Цифроаналоговый электропневматический преобразователь

(56) Авто прои 1985 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 441649 7/24-2426.О 4.8815.О 6,9 О. Бюл. Р 22Ю.Д.Амоль, 11,Р.Тучинский,угаенко и В.И.Челнаков681.325.53-525(О 88.8)Тучинский И.Р., Родных И.В,атизированные системы управленводством олеАинов. 11.: Химия,с. 233-234, рис. Ч 111-14,15.(57) Изобретение относится к приборо. -строению и предназначено для использования в системах управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия преобразования. В преобразователе дополнительно установлены второй пневматический блок развертки 15,второй пневмоэлектрический эл-т срав 51)5. С 06 С 5/00 С Об Э 7/00 нения 13, второй пневматический элемент памяти 1, состоящий из клапана 3, емкости 5 и повторителя 7, пневматический переключатель 9, второй и третий триггеры 1 О и 12, элемент ИЛИ 1 Т, выход первого блока развертки 16 связан с входом клапана 3, выход повторителя 7 связан с информационным входом переключателя 9, другой информационный вход которого связан с каналом задания, а выход - с входом клапана 4 элемента памяти 2, выход элемента памяти 2 связан с преобразователем. Выход элемента ИЛИ 11 связан с управляющим входом клапана 4 элемента памяти 2 и его вход связан с выходами второ-го и третьего триггеров 14 и 17. Вход зле- Е мента сравнения 13 связан с выходом триггера 1 О, а его выход - с управляющим входом переключателя 9. Элемент сравнения 13 одним входом связан с блоком развертки 15, вход кото- Б1571621 рого связан с вьиодом блока 16. Вторым входом элемент 13 связан с Р- и С-каналами задания нижнего уровня, а выход соединен с первыми входами триг 5 геров 17 и 10,вход триггера 1) связан с первь 1 м каналам переключения Изобретение относится к приборо,строению и предназначено для использования в системах управления технологическими процессами, реализуемымина базе управляюпщх вычислительныхмашин (УВМ) и средств пневмоавтоматики.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия.На чертеже представлена структурная схема циФроаналогового электропневматического преобразователя.Основой преобразователя являетсямодуль преобразования ИП. Иодулей ИП 25может быть любое количество, На чертеже приведена схема ИН 1 и показанылинии, идущие на другие ИП. Модуль МП.содержит. два пневматических элементаи 2 памяти, состоящие из клапанов 3 30и 4, емкостей 5 и б, повторителей 7и 8, причем повторитель 8 - мощный,так как его выходной сигнал являетсявыходом преобразователя.Между элементами 1 и 2 расположенпневматический переключатель 9, имеющий два положения А и, Б. В положенииА выход элемента 1 подается на вход.:элемента 2. В положении Б на входэлемента 2 подается внешний аналоговый сигнал РзаАКоманду 8 на переключатель подаеттриггер 10 с раздельными входами Я,и Я . Сигнал Яз поступает с кодовогойвхода преобразователя, а сигнал Я - 45внешний,Клапаны ) и 4 управляются от .дискретного элемента ИЛИ 11. Команда 8поступает с элемента И 11, на которыйпоступает команда Я, и 8 с триггеров 10 и 12. Триггер 12 выполнен сраздельнымивходами, команда 8 поступает с .элемента 13, сравнения.В модуле МП расположен пневмоэлектрический 14 элемент сравнения, навход которого поступает сигнал Рс выхода повторителя 8 и сигнал Р р,поступающий с второго пневматическогоблока 1 развертки, а выход Я элепреобразователя, а вторые входы триггера 12 связаны с соответствующимигруппами кодовых входов,преобразователя Точность преобразования составляет 1,57. по сравнению с точностьюпрототипа 3,5 Е. 1 ил. мента 14 является измерительным сигналом.Вход развертки 15 соединен с выходным сигналом РР первого пневматичесР 1кого блока 16 развертки. Кроме того, сигнал Р поступает на вход элеменРта 1. Выходной сигнал Р р, блока 15 поступает на один из входов элементов 13 и 14, на другой вход элемента 13 подается внешний сигнал ограничения по низу Р.Управление блоком 16 осуществляется сигналом 8 с выхода тригге 11ра 17, на вход которогопоступают сигналы 8 с элемента 13 и 8 с кодового входа преобразователя. Сигнал на переключатель 9 подается с триггера 1 О.На другие модули МЛ поступают сигналы Яэу б17 Р ф рОписанное. устройство реализовано в конкретном случае на следующих стандартных элементах: в качестве УВМ использована микроЭВМ "Электроника 60", каналы приема и выдачи инФормации которой выполнены на плате параллельного интерфейса И 2.Для пневматических узлов и элементов использованы элементы системы "УС ЭППА". Лля электрических элемен-, тов взяты микросхемы серии К 155, В качестве элементов сравнения и управления использованы элементы ЭСи ЭУ.Указанная реализация является единственной, Указанные узлы и элементы могут быть реализованы на ЭВМ другого типа, микросхемах других типов или на транзисторных схемах, вместо элементов УС ЭЛЛА могут быть использованы пневмоэлементы Других типов, Выполняемые Функции этих стандартных элементов должны соответствовать предлагаемому устройству.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии сигналы Р , и Р р равны максимальному значению,45 с объектом, исключения индивидуальныхпреобразователей, введения дополнительных режимов работы.Формула изобретения первый пневмоэлектрический элемент,сравнения связан одним из своих вхо 5 1571621причем Р Рд=РР +д. Сигнал Р,Р, немногобольше верхнего значения диапазона изменения Р ,д, например, приизменении Рв в диапазоне 0,21,О кгс/см значение РР может быть1,1 кгс/см, а дд),05 кгс/см.