Программно-задающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) С 05 В 19/04 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ о СС69.СССР70 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ВТОРСНОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское св детельств С В 239406, кл. С 05 В 9/04, 192. Авторское свидетельство В 312242, кл. С 05 В 19/04, 19 (прототип).(54)(57) ПРОГРАКЯО-ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блок задания, цифровых данных, коммутатор участков программы, подключенный первым выходом к входу исполнительного блока, первый цифроаналоговый преоб разователь, соединенный первым выходом с первым управляющим входом генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности устройства, в него введены блок задания аналоговых дан ных, второй цифроаналоговый преобразователь, блок сумматоров и счет-, чик, разрядные выходы которого подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя, а выход переполнения - к уп равляющему входу коммутатора участков программы, счетный вход счетчика подключен к выходу схемы сравнения, выходы блока задания цифровых данных связаны с информационными входами первого цифроаналогового преобразователя, а входы - с вторыми выходами коммутатора участков программы, вторые выходы первого цифроаналогового преобразователя подключены к первым информационным входам коммутатора участков программы, третьим выходом подключенного к второму управляющему. входу генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому ф входу блока сумматоров, подсоединенного двумя выходами соответственно к второму и третьему информационным входам коммутатора участков программы, четвертые информационные входы Я которого подключены к первым выходам блока задания, аналоговых данныхвторым выходом подсоединенного кл второму входу схемы сравнения, второму входу блока-сумматоров и входу опорного сигнала второго цифроанало-, гового преобразователя, выход которого подключен к третьему входу блока сумматоров.40 50 Изобретение относится к автоматическому управлению и можетбыть использовано для задания программы проведения испытаний изделийили температурной обработки материалов.Известно программно-задающееустройство, содержащее блок заданияпрограммы, являющийся одновременно блоком памяти, управляемый генератор частоты, исполнительное устройство, блок управления, блок долговременной памяти, блок оперативной памяти текущего участка, схемусравнения, цифроаналоговый преобразователь 1 Д .Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройствос дополнительно введенным преобразователем угол поворота - код,вход которого соединен с выходомисполнительного механизма, а выходпреобразователя угол поворота - кодподключен к схеме сравнения 2,Недостатком известных устройствявляется понижение относительнойточности задания программы на начальных участках, связанное с конечнымчислом разрядов и малым уровнем опорного напряжения цифроаналоговогопреобразователя,Цель изобретения - повышениеточности устройства особенно на начальных участках программы. иПоставленная цель достигается тем, что в программно-задающее устройство, содержащее блок задания цифровых данных, коммутатор участков программы, подключенный первым выходом к входу исполнительного блока, первый цифроаналоговый преобразователь, соединенный первым выходом с первым управляющим входом генератора пилообразных импульсов, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, введены блок задания аналоговых данных, второй цифроаналоговый преобразователь, блок сумматоров и счетчик, разрядные выходы которого подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя, а выход переполнения - к управляющему входу коммутатора участков программы, счетный вход счетчика подключен к выходу сравнения, выходы блока задания цифровых данных свяО525ЗО заны с информационньми входамипервого цифроаналогового преобразователя, а выходы - с вторыми выходами коммутатор участков программы,вторые выходы первого цифроаналогового преобразователя подключены кпервым информационным входам коммутатора участков программы, третьимвыходом подключенного к второму управляющему входу генератора пилообразных импульсов, выход которогоподключен к первому входу блока сумматоров, подсоединенного