Система автоматического управ-ления технологическими обектами

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 807210 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. У(д.з с присоединением заявки Нов 6 05 В 15/02а 05 В 19/403 Государственный комитет С СС Р по делам изобретений н открытий( 54 ) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначенс для использования в системах непосредственного цифрового управления (НЦУ) технологическими процессами, например на предприятиях химической промышленности. Данная система может быть использована в автоматизированных системах, в которых одна управляющая вычислительная машина (УВМ) заменяет все управляющие устройства классического типа. Получая от датчиков комплекс информации о величинах, соответствующих различным параметрам производственного процесса (давлению, температуре, уровню и т.д.), УВМ определяет величины рассогласований между необходимыми и действительными значениями каждого параметра и, в зависимости от величины этих рассогласований вырабатывает управляющие воздействия, поступающие на входы исполнительных механизмов,Известны системы, содержащие устройства, которые включают пульт оператора, УВМ, коммутаторы, запоминающие устройства, исполнительные меха,низмы 1). Основным недостатком вышеуказанных устройств является их недостаточно высокая надежность иэ-за отсутствия контроля эа выходным сигналом,поступающим из УВМ,Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой являетсясистема автоматического управления(с пряьым цифровым управлением), со 1 О держащая последовательно соединенныевычислитель, ключ и аналоговое запоминающее устройство, выход которого через интегрирующий блок соединенс исполнительным механизмом (2.15Недостатком такой системы являет"ся, то что существуют ситуации, когда вычислитель может обнаружить своюошибку лишь после выдачи управляюще 20 го воздействия, например выдача управляющего воздействия не по своемуканалу регулирования, что приводитк нарушениям технологического процес"са и к авариям.25 Кроме того, для обнаружения многих ошибок в работе УВМ (напримерошибка адресации, зацикливание ит,д,), приводящих к нарушению нормального режима работы системы НЦУ,30 требуется затратить большой объемоперативной памяти и машинного времени, что экономически неэффективно.Цель изобретения - повышение надежности, которая достигается тем,что в систему введены элемент И,ждущий мультивибратор и пороговыйблок сравнения, первый вход которо 5го соединен с выходом аналоговогозапоминающего устройства, второйвход - с аналоговым выходом вычислителя,. первый выход порогового блока сравнения подключен через элементИ ко второму входу ключа, а второйвыход - ко второму входу вычислителя,второй выход которого через ждущиймультивибратор соединен со вторымвхоДом элемента И, 15Н а фи г, 1 изображен а структурн аясхема системы автоматического управления; на фиг.2 - временная диаграмма работы системы.Система содержит вычислитель 1, 20пороговый блок 2 сравнения, аналоговое запоминающее устройство 3, ждущий мультивибратор 4, элемент И 5,ключ 6 интегрирующий блок 7, исполнительный механизм 8, объект 9 управления цепи 10-22 связи.На временной диаграмме работысистемы (фиг.2) обозначено по осиординат- аналоговый выход вычислителя;- выход порогового блока сравнения;- дискретный выходвычислителя; П 4 - выход ждущего мультивибратора 4; О - выход ключа б;выход аналогового запоминающегоустройства 3.; Пт - выход интегрирующего блока 7, а по оси абсцисс-времяПредлагаемая система работаетследующим образом.В режиме НЦУ вычислитель 1, обрабатывая информацию, поступающую по 40цепи 22 от датчиков, контролирующихсостояние объекта 9 управления, рассчитывает и выдает в моменты времени 1,( п управляющие воздействия в виде аналоговых сигналов П) ф 45и, ( )П(,),которые поступают навход порогового блока сравнения поцепи 11, На другой вход этого блокапоступает аналоговый сигнал по цепи12 устройства З,хранящего Управляющие воздействия, рассчитанные вычислителем 1 в предыдущем цикле. Алгоритм работы вычислителя 1, работающегов режиме НЦУ, построен таким образом,что абсолютная величина относительногоиэменения управляющих воздействий, поступающих на вход исполнительного механизма, рассчитанных вычислителем 1 в двух последовательных циклах, не должна превышать определенной величины, которая выбирается из 60условий технологии, т,е,О -4) где Ц (1) - управляющее воздействие,расчитанные УВМ в текущем цикле;П (1-1) - управляющее воздействие,рассчитанное УВМ в предыдущем цикле;8 - абсолютная величина относительного измененияуправляющего воздействия,Блок 2 настраивается на величину 3 и, в зависимости от комбинацииэтих сигналов на своих входах, управ. -ляет работой элемента 5 по цепи 13. Предположим,что в момент времени вычислитель рассчитал и выдал новое управляющее воздействие Щ 4),Блок 2, анализируя состояние сигналовна своих входах, устанавливает, что8 лежит в заданных пределах, в .