Устройство для программного управления

(511 С 05 В 19/40 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) .1. Авторское свидетельство СССР9 483660, кл. С 05 В 23/19, 1973.2, Авторское свидетельство СССРИ 628473, кл. С 05 В 23/19, 1977(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ, содержащее генераторимпульсов, первый реверсивный счетчик импульсов, подключенный выходомк первому информационному входу блокавычитания, соединенного выходом свходом исполнительного элемента,почислу зон управления - задатчикиинтервалов значений параметра,соеди"ненные выходами с первыми входамисоответствующих первых блоков сравнения и почислу зон управления " задатчики скорости изменения пара"метра подключенные выходами к первым входам соответствующих первыхэлементов И, связанных вторыми входами с выходами коммутатора, датчикпараметра, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения его точности, в него введены счетчик импульсов, блок определения знака,второй реверсивный счетчик импульсов, блок управления, два элементаИЛИ, элемент НЕ, триггер, вторыеблоки сравнения по.числу зон управ" ления и второй элемент И, .подключенный первым входом к выходу генератора импульсов, выходом -. к счетнымвходам первого и второго реВерсивных счетчиков импульсов, а вторымвходом .- к выходу элемента НЕ, кпервому управляющему входу блокаопределения знака и к первому входу,блока управления, соединенного выходами с входами коммутатора, а.вторым входом - с выходом первого элемента ИЛИ, подключенного входами к вьмодам первых блоков сравнения, причем выходы первых элементов И связаны с первыми входами соответствующих вторых блоков сравнения, подключенных вторыми входами к выходу второго реверсивного счетчика импульсов и к второму управляющему входу блока определения знака, а вьмодами " к входам второго элемента ИЛИ и к информационным входам блока определения знака, соединенного первым и вторым выходами соответственно с нулевым и единичным входами триггера, подключенного первым выходом к суммирующим входам первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, а вторым выходом - к вычитающему входу первого реверсивного счетчика импульсов и к вычитающему входу второго реверсивного счетчика импульсов, связанного сбросовым входом с первым выходом реле времени, подключенного вторым выходом к управляющему входу блока вычитания, соединенного вторым информационным входом с вторыми входами первых блоков сравнения и с вьмодом счетчи, ка импульсов, подключенного входом к выходу датчика параметра.димости контроля реального состояния объекта. В инерционных процессах, например, графитации, программой задается тактовый ввод приращения регулируемого параметра, где такт соответствует времени переходного процесса в объекте. Приращение вводится в начале каждого такта И .Переход с, одного температурного. участка на другой характеризуется изменением величины приращения. При вводе приращения в начале каждого такта переход с одного температурного участка на другой с изменением величины приращения осуществляется по реальной фактической величине регулируемого параметра. Поэтому переход участка на участок зачастую не совпадает с началом такта. Кроме этого, увеличение участков программы ведет к усложнению схемы, так как для каждого участка программы необходим свой генератор импульсов, схема И, ключ и схема сравнения. Это в значительной степени ограничивает применение данного устройства, так как с изменением формы графика (крутизны участков подъема температуры) возникает необходимость довольно точной перестройки генераторов, что возможно, если генератор является перестраиваемым в определенном диапазоне частот. Это исключает применение кварцевых генераторов и в значительной степени снижает стабильность работы генераторов, а значит и всего устройства в целом.Цель изобретения - повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, .что в устройство для программного управления, содержащее генератор импульсов, первый реверсивный счетчик импульсов, псдключенный выходом к первому информационному входу блока вьиитания, соединенного выходом с входом исполнительного элемента, по числу зон управления - задатчики интервалов значений параметра, соединенные выходами с первыми входами соответствующих первых блоков сравнения и по числу зон управления - задатчики скорости изменения параметра, подключенные выходами к первым входам соответствующих первых элементов И, связанных 1 1084742Изобретение относится к автоматическому управлению и может бытьиспользовано при программном управлении инерционными объектами, например печами графитации в электродномпроизводстве.Известно устройство для программного регулирования, которое содержит генератор импульсов, соединенныйс переключающим элементом и блоком 1 О памяти, датчик обратной связи, связанный с переключающим элементом через блок памяти и с исполнительным блоком и элементом задержки через элемент сравнения., к которому подключен задатчик регулируемого параметра.Выход элемента задержки подключен к входу блока памяти, а выход переключающего элемента подключен к исполнительному блоку,.