двумя выходами соответственно к второму и третьему информационным входам коммутатора участков программы, четвертые информационные входы которогоподключены к первым выходам блоказадания аналоговых данных, вторымвыходом подсоединенного к второмувходу схемы сравнения, второму входу блока сумматора и входу опорногосигнала второго цифроаналоговогопреобразователя. выход которого подключен к третьему входу блока сумматоровНа Фиг. 1 изображена блок-схема программно-задающего устройства,на фиг. 2 - вариант конкретной егореализации,Устройство содержит блок 1 задания цифровых данных, коммутатор 2участков программы, исполнительныйблок 3, первый цифроаналоговый преобразователь 4, генератор 5 пилообразных импульсов, схему 6 сравнения, блок 7 задания аналоговых данных, второй цифроаналоговый преобразователь 8, блок 9 сумматоров исчетчик 10.На Фиг. 2 показано функциональное построение блоков и связь программно-задающего устройства с объектом управления.На Фиг. 2 дополнительно обозначены объект 11 управления, блок 12регистрации и сигнализации, исполнительный механизм 13, операционныеусилители 14, переключатели 15, цифроаналоговые преобразователи 16,счетчик 17 с контактами 171, 172,17, транзистор 18, реле 19-23 сконтактами 191, 19 2, 201, 20, 20,соответственйо, диод 24, конденсаторы 25, резисторы 26, потенциометры 27,Устройство работает следующимобразом.5 1 О 15 Программируется четыре последовательно сменяющих друг друга режи. ма: нагрев, стабилизация, охлаждение, останов.Перед началом работы устройства каждый режим задается следующими параметрами. Режим нагрева - скоростью нагрева, задаваемой н блоке 7 задания аналоговых данных в ви де аналогового напряжения и дискрет но в блоке 1 задания цифровых данных. Режим стабилизации задается двумя параметрами временем стабилизации и температурой стабилизации . Время устанавливается в блоке 1 задания цифровых данных, а,температура устанавливается в блоке 7 задания аналоговых данных. Температура стабилизации также устанавливается на регистрирующем приборе н блоке 12 регистрации и сигнализации. Режим охлаждения. задается скоростью охлаждения н блоке 7 задания аналоговых данных и в блоке 1 цифровых данных. Цифровые данные устанавливаются во всех трех режимах при помощи дискретных программных переключателей 15. Режим останов включается по завершении программы, ког. да полностью заполнится счетчик 10 и счетчик коммутатора 2 участков программы 17 (Фиг. 2).1В режиме нагрева от блока 1 задания цифровых данных дискретный сигнал поступает на первый цифроаналоговый преобразователь 4, с первого выхода которого напряжение проходит на первый управляющий вход генератора 5 пилообразных импульсов. С выхода блока 7 задания аналоговых данных опорное напряжение поступает на второй вход схемы 6 сравнения, На первый вход схемы 6 сравнения поступает пилообразное напра- жение с выхода генератора 5 пилообразных импульсов, В момент равенства напряжений схема сравнения вырабатывает счетный импульс, поступающий на вход счетчика 10 и второй уп. равляющий вход генератора 5 пилообразных импульсов. Пилообразное напряжение на выходе генератора становится равным нулю. Далее процесс Формирования пилообразных импульсов повторяется. При этом частота их прямо пропорциональна напряжению с выхода первого цифроаналогового преобразователя ч и обратно пропор 20 25 30 35 40 45 50 55 циональна опорному напряжению свыхода блока 7 задания аналоговыхданных, Амплитуда пилообразных импульсов прямо пропорциональна опор.ному напряжению с ныхода блока 7задания ацалогонь 1 х данных. На третий вход блока 9 сумматоров поступает ступенчатый сигнал от второгоцифроаналогового преобразователя 8преобразующего код состояния счетчика 10. В блоке 9 сумматоров происходит суммирование пилообразныхимпульсов, поступающих на первыйвход, со ступенчатыми сигналами,поступающими ца третий вход. Ампли"туда ступенек равна амплитуде пилообразных импульсов. В результате сложения в блоке 9 сумматоров получается плавное линейно измецяющееся напряжение, которое вычитается в этом же блоке из опорного сигнала (пропорционального напряжению стабилизации), поступающего ца второй вход блока 9 сумматоров. С выхода блока 9 сумматора линейно спадающий сигнал через коммутатор участков программы 2 поступает н исполнительный блок 3 (на блок 12 регистрации и сигнализации).