Микропроцессорное устройство управления перегораживающим сооружением канала

)5 Е 02 В 13/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСН ссл едов аксной автосистембловский мелиоратитрудов12-19,СТРОИСТВОЩИМ СООРУ ельстс Изобретехозяйству и о ние относится к сел может быть использ ваноениягазации водор ых. системах то пред в ир при в о ции ител шенирасши жносема ораСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(46) 07.03.90, Бюл, В 9 (71) Всесоюзный научнотельский институт компл матизации мелиоративных (72) А.Л.Ильмер и В,И,Ш (53) 631347,1(088.8) (56) Автоматизация гидр ных систем: Сб. научных СевНИИГиМ. - Л., 1983, (54) МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕГОРАЖИВА 1 :ЖЕНИЕМ КАНАЛА)Целью изобретения является повые оперативности управления и рение,функциональных возмо й устройства,На фиг,1 представлена общая схема кропроцессорного устройства для равления перегораживающим сооружеем канала в увязке с технологическим оборудованием; на фиг,2 - сх водораспределения канала с перег живающими сооружениями; на фиг,3- схема водораспределения канала с перегораживающими сооружениями.Микропроцессорное устройство для управления перегораживающим сооружением канала включает модуль 1 процессора, имеющий блок 2 цифровых 80154 37 А 1 кому хозяйству к области мелиорациии ирригации. Цель изобретения - повышение оперативности управления ирасширение функциональных возможностей устройства, Для этого оно содержит модуль процессора и соединенныес ним модули аналоговых и дискретныхвходов, связанные с технологическимипреобразователями и датчиками, Устройство позволяет непосредственнона объекте изменить уставки регулирования и выбирать требуемый законавтоматического управления каждым изосновных элементов технологическогооборудования и процесса, 3 ил,входов, процессор 3, блок 4 цифровыхвыходов и блок 5 оперативной памяти,Устройство включает также модуль 6постоянной памяти, модуль 7 автоматического запуска, модуль 8 телемеханики и модуль 9 дискретных входов,Последний соединен с технологическими датчиками 10-1, 10-2, и ключами 11-1, 11-2, выбора программы,а модуль 12 аналоговых входов соединен с задатчиками 13-1, 13-2,и преобразователями 14-1, 14-2,технологических параметров, Модулианалоговых 15 и дискретных 16 выходов соединены с устройствами 17-1,17-2, управления технологическимоборудованием (шкафы управления, пускатели и т,п,) двигателей 18, свя-.занных с приводом 19 исполнительныхмеханизмов 20 (затворы, щиты и т,п,),регулирующих переток воды из верхнего 21 в нижний 22 бьефы перегоражи15483 3вающего сооружения, К модулям аналоговых и дискретных выходов посредством блока 23-1 управления перегораживающими сооружениями могут присоединяться блоки 23-223-45управления нижележащих участков, Управление осуществления по линии 24связи посредством приводов 19-119-4 исполнительных механизмов (зат,:ворон),Перегораживающие сооружения имеютопределенный набор датчиков (релейных сигнализаторов: концевые выклю,чатели, блок-контакты, температурныереле и т,п, - не показаны) и преобразователей (пропорциональное преоб,разование технологических. параметровв токовый сигнал, частоту, код, напряжение), основными из которых яв-ляются преобразователи 14-3, 14-1 и14-2 соответственно уровней. (напол,нения) воды верхнего и нижнего бьеФов и положения (величины открытия)затвора, Могут использоваться и другие преобразователи, например, рас,хода,Модуль 6 постоянной памяти содержит (фиг,З) блок 25 координации(показан в виде функциональных элементов 25-125-5), блок 26 управления, дополнительные блоки 27-1 и 27-2управления режимами запо.пнения, дополнительные блоки 28-128-5 управления для формирования величины отклонения и дополнительные блоки29-129-3 управления законами регулирования, Дополнительные блокиуправления снабжены на входах переключателями 3032, имеющими управляющие элементы 3335;, Кроме того,модуль 6 постоянной памяти включаетблоки 3638 регулирования, которыесвязаны между собой с ячейками 3942 уставок и ячейками 43..45 данных 45блока 5 оперативной памяти,Особенности компоновки и оборудования перегоражива 1 ощих сооруженийпредопределяют возможность десятковсхем блоков и вариантов программ управления ими, Микропроцессорное устройство упрощает управление тем, чтоэто многообразие обобщается небольшим числом элементов техпроцесса,основные иэ которых: защита от пе 55реполнения, режим начального заполнения канала, формирование