Устройство для управления распределенным объектом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1)4 С 05 В 19/1 ЕТЕН дъ ТЕЛЬС У г повыш ло И ггер од ерГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельство СССР В 460530, кл, С 05 В 19/00, 1973.Авторское свидетельство СССР Ф 890363, кл. С 05 В 19/18, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ОБЪЕКТОМ, содержащее блок ввода программ, выходами подключенный к входам дешифратора, контрольный блок, выход которого подключен к коммутирующему входу блока ввода программ, а первые входы соединены с выходами имитаторов срабатывания объекта и с выходами рабочих органов исполнительных механизмов, подключенных к входуторов срабатывания объекта,управления, о т л и ч а ю щтем, что, с целью упрощения ния надежност него введенывыбора режима р оты, элемент ИЛблоки управления, содержащие труправления и элемент И, первыйкоторого подключен к выходу трира управления, второй вход - квому выходу пульта управленияа выход - к исполнительному мехму, входы триггера управления с 801182482 динены с выходами соответствующих разрядов дешифратора, входы элемента ИЛИ подключены к выходам блока ввода программ, а выход - к второму входу контрольного блок, вход блока выбора режима соединен с вторым выходом пульта управления, первый выход соединен с исполнительными механизмами соответственно, а второй выход - с вторым входом имитатора срабатывания объекта.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что контрольный блок содержит первый и второй счетчики импульсов, инвертор, пороговый элемент, дифференцирующий элемент, регистратор и группу элементов И, первые входы которых подключены к выходам первого счетчика, выходы объединены через дифференцирующий элемент на первый вход второго счетчика импульсов, а вторые входы соединены с первыми входами контрольного блока непосредственно, через инвертор или пороговый элемент, второй вход второго счетчика импульсов и вход первого счетчика импульсов подключены к второму входу контрольного блока, выход второ- го счетчика импульсов - к выходу контрольного блока, а выход регистратора соединен с соответствующим выходом первого счетчика.Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). 5Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 - структурные электрические схемы программного блока и блока управления соответственно; на фиг.4 - структурные схемы имитаторов срабатывания объекта и контрольного блока с их внешними электрическими связями.Структурная схема устройства составлена для случая, когда входные сопротивления каждого из имитаторов 20 в несколько раз превышают омическое сопротивление обмоток исполнительных механизмов. Например, если в качестве последних использованы электропневмоклапаны (сопротивление их обмоток равно 25-50 Ом), то имитаторы могут быть построены на электромагнитных реле, у которых сопротивление обмоток составляет 500 Ом и более, Это условие является 30 достаточным для исключения срабатывания исполнительных механизмов при выполнении контрольных операций.Устройство (фиг.1) содержит блок 1 ввода программ, дешифРатоР 2,3 блоки (3-1) в (3-и) управления, пульт 4 управления, включающий источник питания исполнительных механизмов (5-1)-(5- и), имитаторы (6-1)-(6-и) . срабатывания объекта, контрольный щ блок 7, элементы развязки (8-1)-(8- и), элемент ИЛИ 9 и блок 10 выбора режима работы. Точки, обозначенные на схеме (11-1) -(11-о) и (12-1)- (12-п), являются входами и выходами 4 устройства соответственно, Элементы (13-1)-(13-й) являются рабочими органами объекта управления, они приводятся в действие исполнительными механизмами (5-1)-(5- и). 50Блок 10 выбора режима работы в простейшем варианте состоит из переключателя 14, посредством которого, например, минусовая клемма источника питания подключается к вторым клем- у мам исполнительных механизмов либо имитаторов. Этот блок может быть построен и на других коммутационных элементах, иметь дистанционное управление и т,п.