Значение Р несколько меньше нижннего значения диапазона измененияР например, при указанном диапазоне Р =0,15 кгс/см. При других диапазонах Р ц значения Р , й, Ри будут1другие.В исходном состоянии Б 7 ) ф Я ф фгут быть получены после инвертирова -ния и преобразования сигналов Б и Б,Клапаны 3 и 4 работают в противоФазе. Клапан 3 в исходном состоянии 20открыт, клапан 4 закрыт, На выходеповторителя 7 давление Р р , котороефчерез переключатель 9, находящийсяв положении А, поступает на вход элемента 2,(на вход клапана 4). В емкос.ти 6 запоминается какое-то давлениеР , полученное в предыдущем циклевьюработы ЦАП. К началу цикла известныуравнения, по которым изменияются вцикле РР и РР ЗОЦикл начинается подачей кратковременного импульса Б, =1 (в момент времени Г.р). По переднему фронту этогоимпульса срабатывает триггер 17 изапускает блок .16 развертки, выходной35сигнал которого Р Р начинает уменьшаться (см. Лиг. 2), Так же начинаетизменяться и Р Р . Так как давлениеРР через клапан 3 свободно проходитв элемент 1, то на входе элемента 2изменяется давление синхронно с Р Р .Перед началом цикла по уравнениюизменения Рр рассчитывается время сначала цикла до момента, когда давление Р Р, станет равным Рд, заданномудля 1(АП.,В этот момент времени г., подаетсяимпульсом сигнал Б =1, срабатываеттриггер 12. Сигналы Би Бстановятся равными 1, БКлапан 3 закрывается, отсекая в емкости 5 давление Р Р, равное в этот момент Р.,клапан 4 открывается и это давлениепроходит в емкость 6 и на выходе становится РВ,-Рцд-Р ьх .Сигнал Р блока 16 развертки про- Р 1должает изменяться, при этом изменяется и сигнал РР, блока 15. Так какР отстает от Р Р на величину Д, то 6элемент 14 сравнения срабатывает в момент времени Спри равенстве Р 11 и Р. в этом жецикле, Б, становитсяйравйым 1, и момент его появления С зафиксирует ЭВМ с помощью канала 2.При дальнейшем уменьшении сигналов Р Р и РР и в момент временисигнала Р Р становится равным Рн, на выходе элемента 13 сигнал Б 7 становится равным 1. Срабатывают триггеры 17 и 12, сигналы Б ,Б,Б,. становятся опять равными О. Блок 16 выключается и РР , РР становятся равными максимальному значению, Б становится равным 1, клапан 4 закрывается, в емкости 6 запоминается сигнал Р клапан 3 открывается и давление РР7 проходит в емкость 5.Теперь по уравнению изменения Р Р и времени срабатывания элемента 14 рассчитывается замеренное давление Р. На этом заканчивается цикл длительностью Т, в котором произошло преобразование када в памяти ЭВИ, соответствующего заданию Р цд в сигнал Р , и измерение этого сигнала, В этом же цикле срабатывают все модули ИП., если на них с УВМ поступает команда управления Б .Если по какой-то причине необходимо на выход одного из МП подать сигнал извне, то подается кратковременно сигнал Б , триггер 10 переходит в состояние Б,=1, клапан 3 закрывается, клапан 4 открывается, переключатель 9 переходит в положение В и сигнал Рпроходит на выход элемента 2.Точность преобразования устройства составляет 157 по сравнению с точностью прототипа 3,6 Х.Э 44 ект достигается за счет сокращения количества устройств связи УВМ Цифроаналоговый электропневматический преобразователь, содержащий первый пневматический элемент сравнения, первый блок пневматической развертки, первый пневматический элемент памяти, состоящий из последовательно соединенв 7 х клапана, емкости иповторителя, и первый триггер, причемЗаказ 1514 , Тираж 555 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5) Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 дов с выходом преобразователя, а вы-.ходом - с выходом окончания циклапреобразования преобразователя, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыиения точности и быстродействия, преобразователь дополнительносодержит второй пневматический блокразвертки, второй пневмоэлектрическийэлемент сравнения второй пневматический элемент памяти, идентичныйпервому пневматическому элементу памяти, пневматический переключатель, второй и третий триггеры и элемент ИЛИ,причем выход первого пневматическогоблока развертки связан с входом клапана второго пневматического элемента памяти, вьиод повторителя которогосвязан с первым информационным входомпереключателя, .второй инФормационныйвход которого связан с аналогичнымпневматическим каналом задания, авыход переключателя связан с входомклапана первого пневматического элемента памяти, выход повторителя которого связан с выходом преобразователя,. выхрд элемента ИЛИ связан с управляющим входом клапана второго пневматического элемента памяти, включенногов противофазе с клапаном первого пневматического элемента памяти, и еговходы связаны с вйходами второго итретьего триггеррв, выход третьеготриггера связан с управляющим входомпневматического переключателя, приэтом второй пневматический элементсравнения одним входом связан с выходом второго пневматического блока разверткИ, вход которого связан с выходом первого пневматического блока развертки, вторым входом второй пневмозлектрический элемент сравнения связан с каналом задания нижнего уровнявыходного сигнала и выход этого элемента соединен с первыми входами первого и второго триггеров, первый входтретьего триггера связан с каналомпереключения, преобразователя, а вторые входы всех указанных триггеров соединены с соответствующими группамивходов преобразователя.