Многоканальный регулятор тепловых процессов

(гю (и п (3 05 Р 23/19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 943667, кл. С 05 О 23/19, 1980(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОРТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ по авт. св.Р 943 бб 7, о т л и ч а ю щ и й с я ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С тем, что, с целью повышения надежности, он содержит соединенные последо" вательно третий элемент И,второй блок памяти, второй буФерный элемЕнт, второй сумматор и четвертый элемент И, связанный .вторым входом с вторым входом третьего элемента И и вторым выходом блока управления, а выходом - с третьим входом коммутатора, причем третий элемент И первым входом подключен к второму выходу распределителя импульса, второй буферный элемент вторым входом связан с первым выходом распределителя импульсов, второй выход второго сумматора соединен с вторым входом второго блока памяти.еИзобретение относится к автоматическому регулированию технологических процессов термообработки изделийв группе технологических установок.По основному авт. св. 9 943667известен многоканальный регулятортепловых процессов, содержащий соединенные последонательно опорный ге.нератор и делитель частоты, включенные последовательно блок управленияи блок опроса, и:верительные входы 10по числу каналов которого связаны сдатчиками тмпературы, управляющиевыходы - с исполнительными органамипо числу каналов, а выход согласования связан с первым входом блока 15управления, а также включенные последовательно счетчик импульсов,первый блок памяти, коммутатор импульсов, первые буферный элемент исумматор, а также первый.и второйэлементы И, распределитель импульсов,формирователь тактовых импульсов,блок индикации, селектор импульсов,таймер и блок программирования,вход которого подключен к выходу 25счетчика импульсов, к первым входамформиронателя тактовых импульсов,блока индикации и второму управляющему входу блока опроса, а выходы:первый - к второму входу первогосумматора, второй - к первому входуселектора импульсов, третий - к первому входу блока управления, четвер,. тый - к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединенс выходом таймера, а выход - с треть-З 5им, управляющим блоком опроса, четвертый управляющий вход которого соединен с вторым входом первого буферного элемента и первым выходом распределителя импульсов, второй выход 40которого подключен к третьему входупервого блока памяти, а входы - квыходу первого элемента и первомувыходу делителя частоты, соединенномус входом счетчика импульсов, второй 45выход делителя частоты связан с первым входом, а третий через формирователь тактовых импульсов - с вторымвходом первого элемента И, причемселектор импульсов вторым входом связан с вторым входом блока индикациии ныходом первого блока памяти, а выходы через блок управления с трвтьимвходом блока индикации и вторым входом коммутатора импульсов, третийвход которого соединен с нторым выходом блока управления 1 ). Однако в таком регуляторе возможна ложная коррекция программы при воздействии импульсной кратковременной помехи на измерительные цепи, что .приводит к снижению точности программирования.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости регулятора, 65 Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный регулятор тепловых процессов введены соединенные последовательно третий элемент И, второй блок памяти, второй буферный элемент, второй сумматор и четвертый элемент И, связанный вторым входом с вторым входом третьего элемента И и вторым выходом блока управления, а выходом - с третьим входом коммутатора, причем третий элемент И первым входом подключен к второму выходу распределителя импульсов, второй буФерный элемент вторым входом связан с первым выходом распределителя импульсов, второй выход второго сумматора соединен с вторым входом второго блока памяти.На чертеже приведена структурная схема регулятора.Регулятор содержит опорный генератор 1, делитель частоты 2, первый 3 элемент И, распределитель 4 импулв сов, счетчик 5 импульсов, формирова тель б тактовых импульсон, первый блок памяти 7, первый 8 сумматор, блок 9 программирования, блок 10 индикации, коммутатор 11, первый 12 буферный элемент, селектор 13 импульсов, блок 14 управления, второй 15 элемент И, блок 16 опроса, таймер 17, термодатчики 18, исполнительные органы 19, второй 20 буферный элемент, второй 21 блок памяти, второй 22 сумматор, третий 23 и четвертый 24 элементы И.Генератор 1, делитель частоты 2 ц счетчик 5 соединены последонательно Выход счетчика 5 подключен к адрес ным входам блоков 7 и 21 памяти, блока 9 программирования, блока 10 индикации, формирователя б тактовых импульсов, блока 16 опроса. Делитель 2 соединен также с входами формирователя б .тактовых импульсов, элемен. та И 3 и распределителя 4 импульсов, первый вход которого соединен С выходом элемента И 3, а выходы (с первого по четвертый) подключены соответственно к тактовым входам буФерного элемента 20, элемента И 23, буФерного элемента 12 и блока опроса 16, блока 7 памяти. Выход блока памяти соединен с первым входом коммутатора 11 и вторыми входами блока 10 индикации и селектора 13.Буферный элемент 12 соединен с выходом коммутатора 11 и через сумматор 8 - с информационным входом блока 7 памяти. Буферный элемент 20 соединен с выходом блока 21 памяти и через сумматор 22 " с вторым входом блока 21 памяти, третий вход которого соединен с выходом элемента И 23. Выходы блока 9 программирования,подключены к задающим входам сумматора 8, селектора 13 блока 14 управления и элемента И 15, соедивходом бЛока опроса 16, который соединяет термодатчики 18 с третьим входом блока 14 управления и первый выход последнего - с исполнительны" ми органами 19. Второй вход блока 14 управления соединен с вторыми входами элементов И 23 и 24, а третий вы-. ход - с третьим входом блока 10 индикации и вторым входом коммутатора 11, третий вход которого связан с первым 1 О выходом сумматора 22 через элемент, И 24.