Блок 1 содержит (фиг.2) генератор 15 импульсов, счетчик 16, элемент И 17, элементы (18-1)-(18-ю)совпадения, шифраторы (19-1)-(19-т)икоммутирующий элемент 20.В состав каждого из блоков 3(фиг.3) управления входят, например,триггер 21 управления и элемент И 22.Основу имитаторов 6 срабатыванияобъекта составляют электромагнитные реле К 1-Кп, обмотки которых соединены с их первыми и вторыми клеммами соответственно. Если они имитируют сигналы обратной связи дискретной формы, формируемые, например, концевыми выключателями рабочих органов (13-1)-(13- и) объектауправления, сигнализаторами давления и т.п., то замыкающиеся контакты этих реле через элементы 23-1,23-2 и т.д. задержки соединяютсяс выходами имитаторов непосредственно (фиг.4), а если они имитируютаналоговые сигналы, снимаемые врабочем объекте с первичных пре- .образователей давления, температуры и пр., то в состав имитатороввключают настроечные элементы, выполненные, например, на резисторах К (имитатор 6-о) и т.д.Контрольный блок 7 содержит первый 24-1 и второй 24-2 счетчики,элементы И (25-1)-(25-5), инвертор 26, пороговый элемент 27, дифференцирующий элемент 28 и регистратор 29. Емкость первого счетчика24-1 определяется количеством управляющих команд, формируемыхпрограммным блоком 1 в процессевыполнения технологических работ.Счетчик 24-2 трехпозиционный,причемс выходом блока соединен его инверсный второй выход,Инверторы 26 предназначеныдля контроля снятия дискретных сигналов, т.е. для контроля исполнениякоманд на выключение рабочих органов (13-1)-(13-и). Пороговые элементы 27 преобразуют аналоговыесигналы в логические, как болееудобные для дальнейшей обработки,Устройство работает следующимобразом.В блок 1 вводят программу управ-,ления объектом, предусматривающуювключение и выключение исполнительных механизмов (5-1)-(5-л) в последовательности, необходимой дляобеспечения заданных режимов технологического процесса, При этомкаждая очередная управляющая команда формируется блоком 1 только лишьпосле подтверждения исполнения предыдущей. Поэтому исходя из заданнойпоследовательности срабатывания исполнительных механизмов (5-1) -(5- л) 1 О 20 40 определяют очередность поступления сигналов обратной связи с рабочих органов (13-1)-(13-л) на входы кон- трольного блока 7 и коммутируют их на входы элементов И (25-1) -(25-Гп) таким образом, чтобы каждый вновь сформированный сигнал обратной связи был адресован на открытый в данцый момент времени элемент И. Прием аналоговых сигналов организуют через пороговые элементы 27, настраивая их на определенные уровни срабатывания, соответствующие заданным режимам работы объекта управления. Контроль включения исполнительных механизмов осуществляют по тем же цепям обратной связи, что и на их включение, цо входы блока 7 соединяют с соответствующими элементами И 25 через инверторы 26.Перед включением устройства в работу проверяют правильность функционирования блока 1 и исправность всех других схемных элементов (дешифратора, блоков управления, контрольного блока и т.д). Проверку осуществляют без срабатывания исполнительных механизмов. Для этого переключатель 14 блока 10 устанавливают в положение Контроль, в котором вторые клеммы имитаторов (6-1)- (6- и) соединяются с минусовой шиной источника питания. Затем включают в работу блок 1, например, замыканием коммутирующего элемента 20, вследствие чего импульсы напряжения с выхода генератора 15 через открытый элемент И 17 начинают поступать на вход счетчика 16. Каждый иэ элементов (18-1)-(18-цд совпадения настроен на определенную временную уставку, по истечении которой на его выходе Формируется импульс напряжения, поступающий на вход соответствующего шифратора (19-1)-(19-а). Здесь импульс напряжения раскладывается в кодовую команду, обозначаю шую ее адрес, например порядковый номер блока 3 управления, состояние которого необходимо изменить, и признак исполнения. Для двоичного или двоично-десятичного кода признак исполнения обозначается содержанием старшего, разряда командного слова. Зта команда с выхода