выход которого 2 О саедннен с нагревателем ебьента 1 .Однако устройство может быть использовано для объектов, где регули руемый параметр изменяетсд строго по заданной программе без искажений, 25 поэтому время начала ввода задания программы всегда должно совпадать с временем начала перехода на следую щий участок программы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее многоканальный блок задания интервалов температур, каждый канал которого содержит35 последовательно соединенные элемент сравнения и ключ, .многоканальный блок задания скорости изменения тем. ператур, каждый канал которого содержитпоследовательно соединенные, 4 О генератор и элемент И, выходы элементов И подсоединены к входу блока установок температур, состоящему из последовательно соединенныхреверсивного счетчика, дешифратора, вычитателя, исполнительного45 элемента, нагревателя, объекта и датчика температуры, который подключен к вычитателю. Выход блокаустановок температур подключен квходам элементов сравнения, которые через ключи подключены к1схемам И в блоке задания скорости изменения температур, Устройство может применяться для объектов, у которых фактическое изменение регулируемого параметра строго соответствует его изменению по заданной программе, т.е. без необхоз 1084 вторыми входами с выходами коммутатора, датчик параметра, введены счетчик импульсов, блок определения знака, второй реверсивный счетчик импульсов, блок управления, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, триггер, вторые блоки сравнения по числу зон управления и второй элемент И, под ключенный первым входом к выходу генератора импульсов, выходом - к счет О ным входам первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, а вторым входом - к выходу элемента НЕ, к первому управляющему входу блока определения знака и к первому входу блока управления,: соединенного выхо дами с входами коммутатора, а вторым входом - с выходом первого элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам первых блоков сравнения, причем выходы первых элементов И связаны с первыми входами соответствующих вторых блоков сравнения, подключен- ных вторыми входами к выходу второго реверсивного счетчика импульсов и к второму управляющему входу блока определения знака, а выходами - к входам второго элемента ИЛИ и к информационным входам блока определения знака, соединенного первым и вторым выходами соответственно с нулевым и единичным входами триггера, подключенного первым выходом к суммирующим входам первого и второго реверсивных счетчиков импуль-. сов, а вторым выходом - к вычитающему входу первого реверсивного .счетчика импульсов и к вычитающему входу второго реверсивного счетчика импульсов связанного сбросо40 вым входом с первым выходом реле. времени, подключенного вторым выходом к управляющему входу блока вычитания, соединенного вторым информационным входом с вторыми входами45 первых блоков сравнения и с выходом счетчика импульсов, подключенного входом к выходу датчика параметра.На фиг.1 представлена блок-схема устройствами,на фиг,2 - схема блока управления, на фиг.З - схема опреде-. ления знака.Устройство содержит объект 1управления (печь с печными траисфор"маторами), исполнительный элемент 2,блок 3 вычитания, датчик 4 параметра и счетчик 5 импульсов, первыйреверсивный счетчик 6 импульсов, реле 7 времени, второй элемент И 8,742 4генератор 9 импульсов, второй реверсивный счетчик 10 импульсов,вторые блоки 11..11 сравнения, блок12 определения знака триггер 13,первые элементы И 1414 задат"ичики 1515 скорости измененияпараметра, коммутатор 16, блок 17управления, элемент НЕ 18, второйэлемент ИЛИ 19, первый элемент ИЛИ20, первые блоки 2121" сравнения, задатчики 2222 интервалов значений параметра.Коммутатор 16 (фиг.З) содержитвторые (К) триггеры.Блок 12 определения знака содержит элементы 2323 сравне нния, третий и четвертый элементы ИЛИ 24 и 25, третий и четвертыйэлементы И 26 и 27,Устройство работает следующимобразом.Предварительно на задатчиках2222 " вручную устанавливаютсязначения расхода электроэнергии длякаждого температурного участка, ана задатчиках 15115 - значенияприращений мощности на каждомучастке, т.е. задатчиками 15151 Йопределяется скорость изменениярасхода электроэнергии, соответствующая данному участку. Увеличение мощности, вводимой в объектуправления (печь) осуществляетсядискретно, путем тактового опроса.Время такта задается в (программном) реле 7 времени. Начало первого такта совпадает с пуском устройства.После включения печи работа устройства происходит следующим образом.Вначале такта с генератора 9импульсов через элемент И 8 на реверсмвный счетчик 6 импульсов ина реверсивный счетчик 10 импульсовпоступают импульсы до тех пор,пока их количество не достигнет величины, заданной задатчиком приращения 15 . После этого счетчик 101через блок сравнения 11 , элементИЛИ 19 и элемент НЕ 18 блокируетэлемент И 8 до конца такта. В этовремя за счет расхода электроэнергиив нагревательном элементе в печь 1подводится мощность, величина которой соответствует начальному положению исполнительного элемента 2.