Цифровой регулятор

(51)4 С 05 В 1 ЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОРСКОМУ СЗ СТВУ йОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССРФ 702343, кл. С 05 В 11/14, 1979.(54)(57) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий импульсный датчик, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, блок управленияи последовательно соединенные задатчик, реверсивный счетчик импульсов, регистр и цифроаналоговыйпреобразователь, о т л и ч а ю щ ис я тем, что, с целью упрощениярегулятора и повышения его надежности, в него введены инвертор,триггер и элементы 2 И-НЕ, выходыкоторых подключены к суммирующему ивычитающему входам реверсивногосчетчика импульсов, первые входы -к выходу формирователя ьмпульсов ик входу блока управления, а вторыевходы - соответственно к инверсномуи прямому выходам триггера, В -входкоторого соединен с 5 -входом реверсивного счетчика импульсов и с первым выходом блока управления, аС -вход - с Й -входом реверсивногосчетчика импульсов и с выходом инвертора, входом подключенного к выходу заема реверсивного счетчикаимпульсов, причем знаковый входрегистра соединен с прямьи выходомтриггера, а управляющий вход - свторым выходом блока управления.Изобретение относится к цифровымсистемам регулирования и может бытьиспользовано для измерения и регулирования одного или соотношения двухпараметров технологического процесса в химической, металлургической,машиностроительной и других отрасляхнародного хозяйства.Цель изобретения - упрощение цифрового регулятора и повышение надежности его работы.На чертеже изображена блок-схемацифрового регулятора.Цифровой регулятор содержит импульсный датчик 1, формирователь 2 15импульсов, задатчик 3, реверсивный,счетчик 4 импульсов, блок управления 5, регистр 6, цифроаналоговыйпреобразователь 7, элементы 2 И-НЕ 8и 9, триггер 10, инвертор 11, задатчик 12 длительности цикла, генератор 13 импульсов, реверсивныйсчетчик 14 импульсов, триггеры 15-19,инверторы 20-22 и элементы 2 И-НЕ23 и 24. 25Цифровой регулятор работаетследующим образом,В задатчик уставки операторомили каким-либо внешним автоматическим устройством заносится код заданного значения регулируемого параметра, после чего цифровой регулятор включается в работу. Цифровойрегулятор работает циклически,длительность цикла постоянна и определяется блоком управления. Передначалом каждого цикла измерения блокуправления 5 выдает импульсный сигналНачало цикла, по которому происходит занесение из задатчика уставки3 в реверсивный счетчик 4 кода заданного значения регулируемого параметра, а также происходит установка в состояние "1" триггера 10,в результате чего импульсы с 45выхода датчика 1 через Формирователь2 и второй элемент 2 И-НЕ 9 поступают на вход вычитания реверсивногосчетчика 4. При этом сигнал "0" синверсного выхода триггера 10 подается на второй вход первого элемента 2 И-НЕ 8 и блокирует прохождение импульсов от датчика 1 на входсуммирования реверсивного счетчика4, обеспечивая на входе суммирова. -ния уровень "1", что необходимо длянормальной работы счетчика в режимевычитания. Реверсивный счетчик 4 производит в течение заданной длительности цикла, определяемой блоком управления 5, вычитание числа импульсов входной частоты из кода заданного значения регулируемого параметра, вычитание ведется по передним фронтам импульсов на входе вычитания реверсивного счетчика 4. Если значение входной частоты меньше заданного Хо (,то за время циклаЗЮД 1содержимое реверсивного счетчика 4 не успеет уменьшиться до нуля и счетчик 4 в течение всего цикла будет работать в режиме вычитания.По окончании цикла устройство управления 5 формирует импульс "Конец цикла", по которому содержимое реверсивного двоично-десятичного счетчика 4 и состояние триггера 10 переписывается в регистр 6. Импульс "Конец цикла" формируется блоком упрарления 5 таким образом, чтобы в момент его появления переходной процесс в реверсивном счетчике 4 от действия очередного импульса входной частоты закончился, Сразу же по окончании импульса 1 Конец цикла" блок управления 5 формирует импульс "Начало цикла", и цикл работы цифрового регулятора повторяется. Блок управления 5 работает в периодическом режиме следующим образом. Перед началом очередного цикла работы в счетчик 14 по установочным входам Д -Д заносится из коо 8дового задатчика 12 код, задающий длительность цикла работы цифрового регулятора. Счетчик работает в режиме вычитания числа импульсов образцового генератора 13 со стабильным периодом повторения импульсов. Вычитание ведется по передним Фронтам импульсов, Когда в результате вычитания в счетчике .14 оказывается нулевой код, то на выходе заема с некоторым запаздыванием относительно заднего Фронта импульса на входе вычитания появляется "0".