величиныотклонения режима и управляющеговоздействия, а также (иногда) распределения регулирования между несколькими затворами многопролетного сооружения (эти элементы техпроцесса имеют ограниченное число известных вариантов реализации, обычно 2 или 3),Именно такой концепции построения соответствует структура блоков управления (Фиг,З), содержаших блок 26-1 управления защитой, блоки 27-1 и 27-2 управления режимом заполнения канала соответственно снизу и сверху, блоки 28-128-5 управления дпя формирования величины отклонения по всем известным схемам (способам) управления: стабилизация уровней верхнего и нижнего бьефа, стабилизация перепада и отношения отклонений уровней и другие, Аналогично этому построены блоки 29-129-3 вариантов законов регулирования: пропорциональный, пропорционально-дифференциальный, пропорционально-дифференциально-интегральный, Блоки других элементов технологического процесса, в частности распределения регулировок между затворами, не показаны, они присоединены аналогично,Схемы и алгоритмы работы всех блоков управления известны, Они сравнивают значения фактических данных о параметрах режима, состоянии оборудования и расчетные величины, которые блок 25 координации определил (по результату опроса датчиков 10-1, 10-2 и преобразователей 14-114-3) и зафиксировал в ячейках 4345 данных, со значениями, зафиксированными в ячейках 3942 уставок, Величины-условия, которые не могут изменяться, записаны при программировании, а те величины, которые могут корректироваться, заносит блок 25 координации по результату опроса ,задатчиков 13 1, 13-2, (или блок 8 телемеханики). Если по результату сравнения изменять состояние оборудования не трубется, тогда осуществляется переход к очередному блоку управления, в противном случае соответствующий блок 36, 37 или 38 регулирования выдает команду на предусмотренную изменяемую операцию техпроцесса, Переход к очередному блоку управления производится после выполнения этой операции, что Фиксируется10 15 25 30 35 40 45 50 55 по изменению в соответствующих ячей-.ках 4345 данных,Ключи 11-111-3 выбора программы через блок 25 координации и соответствующие управляющие элементы3335 однозначно определяют положение переключателей 3032Этообеспечивает возможность выбратьодин (иэ десяти возможных) вариантсхемы управления перегораживающимсооружением .(и каналом в целом) путем переключения нескольких ключейвыбора программ, Одной ячейке с 39по 45 (фиг,З) фактически может соответствовать несколько машинных ячеекс полным набором данных, необходимых дпя работы связанного с этимиячейками блока управленияУстройство работает следующим образом,Перед включением в работу в соответствии с особенностями компановкии конкретного состава оборудованияданного перегораживающего сооружения устанавливается положение ключей11-111-3 выбора программы и задатчиков 13-113-3. После включения питающего напряжения модуль 7автоматического запуска включает вработу модуль 1 процессора и устройство начинает работу по программе,записанной в модуле 6 постоянной памяти, Приэтом осуществляются, вчастности, следующие операции,Блок 25-2 координации (фиг,З) через модуль 12 аналоговых входов опрашивает технологические преобразователи 14-114-3 и датчики 10-1 и10-2 и соответствующие значения заносят в ячейки 4345 данных, Блок25-3 опрашивает ключи 11-111-3выбора программы и устанавливает переключатели 30.32 в положение, которое соответствует выбранной дляданного объекта схеме автоматизации.Блок 25-4 опрашивает задатчики 13-113-4 и установленные при наладкесоответствующие значения заносит вячейки 3942 уставок, После этогоблок 25-5 координации включает в работу блок 26-1 управления (защитаверхнего бьефа от переполнения), который сравнивает сигнал с выходаячеек данных 43 и уставок 39, Еслииз сравнения следует, что уровень воды в верхнем бьефе не превысил установленное значение, тогда управлениепередается очередному блоку 27-1 или 27-2, если превысил, тогда блок 26-1через блок 36 регулирования и модуль16 дискретных выходов включает устройство 17-1 управления, .