Имитатор технологического объекта

П. Глущенко, 9.П.Жабеев, В,И.Королькевич, В.А.ротевич и В,В,Овчаренко 72) Авторы изобретеии иевское проектно-конструкторское бюро автонатизированн систем управления(54) ИИИТАТОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪ йствам управл еных по еделены ывани огранисти устреальнос а щ а фор кций. кои ист ву ового й объ и тор производит ов для управленияразным каналам.тво ввода данных, ее устройство, ройство, выходное тво задания скоуправпения 21. Данный интерпол формирование сигна группой объектов и Он содержит устрой цифровое запоминающ интерполирующее ус устройство, устрой рости и устройство Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследованиях сложных технологических объектов, например в сис" темах динамической комплексной откладки АСУТП.Известно устройство, используемое в качестве многоканального функционального преобразователя и предназн ценное для применения а аналоговых вычислительных устройствах, где тре у. ется быстрый ввод большого числа подлежащих воспроизведению функциональных зависимостей.Данный функцйональный преобразова 3 тель состоит из коммутаторов входного и выходного напряжений, аналогоцифрового преобразователя, цифроана" логового преобразователя, аналогового запоминающего устройства, дешифратора аргумента, .дешифратора каналов, регистра числа, запоминающего устройства с произвольным доступом к числовын ячейкам для хранения функциональных зависимостей к устрония 1 3.Однако виды функций, форнир отдельным каналам, заранее оп и не могут изменяться без пре процесса их формирования, что чивает функциональные возможно ройства при работе в системах го времени, кроме того не инее возможности повторения процесс рования отдельных участков фунНаиболее близким по техниче сущности к предлагаемону устро является интерполятор для цифр рограммного управления группо ектов.9246Однако известное устройство ограничивается Формированием и выдачей только дискретных сигналов, т.е. обладает ограниценными Функциональными возможностями. Этим обуславливается непригодность его использования при Формировании сигналов стандартных датчиков, имитирующих реальный технологический объект управления. Кроме того, ему также присущи недостатки 10 рассмотренного выше аналога.Цель .изобретения - расширение области применения имитатора путем увеличения одновременно имитируемых сигналов. 15Поставленная цель достигается тем, что в имитатор технологического объ-екта, содержащий устройство ввода данных, соединенное первыми и вторы 20 ми парами управляющих и информационных выходов соответственно с управ. ляющими и информационными входами цифрового запоминающего устройства и с управляющим входом и входом за 25 дания интервала интерполяции устройства управления, и интерполирующее устройство, введены устройство формирования дискретных сигналов и аналоговое запоминающее устройство, прицем первый выход устройства управления соединен с адресным входом цифрового запоминающего устройства, второй выход - с управляющими входами аналогового запоминающего устрой" ства и устройства формирования дис- З 5 кретных сигналов, третий выход - с первыми информационными .входами интерполирующего устройства и устройства формирования дискретных сигналов, вторые информационные входы ко торых соединены с выходом цифрового запоминающего устройства, а выход интерполирующего устройства, соединен с информационным входом аналогового запоминающего устройства, выход ко торого, вь;ход устройства формирования дискретных сигналов и четвертый выход устройства управления соединены с соответствующими выходами имитатора. 50Такой имитатор позволяет формиро" вать одновременно по нескольким каналам аналоговые и дискретные сигналы, форма которых может быть изме нена в реальном масштабе времени путем подачи на его вход управляющей информации. 