Устройство для программного управления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социанистических Республик.(51)М К 3 с присоединением заявки йо, -6 05 В 19/18 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 230481(72) Авторы изобретения Н.П.Шевченко, Л.С, Васин, А. Н. Липавский, А. К.Давыденков, В.Ф.Маркелов, Ф.Г.Леенсон и Г.П.филипчев сковское специ ИБО "Нефте явитель ьное конструкторскомавтоматика" ЪЬ ГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ 54) УСТРОИСТВО являетсяЭто объо анд на 20адаИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для программного управления хроматографическим анализом.Известно устройство для программного управления хроматографическим анализом, содержащее блок управлейия блок задания скорости изменения тем" пературы, блок установок температуры и блок выдержки времени, причем блок управления подключен ко входу блока задания скорости изменения температуры, блока выдержкн времени и блока установок температуры другой вход которого связан с выходом блока задания скорости изменения температуры, а выход подсоединен к другому входу блока выдержки, подключенного выходом ко входу блока з ния скорости изменения температу ры Щ,Недостатком этого устройства является то, что оно обеспечивает только одну Функцию программного управления хроматографическим анализом - программирование по временнощр графику температуры колонок хроматографа.По основному авт.св. Р 742876.из" .еесмао устройство, содержащее после- ЗО довательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, счетчик и блок задания программ, выходы которого через основные элементы И подключены к триггерам, другие входы основных элементов Й соединены с выходом делителя частоты, последова-. тельно .соединенные элементы ИЛИ, преобразователь и блок памяти, а также,по числу триггеров - дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с другими выходами делителя частоты, вторые вхоцы - с выходами триггеров, а выходы - со входами элемента ИЛИ 21.Недостатком устройстванизкая точность управления ясняется тем, что выдача к м включение и выключение узлов хроматографа, например переключателя пределов измерения, колонок и вычислительного устройства осуществляется только по временному графику, без учета изменения времени выхода хроматОграфических пиков. Время выхода их нестабильно и зависит от относительной концентрации компонентов, .изменения температуры, расхода газа- носителя и некоторых других дестабилизирующих факторов.Устройство для программного управления обеспечивает подачу команд на включение и выключение исполнительных устройств в соответствии с установленной программой, при которой подача команд во времени остается неизменной.5Цель изобретения - повышение точности устройства.Эта цель достигается тем, что в устройство для программного управления введены последовательно соединен ные блок определения экстремума, компаратор и два триггера, а также третьи четвертые дополнительные триггеры и по их числу - вторые и третьи дополнительные элементы И, первые входы 15 вторых дополнительных элементов И соединены с другими выходами блока задания программы, вторые входы - с выходом первого дополнительного триггера, а выходами - со входами третьих 20 и четвертых дополнительных триггеров, выходы третьих дополнительных триггеров соединены с первыми входами третьих дополнительных элементов И, вторые входы котоРых соединены с выходом второго дополнительного триггера, а выходы - со вторыми входами четвертых дополнительных триггеров;На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для программного управления, на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.Оно содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3, блок 4 задания Программы, содержащего временные шины (,единиц секунд, де- З 5 сятков,секунд, единиц минут, десятков минут), основные элементы И 5-8, первые дополнительные элементы И 9, 10, элемент ИЛИ 11, преобразователь 12, блок 13 памяти, основные тригге ры 14 и 15, вторые дополнительные элементы И:16 и 17, третьи дополнительные элементы И 18 и 19, блок 20 определения экстремуйа, компаратор 21, .первый 22 и второй 23 дополнительные триггеры, третьи 24, 25 и четвертые 26, 27 дополнительные триггеры и генератор 28 одиночных импульсов. Другие выходы делителя 2 частоты соединены со входами дополнительных элементов И 9, 10, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ.На фиг, 2 а изображен непрерывнойлинией сигнал О представляющийхроматографические пики, а пунктирной линией изображен тот же сигнал, но задержанный блоком запаздыванияна время Ф, т.е. сигнал О(с-Ф),Зависимость и значение производнойопределяется как разность между 60с(1исходной функцией О и задержанной О(й. На фиг.2 Г показано изменение производной в соответствии с изЙО3 Ь менением функции О(с), на фиг.26/изменение выходного (управляющего сигнала компоратора в соответствии с изменением производной.Устройство работает следующим образом.При включении начинает работать генератор 1 импульсов, а делитель 2 частоты и счетчик 3 находятся в запретном состоянии. При нажатиикнопки "Пуск" импульс с генератора 28 одиночныхимпульсов поступает на делитель 2 частоты и счетчик 3, снимается запрет и начинается отсчет времени. Уровни напряжений со счетчика 3 поступают на блок 4 задания программ и, в зависимости от того, какие его цепи будут скоммутированы со входами основных элементов И 5 и 7, включают триггеры 14 и 15.В процессе хроматографического анализа от детектора (.на чертеже не показан) на вход блока 20 определения экстремума поступает сигнал О(е), отражающий концентрации компонентов анализируемой смеси в виде пиков представлены непрерывной линией на фиг.2 сз), появляющихся в различное время. При этом на выходе блока 20 появляется сигнал, отражающий изменение производной (фиг.261йцД,С При переходе функцией О(с) экстремального значения по максимуму, т.