 ходом режима - с вторыми управляющими входами третьего коммутатора и блока контроля, выходом "Базовое значение параметра" - с первым ин 5 формационным входом второго коммутатора, а выходом "Управление индикацией" - с управляющим входом первого коммутатора, подключенного первым информационным входом к выходу 10 третьего регистра, выходом - к второму входу блока индикации, а вторым информационным входом - к выходу второго регистра и к второму информационному входу второго коммутатора, 15 соединенного третьим информационным входом с выходом первого регистра, первым, вторым и третьим управляющими входами соответственно с первым, вторым и третьим выходами треть его коммутатора, а выходом - с информационным входом блока формирования операндов, подключенного выходом к первому входу сумматора, соединенного вторым входом с выходом четверто го регистра, выходом переполнения - с информационным входом блока управления суммирования, а информационным выходом - с информационным входом преобразователя кодов, подключенного 30с выходом к информационному входу чет-. вертого регистра, соединенного синхровходом с четвертым выходом блока управления зацисью, подключенного пятым выходом к синхровходу блока контроля, вторым управляющим входомк второму информационному входу третьего коммутатора, к второму выходу распределителя потенциалов и к второму управляющему входу блока 40 управления суммированием, связанного первым, вторым и третьим управляющими выходами соответственно с уста - фновочным входом четвертого регистра, с первым и с вторым упРавляющими 45 входами преобразователя кодов, третьим управляющим Входом - с третьим выходом распределителя потенциалов и с третьим информационным входом третьего коммутатора, а четвертымауправляющим входом - с четвертым выходом распределителя потенциалов, с четвертым управляющим входом второго коммутатора и с третьим управляющим Входом блока управления за писью, связанного четвертым управляющим входом с третьим выходом третьего коммутатора, вторым выходом - с синхровходом третьего регистра, первым и вторым синхровходами - с первым и вторым выходами блока синхронизации, а третьим синхровходом - стретьим выходом блока синхронизациии с входом распределителя потенциалов, причем первый и второй информационные входы системы соединены соответственно с информационными входамипервого и второго регистров, а вход"Исходное состояние объекта" системы - с информационным входом блокапуска.2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я- с я тем, что блок синхронизации содержит генератор импульсов,два счетных триггера и делитель частоты, подключенный входом к выходупервого счетного триггера и к первому выходу блока, а выходом - к второму выходу блока и к входу второгосчетного триггера, связанного выходом с третьим выходом блока, соединенного входом с входом генератораимпульсов, подключенного выходом квходу первого счетного триггера.3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок управлениязаписью содержит пять элементов И иэлемент ИЛИ, подключенный первымвходом к первому выходу блока и квыходу второго элемента И, вторымвходом - к выходу третьего элемента И и к второму выходу блока,а выходом - к четвертому выходу блока, соединенного первым, вторыми третьим синхровходами соответственно с первым, вторым и третьимвходами первого элемента И, связанного выходом с первыми входами второ.го, третьего, четвертого и пятогоэлементов И вторые выходы которыхподключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертомууправляющим входам блока, соединенного третьим выходом с выходом четвертого элемента И, а пятым - с выходом пятого элемента И.9 1334162 10ным входом - с информационным входом управляющего входа с входами элеменблока, связанного разрядами первого та ИЛИ