72 4На цертеже изображена структурнбмсхема имитатора,Имитатор технолагицеского объектасодержит устрсйство 1 ввода данных свходящими в него регистром 2 команд,дешифратором 3 команд, регистром 4информации и цифровым коммутаторомцифровое запоминающее устройство(ЗУ) 6, интерполирующее устройство7 с входящими в него цифроаналоговыми преобразователями 8, цифроаналоговым и множительными блоками 9 ианалоговым сумматором 10, аналоговоезапоминающее устройство (ЗУ) 11 свходящими в него аналоговыми коммутатором 12 и аналоговыми запоминающими ячейками 13 и блоком 14 нормирующих преобразователей, устройство15 Формирования дискретных сигналовс входящими в него схемой 16 сравнения, триггерами 17 и блоком 18согласования, устройство 19 управления с входящими в него генератором20 импульсов, счетчиком 2 1 каналов,цифровым управляемым делителем 22реверсивным счетчиком 23. Входы 24 и25 устройства 1 ввода данных служатдля ввода управляющей информации, свыхода 26 выдается сигнал конца отработки интеовала интерполяции, а свыходов 27 и 28 - имитуемые аналоговые и дискретные сигналы соответственно.Процесс имитации сигналов реального объекта основан на методе линейного интерполирования заданных функций.Временной интервал интерполяции выбирается в соответствии с требуемымиточностными характеристиками воспроизведения аналоговых и дискретныхсигналов.Имитатор работает следующим образом.Управляющая информация от управляющего вычислительного комплекса(УВК) поступает на входы 24 и 25устройства 1 в виде команд и кодовинформации, которые заносятся соответственно в регистры 2 и 4,С выхода регистра 2 коды командподаются на дешифратор 3, с которого производится управление регистром4 и коммутатором 5 для приема массивов информации и ее распределения.Команды запуска и останова имитатора,повторения или реверсирования процесса Формирования значений функций на924 заданном интервале интерполяции и другие команды поступают из дешифратора 3 в устройство 19 на управляющий вход делителя 22. Команды управления режимами работ(запись, считывание) снимаются с выхода девифратора 3 и поступают на управляющий вход цифрового ЗУ 6 . Коды информации поступают из регистра 4 на информационные входы коммутатора 5. С первого 0 выхода коммутатора 5 снимаются коды интервалов интерполяции, которые подаются на вход задания интервала интерполяции делителя 22. Со второго выхода коммутатора 5 снимаются коды 15 ординат функций в узлах интерполяции и коды дискретных сигналов, которые . подаются на информационный вход цифрового ЗУ 6, где запоминаются в ячей.- ках, соответсТвующих номерам выходных 2 о каналов имитатора на время обработки текущего интервала интерполяции,Формирование интервала интерполяции производится следующим образом.выхода генератора 20 сигнал в 25 виде последовательности тактовых импульсов поступает на счетный, вход делителя 22.Импульсы преобразованной частоты с выхода делителя 22 подаются на вход зо счетчика 23, на первом выходе которого формируется код, соответствующий пилообразному напряжению и поступающий в устройство 7 на входы преобразователей 8, Время заполнения счетчика 23 соответствует интервалу интерполяции, поэтому при постоянной разрядности счетчика, изменяя частоту импульсов на выходе делителя 22, можно варьировать длитель; ностью интервала интерполяции. Со второго выхода счетчика 23, подключенного к выходу 26 имитатора, снимается сигнал конца отработки интервала интерполяции, который подается в УВК. Ответная управляющая имформация из УВК поступает на вход 25 устройства 1 ввода данных в виде кодов, соответствующих последующему интервалу интерполяции, 50 Для формирования дискретных сигна. лов с первого выхода счетчика 23 снимается код и подается в устройство 15 на первый вход схемы 16, на второй вход которой поступают коды дискретных сигналов с выхода цифрового ЗУ 6. Так как разрядность кода счетчика 23 постоянна, то любому значению кода можно поставить в соответствие точку на временной оси в каждом интервале интерполяции, поэтому, задавая коды Процесс формирования аналоговых сигналов протекает следующим образомКоды ординат функций в узлах ин" терполяции с выхода цифрового ЗУ 6 поступают на кодевые входы блоков 9, на аналоговые входы которых поступают взаимно инверсные пилообразные напряжения, снимаемые .с выходов. 672 6преобразователей 8. Результаты перемножения поступают на входы сумматора 10, с выхода которого результирующий сигнал поступает в аналоговое ЗУ 11 на информационный вход ком.