С датчика 4 параметра импульсы, частота которых пропорциональна расходу1084 электроэнергии в нагревательном элементе, поступают на счетчик 5, Перед концом такта с реле 7 времени на блок 3 вычитания поступает разрешение на сравнение, 5Количество импульсов, введенных в счетчик 6, соответствует плановому расходу электроэнергии за прошедшее с момента запуска устройства время, количество импульсов, зафиксирован ныл счетчиком 5, соответствует фактическому расходу электроэнергии за прошедшее время, После поступления с реле 7 времени разрешения на блок 3 вычитания на исполнительный эле мент 2 с блока 3 вычитания выдается команда на .увеличение или уменьшение расхода электроэнергии в зависимости от того, опережает ли фактический расход план. 20После этого в конце такта с реле 7 времени на счетчик 10 поступает сбросовый сигнал и снимается разре" шение с блока вычитания 3. Счетчик 1 О устанавливается в исходное 25 состояние и с задатчика 15 через элемент И 14 , блок 11 сравнения,элемент ИЛИ 19 и элемент НЕ 18 поступает разрешение на ввод информации через элемент И. 8 в счетчики зО 6 и 10. С этого момента начинается новый такт и все повторяется в описанной выше последовательности.Так продолжается до тех пор, пока на выходе счетчика 5 не появляется число, равное установленному на за" датчике 22 параметра, а на выходе блока 21 сравнения появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 20 поступает на вход блока 17 уп- , 40 , равления.Если к этому времени ввод информации в реверсивные счетчики 6 и 10 уже закончится, то элемент И 8. будет блокирован выходом элемента НЕ 18, а значит будет блокирован и блок 17 управления, следовательно в этот момент переключения не произойдет, Переключение произойдет в начале следующего такта, когда после сбросового сигнала с реле 7 времени на выходе элемента НЕ 18 появляется разрешение на ввод информации и переключение, а блок 17 управления, запоминающий пришедший ранее сигнал с элемента ИЛИ 20, выдает сигнал55 на коммутатор 16, установив в нем соответствующий триггер в единичное состояние и отключив предыдущий 742 6триггер.При этом снимается разрешение с элемента И 14 и поступает разрешение на элемент И 14 . Таким образом, приращение в начавшемся такте будет соответствовать установке на задатчике 15,что обеспечит переход на следующий участок.Если же к этому моменту вывод информации в реверсивные счетчики 6 и 10 еще не закончится, то блок 17 управления не будет блокирован элементом НЕ 18. Блок 17 управления выдает сигнал на коммутатор 16. При этом коммутатор 16 снимает разрешение с элемента И 14 и подаето разрешение на элемент И 4.Рассмотрим два возможных случая.1. Число, установленное на задатчике 15, больше числа, установленного на задатчике 15, т.е. приращение на последующем участке больше приращения на предыдущем. При этом, естественно,.и число импульсов; уже прошедших в реверсивные счетчики 6 и 10, будет меньше числа, установленного на задатчике 15. Таким образом импульсы будут проходить до тех пор, пока их число, попавшее в счетчик 10, не сравняется с заданным на задатчике 15.После этого через элемент НЕ 18 будет заблокирован элемент И 8 и программное устройство будет далее работать так, как описано выше.2, Число, установленное на за" датчике 15, меньше числа, установленного на задатчике 15, т.е. приращение на последующем участке меньше приращения на предыдущем. Если число импульсов, уже прошедших за время Ьь в реверсивные счетчики 6 и 10, будет меньше задания на задатчике 15, то все будет происходить в последовательности, описанной для первого случая.Если же число импульсов, прошедших в счетчике, будет больше задания на задатчике 15 то сигнал на выходе блока определения знака переключит триггер 13, который в свою очередь переключит счетчики 6 и 10, из прямого режима в режим реверса и из них вычтется количество импульсов, превышающее задание на задатчике 15. Когда. число импульсов в счетчике 10 сравняется с заданным на задатчике 15 , блок2 12 определения знака переключит триггер знака, а тот в свою очередьустановит режим прямого счета насчетчиках 6 и 10, а элемент ИЛИ 9через элемент НЕ 18 заблокируетэлемент И 8 до конца такта.Управление электрическим режимом 5печей графитации ведется, вручную илис помоипю системы САУГ(ИЭЗ, ЧЭЗ,НЭЗ). При, ведении вручную переходыс одних температурных участков надругие осуществляются по времени,без учета состояния объекта, а прииспользовании системы САУГ- при совпадении точки температурного перехода с началом такта - может произойти разрегулирование системы, что выеовет ряд неверных корректировок техпроцесса.Устройство позволяет добиться большей точности в ведении процесса графитации, что в свою очередь приводит к улучшению показателей качества продукции за счет усиления термической, электрической и механической прочности электродов.1084742 т Ф 7 г п 44 тавитель М. ГРед М, Тепер Редакт Кривин аказ 2000/4 Подпис СССРо коми и открытийушская наб. д. 4/ оектная,4 Тираж 842 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 3035, Москва, Ж, Р