Этот сигнал синхронизируется с помощью схемы на Д-триггерах 15 и 16 с передним фронтом импульса входной частоты. Таким образом, передний фронт импульса на прямом выходе триггера 16 совпадает с передним фронтом импульса входной частоты. Поскольку счетчик 4 в цифровом регуляторе работает по задним фронтам импульсов входной частоты, а быстродействие счетчика достаточно высоко, то к моменту появления очередного переднего фронта импульса входной частоты переходной процесс в счетчикезакончится и его содержимое можно переписывать в регистр 6, Для этого по переднему фронту импульса на выходе триггера 16 с помощью схемы синхронизации на триггерах 17-19 и логических элементов 2 1-24 формируется одиночный импульс Конец цикла", равный по длительности паузе между импульсами образцовой, частоты. Со сдвигом на период образцовой частоты относительно импульса "Конец цикла" на выходе логического элемента 2 И-НЕ 23 формируется одиночный импульс "Начало цикла по которому производится запись уставки в счетчик 4 и установка в состояние "1" триггера 10. Далее цикл работы цифрового регулятора повторяется.С выхода регистра 6 код рассогласования и код знака подаются на цифроаналоговый преобразователь 7, формирующий аналоговый сигнал для управления исполнительным механизмом объекта регулирования. Если значение входной частоты больше заданного7 атэс,то за время цикла содержимое реверсивного счетчика успева:ет уменьшиться до нуля. При этом, когда на входе вычитания реверсивного счетчика 4 появляется "О", на выходе счетчика 4 с небольшим запаздыванием относительно заднего фронта импульса на входе вычитания формируется сигнал заема в виде 31 110 . Этот сигнал инв ертируется инвертором 1 1 и подается на вход принудительной установки в ноль ре в ерсив но го счетчика 4 , а также на тактовый вход триггера 1 О , в результате чего последний переходит в нулевое состояние , при этом на инверсном выходе триггера 1 О появляется " 1 ", которая разрешает прохождение импульсов входной частоты через первыйэлемент 2 И-НЕ 8 на вход суммирования реверсивного счетчика 4. На прямом выходе триггера 10 появляется"0", который блокирует прохождениеимпульсов входной частоты на входвычитания реверсивного двоично-десятичного счетчика 4 и одновременнообеспечивает наличие "1" на 10 этом входе, что необходимо длянормальной работы реверсивного счетчика 4 в режиме суммирования. Появ 1ление 1 на входе вычитания приводит , с некоторым эапаздыв анием , к 1 5 исчезновению " 0 " на выходе заема рев ер сив но го счетчика 4 и к исчезн ов е"нию " 1 " на выходе инв ертора 1 1 , при"нудитвльн о удержив авше го реверсивный двоично-десятичный счетчик 4 в .20 нулевом состоянии в течение всеговремени переключения счетчика изрежима вычитания в режим суммированияИспользование принудительной ус"тановки реверсивного двоично-деся- , 25 тично го счетчика в состояние нуляпозволя ет исключить сбои и ре вер сивком счетчике , связан ные с переходомсчетчика иэ режима вычитания в режим суммирования . С появлением оче- ЗО р едно го переднего фронта входнойчастоты на входе суммирования реверсивн о го счетчика 4 последний начин ает накапливать число импульсов домомента прихода сигнала с блока упра вления 5 "Конец цикла ", при этомчисло импульсов в реверсивном двоично -десятичном счетчике 4 , про порцион альное величине рассогласования ,и сигнал с выхода триггера 1 О , определяющий знак рассогласования , переписываются в ре гцстр 6 так же как и1в случае при Го ( Етаким образом, предлагаемое решение позволяет упростить цифровойрегулятор и повысить его надежностькак в результате исключения сбоевв реверсивном двоично-десятичномсчетчике, так и эа счет общегоуменьшения числа элементов в цифровом регуляторе.1182485 Составитель А. ЛащевТехред О.Неце Корректор ор К. Воло Ре ирохман аказ 6104/46 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 862ИИПИ Государственного к по делам изобретений и 35, Москва, Ж, Раушс Подписноемитета СССР открытий ая наб., д,