блока 1 транслируется в два адреса: на входы дешифратора 2, где она преобразуется в импульсный сигнал, возбуждаемый на одном из его выходов, и через элемент ИЛИ 9 - на входы счетчиков 24-1,24-2 блока 7, следующим образом видоизменяя состояние схемы устройства:- ца первом выходе счетчика 24-1 появляется потенциальный сигнал,который открывает элемент И 25-1,в счетчик 24-2 записывается "1"если первая кодовая команДа предназначена для включения, например, исполнительного механизма 5-1, то управляющий импульс напряжения возбудится на выходе дешифратора 2 и поступит ца первый вход триггера 21 блока 3-1, переключая его в единичное состояние, при этом откроется элемент И 22 и на выходе блока 3-1 появится напряженпе источника питания, под действием которого сработает реле К 1 имитатора 6-1 и замкнется его замыкающийся контакт 1 Е 1;- через .интервал времени, равный настройке элемента задержки 23-1, посредством которого имитируется инерционность срабатывания рабочего органа 13-1, ца его выходе появляется электрический сигнал, поступающий ца первый вход контрольного блока 7 и далее через открытый элемент И 25-1 и дифференцирующий элемент 28 - на вход обнулеия счетчика 24-2, привоця его в исходное состояние.Вторая управляющая команда, предназначенная, например, для включения исполнительного механизма 5-2 и Формируемая элементом 18-2 совпадения, вновь поступает на входы счетчиков 24-1, 24-2 и в блок 3-2 управления, переключая его в рабочее состояние. При этом становится под напряжение реле К 2 имитатора срабатывания объекта 6-2, замыкающийся контакт которого совместно с элементом 23-2 задержки имитирует сигнал обратной связи агрегата 13-2, 1182487транслируемый через открытый элемент И 25-2 и элемент 28 на вход обнуления счетчика 24-2, вновь устанавливая его в исходное состояние.Аналогичным образом формируются все последующие команды управления и имитируются сигналы обратной связи рабочих органов (13-1)-(13-й).Если по каким-либо. причинам сигнал обратной связи не будет имитирован, например из-за неисправности схемных элементов устройства, то счетчик 24-2 не будет приведен.в исходное состояние, а после формирования блоком 1 очередной управляющей команды в него будет записана вторая единица и сигнал с его инверсного выхода будет снят, Вследствие этого закроется элемент И 17 блока 1 и остановится счетчик 16. Работа этого блока будет продолжена после устранения неисправности.По окончании проверки появляется потенциальный сигнал на последнем Оп+1)-м выходе счетчика 24-1 и сработает регистратор 29 - "Норма". Устройство подготавливают к выполнению технологических операций.Для этого все его элементы приводят в исходное состояние (обнуляют счетчики 16, 24-1, 24-2, триггеры 21 бло -ков (3-1)-(3- о) управления и размыкают коммутирующий элемент 20) и устанавливают в положение Работа переключатель 14 блока 10. При этом с минусовой шиной источника питания соединяются вторые клеммы исполнительных механизмов (5-1)-(5-и)и размыкается цепь питания имита торов (6-1) в (6 - п) срабатыванияобъекта, исключая их из дальнейшейработы.Для выполнения технологическихопераций замыканием коммутирующего 15 элемента 20 запускается в работублок 1, который в заданной последовательности производит включение ивыключение исполнительных механизмов (5-1) -(5-п), а следовательно, 20 и рабочих органов (13-1) -(13-и),После формирования очередной управляющей команды блок 7 контролируетее исполнение по поступлению наодин из своих входов сигнала обрат ной связи. Этот сигнал через открытый в данный момент времени элемент И 25 и дифференцирующий элемент 28 транслируется на вход обнуления счетчика 24-2, переключая его 30 в исходное состояние и тем самымподготавливая схему к приему следующего сигнала обратной связи.1182487 оставитель И. Швецехред О.Неце Корректор Е. Сирохма олощук едакто Заказ 6104 Пате н Ужгород, ул. Проектная,4 иал 6 ТираВНИИПИ Госудапо делам из 113035, Москва, Ж 862 П твенного ком ретений и от35, Раушская писноеета СССытийаб., д.