котороеоткрывает затвор 20 (через двигатель18 и привод 19). Этот процесс продолжается до тех пор, пока фактический уровень воды в верхнем бьефе(значение из ячейки 43 данных) неснизится до установленного (в ячейке39 уставок),Выбранный переключателем 30 блок,например 27-2 (заполнение сверху),сравнивает фактический уровень водыв верхнем бьефе (из ячейки 43) сзаданным в ячейке 40 минимальнымзначением, Если первая величина больше (канал работает), управление передается очередному блоку, если меньше (канал только наполняется), тогда блок 27-2 управления через блок 37 регулирования обеспечивает полное закрытие затвора, 20Такое состояние сохраняется до тех пор, покаверхний бьеф не заполнится (значение уровня в ячейке 43 не превысит значение в ячейке 40), после чего устройство переходит в основной режим работы, когда управление передается выбранному переключателем 31 блоку 28, например блоку 28-3 (стабилизация перепада уровней между бьефами), Блок 28-3 сравнивает разность уровней в ячейках 43 и 45 с заданным в ячейке 41 значением, определяет величину отклонения и передает управление выбранному переключателем 32 блоку, например блоку 29-1, Последний сравнивает полученное значение величины отклонения с заданным значением зоны нечувствительности (из ячейки 42). Если отклонение меньше, регулировка не производитсяи управление передается блоку 25-1 координации, если же режим водораспределения вышел за уста новленные пределы (отклонение больше), тогда управление передается блоку 38 регулирования, и последний прикрывает или открывает (направление действия определяется знакомразности отклонения и уставки) затвор 20 до тех пор, пока не выполняется установленное соотношение сигналов с ячеек данных 43 и 45 и уставок 41 и 42, после чего управлениепередается блоку 25 координации, Далее весь процесс повторяется, обеспечивая заданную работу перегораживающего сооружения (в режиме локального авторегулятора) и канала в целФм (в режиме каскадного регулирования),Таким образом, обеспечена возможн 1)сть комплектной поставки устройства с универсальным программным обеспечением, исключены затраты на разработку, отладку и ввод специальнойпрограммы для каждого перегораживающего сооружения, Устройство позволяетбь 1 стРо, пРостор пРактически без затрат и непосредственно на объектечизменить как уставкй регулирования,так и способ автоматического управлен я по каждому из основных элементов(операций) технологического процессараздельно, необходимо только иметьсоответствующие датчики и преобразователи в составе перегораживающегосооружения канала,10 20 Экономическая эффективность при применении устройства проявляется, главным образом, в исключении затрат на индивидуальную (для каждого перегс)раживающего сооружения) разработку м тематического обеспечения, . 30 Формула изобретенияМикропроцессорное устройство упрввления перегораживающим сооруженьем канала, включающее модуль микропроцессора, выполненный в виде блока цифровых входов, подключенных к блоку процессора, имеющего двустороннюю связь с блоком цифровых выходов и с 40 бл)оком оперативной памяти, модули автоматической записи и телемеханики, подключенные к блоку цифровыхвходов, а также подключенные к соответствующим входам блока цифровыхвходов выходы модулей аналоговых идискретных входов, к входам первогоиз которых подключены технологические преобразователи положения исполнительных элементов, а к второму -датчики процесса водораспределенияна канале, а также включающее модулианалоговых и дискретных выходов сподключенными к ним блоками управ-ления технологическим оборудованием,и модуль постоянной памяти, включающий блок координации и блоки управления записью в ячейки данных блокаоперативной памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше ния оперативности управления и расширения функциональных возможностейустройства, оно снабжено ключами выбора программ технологического процесса, подключенными к соответствующим входам модуля дискретных входов,задатчиками технологических параметров, подключенными к соответствующим входам модуля аналоговых входов,а модуль постоянной памяти снабжендополнительными блоками управлениязаписью в ячейки данных блока оперативной памяти, число которых соответствует количеству ключей выборапрограмм технологического процесса,входы которых подключены к блоку координации и к ячейкам данных блокаоперативной памяти, а выходы связаны с переключателями, управляющиеэлементы которых через блок координации и модуль дискретных входов подключены к ключам выбора программы технологического процесса,-г Составитель Г,Пара Техред М.Моргентал рректор Т.Палий Н,Рогули Ред Подпис каз 146 КНТ ССС В тениям и открытиямская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент" дарственного ком113035, Мос Тираж 528ета по иза, Ж,город, ул. Гагарина, 101