результате чего разрешающий потенциалпо цепи 13 поступает на одиниз входов элемента И 5. Через времянеобходимое для анализа пришедшего сигнала, вычислитель 1 выдаеткомандный сигнал 9 длительностьюТ, формируемый с учетом состоянияпеременных технологического процесса и других, предусмотренных программой условий, определяемых алгоритмом управления. Этот командныйсигнал по цепи 14 поступает на входмультивибратора 4, который вырабатывает импульс 1)4 длительностьюпроступающий на другой входэлемента И 5 по цепи 15. Элемент И5 при наличии двух разрешающих сигналов на своих входах (от мультивибратора 5 и блока 2) срабатываети по цепи 1 б открывает ключ б, врезультате чего новое управляющеевоздействие(А), равное Цпоцепи 17 поступает на вход аналогового запоминающего устройства 3,на выходе которого устанавливаетсязначение Пб), равное 01, которое по цепи 18 поступает на входинтегрирующего блока 7 и сглаженное)блоком 7 значение управляющеговоздействия по цепи 19 воздействует на, вход механизма 8, управляющего объектом 9 управления по цепи 20.После прекращения действия импульса,выработанного ждущим мультивибратором 5, т.е, через время е,(+Ь+элемент И 5 закрывает ключ б и входустройства 3 отключается от выхода.вычислителя 1, при этом аналоговоезапоминающее устройство 3 сохраняетзначение управляющего воздействиявеличиной 06, равное Пт до момента времени 1 +61, - т.е. до повторения вышеописанного цикла,Предположим, что вычислитель 1функционировал нормально до моментавремени )+4, т.е. на выходе аналогового запоминающего устройства3 значения управляющих воздействийимели вид П 6(4) 1 П(2)Р,Р 6и навыходе интегрирующего блока 7 значения управляющих воздействий7(1)Пт(2)ее т и) соответственно.В момент времени 1 П вычислитель 1 вццает на выход управляющее воздействие величиной Пп+), а,блок 2, проанализировав соотношение сигналов Бп) и Б(п+) на своих входах, устанавливает, что соотношение имеет вид013+ )1)40 что свидетельствует о возникновении аварийной ситуации в работе вычислителя 1, так как, согласно алгоритму управления, вычислитель 1 должен выполнять соотношение (1), В реэуль" 15 тате этого блок 2 вырабатывает запрещающий потенциал Б 1 п 4), поступающий на вход элемента И 5 по цепи 13, препятствуя срабатыванию последнего даже при наличии командного 20 дискретного сигнала У на запоминание, поступающего иэ вычислителя 1., Это не позволяет открыться ключу б, и ошибочное управляющее воздействие Б(+) не поступит на вход устрой-ства 3, которое сохраняет запомнившееся управляющее воздействие 1)цв),равное ц, вплоть до перехода на резервные режимы работы. Одновременно с определением аварийной ситуации блок 2 по цепи 21 сигнализирует вычислителю 1 о возникновении аварийной ситуации в его работе, на основании чего вычислитель 1, согласно заложенному в него алгоритму управления, должен принять меры по.устранению ошибки. Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить объем. оперативной памяти, занимаемый прог раммами самопроверки и повысить надежность функционирования системы НЦУ без применения резервного управляющего вычислительного, комплекса, повышая время нормального функционирования систеьи НЦУ производства слою ных удобрений в 1,2 раза. Формула изобретенияСистема автоматического управлениятехнологическими объектами, содержащая последовательно соединенные вычислитель, ключ, .аналоговое запоминающее устройство, выход которого черезинтегрирующий блок соединен с исполНительным механизмом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыаения надежности работы, в систему введены элементы И, ждущий мультивибратор и пороговый блок сравнения, первый вход которого соединен с выходоманалогового запоминающего устройства,второй вход - с аналоговым выходомвычислителя, первый выход пороговогоблока сравнения подключен через элемент И ко второму входу ключа, а второй выход - ко второму входу вычислителя, второй выход которого черезждущий мультивибратор соединен со вторым входом элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 427535, кл, С 05 В 15/02 1974,2, Патент Японии . Р 49-8 б 72,кл, 541 7 6 05 В 15/00, опублик.1975,807210 69 Тираж 951НИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 35, Москва, Ж, Раувская наб.,ПодписноеСССР каз