мутатора 12. Выходы коммутатора 12подключены ко входам ячеек 13, находящихся в тракте формирования сигнала каждого канала, Устройство 7 осуществляет операции интерполированияциклически по всем каналам, при этомзанесение результатов интерполирования в соответствующие ячейки 13 осуществляет коммутатор 12.Организацию, распределенной вовремени, работы устройства 7 и коммутатора 12 осуществляет устройство19 следующим образом. С первого выхода счетчика 21, управляемого частотой генератора 20, снимаются коды номеров тактируемых каналов, которые поступают на адресный. вход ЗУ 6. Совторого выхода снимаются распределенные во времени тактовые последовательности импульсов, которые поступают на управляющий вход аналогового коммутатора 12. Использование параллельного управления ЗУ 6 и коммутатором 12 обеспечивает в каждом такте формирования аналоговых сигналов совпадение номеров ячеек цифрового ЗУ 6, из которых считываются коды интерполяции, с номерами тактируемых каналов.Выходы ячеек 13 подключены ко входам блока 14, в котором происходит преобразование уровня напряженияР запоминающего ячейками 13, в нормализованные стандартные сигналы (ток, напряжение, частота, сигналы термометров термоэлектрических итермометров сопротивления стандартных градуировок и т.п.)выходов блока 14 нормализованные аналоговые сигналы, имитирующие сигналы датчиков реального объекта, подаются на выход 27 имитатора.9246 ЗО Формула изобретения Имитатор технологического объекта, содержащий устройство ввода данных, соединенное первыми и вторыми парами управляющих и информационных выходов соответственно с управляющими и информационными входами цифро 35 дискретных сигналов и сравнивая их с . кодом счетчика 23, можно задавать моменты изменения состояний дискретных сигналов. Коды дискретных сигналов считываются из ЗУ б циклически по всем каналам, в связи с чем на выходе схемы 16 сравнения присутствует и гформация о состоянии дискретных сигналов поочередно по всем каналам. Выход схемы 1 б подключен параллельно 10 ко всем информационным входам триггеров 17, занесение дискретных сигналов в которые производится тактовыми импульсами, поступающими с выхода распределителя 21 тактовых импульсов на 15 тактовые входы триггеров 17, выходы которых подключены ко входам блока 18. Сформированные дискретные сигналы поступают с выходов блока 18 на выход 28 имитатора.10. Использование имитатора позволяет производить комплексную динамическую отладку программного обеспечения АСУТП н условиях, близких к реальным, и сок катить на 10-153 сроки работ, д стоимость отладки и внедрения АСУТП проектными и монтажно-наладочными организациями. 72 8ваго запоминающего устройства и суправляющим входом и входом заданияинтервала интерполяции устройствауправления, и интерполирующее устройство, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения области применения имитатора путем увеличенияодновременно имитируемых сигналов, внего введены устройства формированиядискретных сигналов и аналоговое запоминающее устройство, причем первыйвыход устройства управления соединен с адресным входом цифрового запоминающего устройства, второй выходс управляющими входами аналоговогозапоминаюшего устройства и устройства формироВания дискретных сигналов,третий выход - с первыми информационными входами интерполирующего устройства и устройства формированиядискретных сигналов, вторые информационные входы которых соединены свыходом цифрового запоминающегоустройства, а выход интерполирующегоустройства соединен с информационнымвходом аналогового запоминающегоустройства, выход которого, выходустройства формирования дискретныхсигналов и четвертый выход устройствауправления соединены с соответствующими выходами имитатора.Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЬ 3 бй 933., кл. 6 06 6 7/26, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 378805, кл. 6 05 В 19/18, 1973924672 Составитель Ю.Апновиц Техред Т.Иаточка Ред рректор И,П За ал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 2817/65 Тираж 9 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, 8 ПодписноевеНного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д.4/