Устройство для управления объектом

,ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(51) М, Кл".- О 05 В 19/18 аявлено 18,03.77 (2 458302/18 2 присоединением заявк Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретен А. филиппов фрунзенский политехнический институт 71) Заявнтел 4) УСТРО ДЛ АВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ результатыой величины Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам для управления объектом, и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами.Известно устройство для управления объектом, содержащее двухпозиционные датчики, счетчики, аналого-цифровые преобразователи с постоянным шагом квантования в каждом диапазоне измерения, вводные и выводные блоки, блоки памяти, управления и блок для арифметической и логической обработки данных 1.Недостатками устройства являются относительно низкое быстродействие, большая величина и разброс относительной погрешности результатов вычислений, необходимость передачи большого объема данных от объекта контроля и управления.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления объектом, содержащее группы датчиков, выходы которых соединены с соответствующими группами входов коммутатора, блок ввода, первый вход которого соединен с первым и вторым выходами коммутатора, арифметико-логический блок, выход которого соединен с первым входом блока вывода, блокпамяти, вход которого соединен с первым выхоДом блока ввода, блок управления, первый выход которого соединен со входомкоммутатора и со вторым входом блока ввода, причем второй вход и первый выход блока вывода соединены соответственно со втбрым выходом блока управления и со входомисполнительного блока, первый и второй1 О входы-выходы блока памяти соединены спервыми входами-выходами соответстВенноблока управления и арифметико-логическо- го блока, второй вход-выход которого соединен соответственно со вторым входом 15выходом блока управления и вторым выходом блока ввода, третий вход блока ввода,входы групп датчиков, выходы блока вывода и исполнительного блока являются соответственно входом устройства, группами входов устройства, первым и вторым выхо 2 о дами устройства 21,Использованный в устройстве аналогоцифровой преобразователь имеет постоянный шаг квантования и выдаетизмерения в значениях измеряеми потому устройство производит операцииумножения и деления соответственно умножением и делением, которые требуют большего времени, чем операции сложения ивычитания.Постоянство шагов квантования аналого-цифровых преобразователей, определяющих пилообразность относительной погрешности измерения по диапазону измерения (вначале каждого поддиапазона измеренияпогрешность выше, чем в конце его), приводит к значительной по величине относительной погрешности и к большему разбросу результатов расчета, избыточности количества результатов измерения и вычислений. 15Цель изобретения - повышение быстродействия, выравнивание и увеличение точности управления,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство содержит преобразователь аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов, блок логарифмирования и блок антилогарифмирования, причем первый, второй входы и выход преобразователя аналоговых величин в цифровыевеличины целочисленных логарифмов соединены соответственно с третьим выходомкоммутатора, с первым выходом блока управления и с первым входом блока ввода,первые входы блоков логарифмирования иантилогарифмирования соединены с первым выходом блока управления, третий ичетвертый выходы блока ввода соединенысо вторыми входами соответственно блокалогарифмирования и блока антилогарифмирования, первые и вторые входы-выходы которых соединены соответственно с третьим, З 5четвертым входами-выходами блока памятии с третьим, четвертым входами-выходамиарифметико-логического блока, а выход блока антилогарифмирования соединен с третьим входом блока вывода.Структурная схема устройства представлена на чертеже.Устройство для управления объектом содержит исполнительный блок 1, группы 2 - .4 датчиков, коммутатор 5, преобразователь6 аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов, блок 7 ввода, блок 8 логарифмирования, блок 9 антилогарифмирования, арифметико-логическийблок 1 О, блок 11 памяти, блок 12 управления, блок 13 вывода, группы 14 в : 16 входов,вход 17, первый 18 и второй 19 выходы.Устройство работает следующим образом.Устройство имеет группу 14 входов длянепрерывных, группу 15 для целочисленных и группу 16 входов для двоичных параметров типа да, нет. Непрерывные 55параметры поступают в соответствующиедатчики группы 2, которыми они нормализуются по величине 1 преврагцаются в напряжение определенной амплитуды) и по значению для последующего преобразования одним преобразователем 6. Целочисленные параметры фиксируются соответствующими датчиками группы 3, а двоичные параметры фиксируются датчиками группы 4 для передачи в блок 7 Арифметические операции производятся в арифметико-логическом блоке 10 со следующими особенностями. Если данная операция является сложением или вычитанием, то информация от преобразователя 6 предварительно проходит через блок 9 анти- логарифмирования, после чего она поступает в блок 10 для суммирования. Если этот аргумент от преобразователя 6 используется в последующих вычислениях, он одновременно поступает в блок 11. Если для рассматриваемой операции сложения или вычитания аргументом является результат предшествующих вычислений, то последний остается в арифметико-логическом блоке 10 неизменным, а если он получен в виде целочисленного логарифма, то предварительно пропускается через блок 9 антилогарифмирования, Целочисленные величины от датчиков группы 3, участвующие в данной операции, направляются непосредственно в арифметико-логический блок 1 О через коммутатор 5 и блок 7 ввода.