е. от возрастания к убыванию, производ- ная переходит через нуль - от положительного к отрицательному значению. При этом срабатывает компаратор 21 и скачком выдает отрицательный сигнал (фиг.2 Ь) - команды управления (например, команды для запоминания амплитудного значения нужного пика из хроматографического спектра).При подключении между выходом компаратора 21 и входом триггера.22 . переключателя и инвертора обеспечивается выдача команд управления, соответствующих экстремальным точкам по максимуму.При этом представляется возможным фиксирование амплитудных значений сигналов пиков анализируемой смеси, запоминания их с помощью отдельного блока памяти, аналогичного блоку 13 памяти, и испольэовать запомненные сигналы для управления. Вспомогательные цепи (остановка, сброс и др.) и упомянутые блоки переключатель, инвертор, дополнительный блок памяти), а также евязи между ними на .чертеже не показаны.При переходе функцией экстремального значения по Минимуму от убывания к возрастанию производная переходит через нуль от отрицательного к положительному значению и компаратор 21 скачком выдает положительный сигнал управления (,фиг.2 Ь), используемый для команд на переключение колонок, переключение пределов измерения и других операций.Триггер 22 запускается положительными импульсами, полученными с выходного сигнала компаратора 21, Выходной сигнал (импульс) триггера 22 поступает на элементы И 16 и 17, На другие входы элемента И 16 поступают сигналы по цепям десятков минут, единиц минут и десятков секунд. Цепи для передачи сигналов единиц секунд с делителя 2 частоты к элементу И 16 не подключаются. При этом т.е. при наличии уровней напряжения на остальных входах элемента И 16срабатывание элемента И 16 происходит за счет поступающего импуль са с триггера 22 всегда в момент времени прохождения экстремума. Временные команды, поступающие на элемент И 16 с шин десятков минут, единиц минут и десятков секунд блока 4 2 О задания программ обеспечивают выбор из спектра хроматографических пиков, только тех пиков, которые необходимы для регулирования, управления, переключения диапазонов, запоминания, обсчета и передачи информации на ЭВМ, задействованных в АСУ. Установка в блоке 4 задания программ численного значения десятков секунд определяется пределом возможного диапазона перемещения времени выхода хроматографических пиков.При срабатывании элемента И 16 его выходной сигнал поступает на вход триггера 26 и происходит включение (в других случаях переключение исполнительного устройства. Одновременно выходной сигнал элемента И 16 поступает на вход триггера 24, выходной сигнал (уровень) которого поступает на вход элемента И 18, а на вто рой его вход поступает сигнал импульс ) с выхода второго дополнительного триггера 23. Выходной сигнал триггера 23 появляется при прохождении второго экстремума, т.е, очередного экстремума по минимуму. При этом происходит срабатывание элемента И 18, и триггер 24 возвращается в исходное состояние, отключения (или переключения ) исполнительного устрой ства.Таким образом от сигнала очередного экстремума по минимуму происходит одновременное точное отключение ( так как в этой точке выход компонента окончен) и своевременное включение исполнительного устройства для измерений пика очередного компонента.Так как выходы части основных триггеров 14 и 15 соединены с первыми входами элементов И 9, 10, а вторые 6 О их входы, соединены с соответствующими выходами делителя 2 частоты, то в зависимости от установленной программы, на элемент ИЛИ 11 поступают импульсы соответствующей частоты, что определяет скорость подъематемпературы.Выходные сигналы элемента ИЛИ 11поступают на преобразователь 12,подключенный ко входу блока 13 памяти. Выходной сигна блока 13 памятирастет пропорционально числу импульсов, поступающих на преобразователь12 числа импульсов в электрическомнапряжении. Возрастающее выходноенапряжение с блока 13 памяти используется как сигнал управления, поступающий на вход усилителя терморегулятора (на схеме не показан),Таким образом, при управлении хроматографическим анализом с помощьюпредлагаемого устройства обеспечивается повышение точности измерениясостава анализируемых веществ, а следовательно и более точное значениеуправлянщих сигналов регулированиятехнологических процессов на производственных линиях. Это позволяетповысить качество продукции, выпускаемой в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической.и других отраслях промышленности,где применяются прожшленные хроматографы.,Формула изобретенияУстройство для программного управления по авт.св. 9742876, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, а цепью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные блок определения экстремума, компаратор, первый дополнительный триггер и второй дополнительный триггер, а также третьи и четвертые дополнительные триггеры и по их числу - вторые и третьи дополнительные элементы И, первые входы вторых дополнительных злемс нтов И соединены с другими выходами блока задания программы, вторые входы - с выходом первого дополнительного триггера, а выходами - со входами третьих и четвертых дополнительных триггеров, выходы третьих дополнительных триггеров соединены с первыми входами третьих дополнительных элементов И, вторые входы которых соединены с выходом второго дополнительного триггера, а выходы - со вторыми входами четвертых дополнительных триггеров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9498608, кл.2 О 05 О 23/19, 1974.2; Авторское свидетельство СССРР 742876, кл. 0 05 0 23/13, 12.08.77Тираж 940 сударственного м изобретений и а, ЖРаушск Подпи оноемитета СССРткритиЯнаб., д. 4/5 .