В регистрирующий сигнализирующий блок поступает также сигнал от термопары, устацонленной на объекте 11, Суммарный сигнал, состоящий из сигнала, пропорционального температуре объекта и выходного сигнала программно-задающего устройства, на входе регистрирующего сигнализирующего блока сравнивается с заданным уровнем стабилизации, установленным в этом же блоке концевыми выключателями. При достаточно высокой начальной температуре объекта в начале программы (например, после сварки) суммарный сигнал на входе регистрирующего сигцализирующего блока будет превышать заданный уровень стабилизации. В таком случае из блока регистрации и сигнализации не будет поступать на исполнительный механизм 13 команда включения. Это будет продолжаться до тех пор, пока суммарный сигнал на входе блока 12 не станет меньше установленного уровня ста. билизации. С этого момента начнется программное управление объектом,В программно-задающем устройствев режимах нагрев, охлаждение, стаби.5О15 20 25 30 35 40 45 лизация счетчик 10 производит счет одного и того же количества импульсов, поступающих от схемы б сравнения.Для разных программ температура стабилизации может быть различной, поэтому необходимо при задании температуры стабилизации (в блоке регистрации и сигнализации) соответственно задавать пропорциональное температуре стабилизации опорное напряжение (в блоке 7 задания аналоговых данных). Это обеспечивает точное "сшиваний" дискретных ступенек (с выхода второго цифроаналогового преобразователя 8) с пилообразными импульсами (с выхода генератора 5 пилообразных импульсов),После заполнения счетчика 10 с его выхода импульс переполнения поступает на управляющий вход коммутатора участков программы 2, где по сигналу счетчика 17 и реле 20 включается режим стабилизации. Счет чик 10 снова начинает заполняться импульсами (происходит отработка времени стабилизации). Режим стабилизации осуществляется путем подачи с выхода программно-задающего устройства нулевого потенциала на вход исполнительного блока 3 (контактом 20 З реле 20), при этом регулирование идет по сигналу отклонения температуры объекта от заданной температуры стабилизации, установленной в блоке регистрациР и сигнализации. После окончания режима стабилизации импульс переполнения с выхода счетчика 10, поступающий на управляющий вход комму. - татора участков программы 2, включает режим охлаждения (реле 21). В этом режиме программно-задающее устройство вырабатывает линейно возрастающий сигнал (в блоке сумматоров 9 линейно изменяющееся напряжение не вычитается из опорного сигнала, пропорционального напряжению стабилизации). В блоке 12 регистрации и сигнализации суммарный сигнал, состоящий из сигнала, пропорционального температуре объекта, и выходного сигнала программно-задающего устройства, сравнивается с заданным уровнем стабилизации, В результате сравнения вырабатывается управляющий сигнал на исполнительныймеханизм 13. В режиме охлаждения сигнал от термопары уменьшается, а с выхода программно-задающего устройства увеличивается. В конце режима охлаждения (после заполнения счетчика 10) в коммутаторе участков программы 2 включается реле 22, которое своим контактом 22 Г выключает генератор 5 импульсов. Предложенное программно-задающее устройство повышает точность формирования программы на начальном и конечном "наклонных" участках (нагрев и охлаждение). Каждый участок программы формируется одним и тем же количеством ступенек, просуммированных с пилообразными импульсами. Количество ступенек определяется разрядностью счетчика 10 и второго цифроаналогового преобразователя 8, при этом уровень ступенек всегда равен амплитуде пилообразных импульсов (при изменениИ уровня стабилизации). При шести разрядах счетчика в известном устройстве погрешность выходного программного напряжения составляет 1,57. от максимально возможного на всех наклонных участках. Погрешность уменьшается поскольку)наклонные участки программы разбиваются на более мелкие участки с шестью, десятью, четырьмя ступеньками, просуммированными с линейно изменяющимися импульсами, в результате получаются практически линейные участки программы повышенной точности