Если производится операция умножения или деления, то информация от преобразователя 6 поступает через блок 7 ввода непосредственно в блок 1 О, а целочисленные величины от датчиков группы 3 через коммутатор 5 предварительно пропускаются через блок 8 логарифмирования, превращающий их в целочисленные логарифмы. Результаты промежуточных вычислений, проведенные в логарифмической форме и участвующие в данной операции, остаются в арифметика-логическом блоке 10 неизменными, а результаты вычислений, проведенные в самих значениях величин, предварительно пропускаются через блок 8 логарифмирования, т. е. при выполнении операций умножения и деления исходных величин они, будучи преобразованными в целочисленные логарифмы, складываются или, вычитаются в арифметико-логическом блоке 10. После последней операции результат вычислений, если он получен в логарифмическом виде, проходит через блок 9 антилогарифмирования и поступает либо в блок 13 вывода, либо в блок 11 памяти, Двоичная информация типа да, нет от датчиков группы 4 через коммутатор 5 и блок 7 ввода поступает в блок 11 памяти и далее в арифметико-логический блок 10, в которых и (совместно с блоком 12 управления) используется для принятия соответствующих решений. Изменение состояния объекта контроля и управления производится исполнительным блоком 1, получающим соответствующие сигналы. Коды от коммутатора 5 и преобразователя 6 проходят в арифметикологический блок 10 в зависимости от программы работы по сигналам вызова, приходягцим от блока 12 управления.Преимущества изобретения по сравне-нию с известным устройством состоят, вопервых, в увеличении быстродействия, достигаемого заменой операции умножения и деления соответственно операциями сложения и вычитания, во-вторых, в повышении и выравнивании точности результатов вы о числений, что для автоматизированной системы управления технологическими процессами приводит к повышению качества и однородности вырабатываемого ею продукта (данное свойство является следствием ис- пользования в изобретении равноточного по всему диапазону измерения преобразователя), в-третьих, в сокращении требуемого объема блока памяти, что является следствием использования равноточного преобразователя из-за отсутствия избыточных результатов измерения ими при заданной точности.Формула изобретенияУстройство для управления объектом, содержащее группы датчиков, выходы которых соединены с соответствующими группами входов коммутатора, блок ввода, первый вход которого соединен с первым и втозо рым выходами коммутатора, арифметикологический блок, выход которого соединен с первым входом блока вывода, блок памяти, вход которого соединен с первым выходом блока ввода, блок управления, первый выход которого соединен со входом комму татора и со вторым входом блока ввода, причем второй вход и первый выход блока вывода соединены соответственно со вторым выходом блока управления и со входом исполнительного блока, первый и второй входы - выходы блока памяти соединены с первыми входами-выходами соответственно блока управления и арифметико-логического блока, второй вход-выход которого соединен соответственно со вторым входом-выходом блока управления и вторым выходом блока ввода, третий вход блока ввода, входы групп датчиков, выходы блока вывода и исполнительного блока являются соответственно входом устройства, группами входов устройства, первым и в"орым выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, выравнивания и увеличения точности управления, оно содержит преобразователь аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов, блок логарифмирования и блок антилогарифмирования, причем первый, второй входы и выход преобразователя аналоговых величин в цифровые величины целочисленных логарифмов соединены соответственно с третьим выходом коммутатора, с первым выходом блока управления и с первым входом блока ввода, первые входы блоков логарифмирования и антилогарифмирования соединень 1 с первым выходом блока управления, третий и четвертый выходы блока ввода соединены со вторыми входами собтветственно блока логарифмирования и блока антилогарифмирования, первые и вторые входы -выходы которых соединены соответственно с третьим, четвертым входами- выходами блока памяти и с третьим, четвертым входами-выходами арифметико-логического блока, а выход блока антилогарифмирования соединен с третьим входом блока вывода.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Малиновский Б. Н, Цифровые управляющие машины и автоматизация производства; Машиностроение, М., 1963, с. 17.2. Каталог Комплекс технических средств М в 60 АСВТ - М, часть 1.4, НИИЦВМ, Северодонецк, 1972, с. 59.647656 Составитель Ф. ШагиахметовТехред О. Луговая Корректор Л. Васили Тираж 1014 Подписное Редак Заказ В. Чир/40 ная,ЦНИИПИ Государственно по делам изобрет13035, Москва, Ж.35,илиал ППП Патент, г.