Устройство работает следующим образом.Блок 9 программирования выдает эа несенную в него, оператором информацию о режимных параметрах в цифровом коде для каждого канала термообработки, а именно; на сумматор 8 о темпе нагрева или охлаждения, на селектор 13 об,уровне изотермы, на блок 14 управления о гистерезисе регулирования и коррекции, на элемент И 15 о времени окончания цикла термообработки. Сигнал генератора 1 преобраэу-. 5 ется делителем частоты 2 в сигналы с частотами(для управления адресными входами блоков с помощью счетчика 5), Г (для тактирования работы распределителя 4 импульсов через элемент И 3 - определяет частоту перезаписи информации в блоке 7 памятн), Хз (для управления формирователем 6 тактовых импульсов).При этом Х.,:пЕ я) Х, где и- число разрядов распределителя импуль- З 5 сов 4.Формирователь 6 осуществляет Формирование импульса: одного сигнала с длительностью между моментами обнуления счетчика 5, соответствующей 40 времени разового опроса всех каналов. При этомосуществляется операция суммирования прежних значений сигнала задания в блоке 7 памяти с заданным на сумматор 8 значением приращения. Темп изменения сигнала задания равен К, где К, - код приращения.Блок 7 памяти - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) с послов,ной выборкой, причем разрядность . слова (строки) определяется требуемой точностью задания режима термо" обработки, а количество слов (столбцы) - числом каналов регулирования.Распределитель 4 импульсов с при. ходом сигнала от формирователя 6 тактовых импульсов в течение каждого адресного сигнала Формирует короткий импульс, сдвигающийся за такт от,первого выхода к четвертому, В мо Омент смены адреса распределитель 4 принудительно обнуляется. Блок 7 ра-, ботает постоянно в режиме пословной выборки, а с прихбдом тактового сигнала от распределителя 4 импульсов- А 5 выборка дополняется операцией суммирования или коррекции (в случае нарушения режима термообработки).При этом по адресному сигналу осу- ществляется выборка информации из блока 7, ее передача через коммутатор 11 (если сигнал задания меньше уровня изотермы) на буферный элемент 12 и запись в память последнего по сигналу распределителя 4. Далее сигнал задания суммируется в сумматоре, 8 с заданным приращением и по оигналу распределителя 4 заносится в данное слово ОЗУ вместо прежней информации. Если в результате действия помех динамическая ошибка регулирования превысит. допустимое значение, на втором выходе блока 14 управления появится сигнал разрешения на запись дополнительной фф 1 в данное слово блока 21 памяти. Блоки 20, 21 и 23 работают аналогично блокам 7,8 и 12 и тактируются также распределителем 4 импульсов, реализуя многоканальный счетчик импульсов., Эти блоки образуют в каждом канале цифровой Фильтр, исключающий ложную коррекцию при прохождении кратковременной помехи. Степень фильтрации К равна объему памяти информационного слова ОЗУ. Коррекция программы произойдет только в случае многократного (К-.раз) появления сигнала коррекции в рассмагриваемом канале за несколько цикловопроса этого канала.При появлении К-го сигнала коррекции программы канала в буферный элемент 20 запишутся все разрядные 1, на выходе сумматора 22 появится сигнал переполнения, подключающий коммутатором 11 код сигнала обратной связи через сумматор 8 длязаписи в блок 7 памяти. Таким образом, за время присутствия каждогоадресного сигнала (соответствунщегономеру опрашиваемого канала) поочередно осуществляется запись информации в буферный элемент 20. в блок 21 памяти, в буферный элемент 12 и вате в блок 7 памяти. Каждый канал регулирования работает независимо от других каналов.Селектор 13 пропускает на выход наименьший из входных сигналов - сигнал задания от блока 7 либо код уровня изотермы. Блок 16 опроса периодически последовательно подключает блок 14 управления к термодатчику 18 и первому входу исполнительно" го органа 19. По второму .входу последнего производитсяоткючение закончившего программу термообработки канала .при равенстве заданного вре мени блоком 9 программирования и текущего времени таймера 17.Блок 14 управления усиливает сигнал термодатчика, определяет эначение сигнала ошибки "(разность сигнала1013922 Составитель Л. ПтенцоваТехред И.Гайду Редактор Н. Джуган Корректор М. Шарош Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 3016/56 Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 задания и термодатчика), по которому формирует сигналы управления и коррекции. Логический уровень управля ющего сигнала по стробирующему импульсу распределителя 4 запоминается в исполнительных органах 19 фикса" 5 торами ф 0 порядка.Перед пуском канала в работу блоком 9 программирования устанавливается режим термообработки, а затем подается разрешающий сигнал на вклю- Ц) чение исполнительного органа. С это" го момента блок У памяти начинает формировать сигнал задания, изменяющийся от начальной температуры до уровня изотермы, который фиксируется 5 селектором 13, переключающим регулятор в режим стабилизации параметра. Если помехи и возмущения нарушают режим термообработки, сигнал ошибкипревышает допустимое значение и фиксируется блоком 21 памяти. Многократные сбои свидетельствуют о значительности помехи или сбое в программоносителе. В.этом случае помеха проходит через цифровой фильтр (блоки20-24) на коммутатор 11,и корректирует программу.по сигналу обратнойсвязи, ликвидируя тем самым большиеуровни сигнала ошибки Таким образом, предлагаемйй регулятор представляет собой цифровую многоканальную систему с индивидуальным программированием работы ее каналов и эффективной фильтрацией помех, реализованной на основе многоканального цифрового фильтра,