Устройство для регулирования технологических параметров

(21) 3756532 (22) 19.06.8 (46) 30.01.8 (71) Харьков политехничес нина.Якове ства свиде С 05 чтости равно полния наде ены етий пенное,элементтый элеый исустановод ко м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИ М.В.Гунби Т.А нко(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ,содержащее датчик параметра, усилитель, пороговый элемент, счетчикделитель, четыре элемента памяти,генератор импульсов, счетный триггер, пять элементов И, элемент ИЛИ,элемент задержки, первый формирователь и два исполнительных элемента, причем первый выход первого элемента памяти соединен с входом датчика параметра, а второй его выход -с первым входом первого и второгоэлементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и вто.рому входам третьего элемента памятивыход которого соединен с входомпервого исполнительного элемента,первый выход датчика параметра подключен к последовательно соединеннымусилителю и пороговому элементу, выЯО 12 О 853 оторого подсоединен к с ходу счетчика-делителя, входса которого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с первым входом второго элемента памяти, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а первый и второй выходы второго элемента памяти соединены с вторыми входами перВого и второго элементов И соответс; енно, третьи входы которых подключены к выходу первого формирователя и первому входу пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента памяти, при этом выход генератора импульсов подключен к входу счетного триггера и к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами счетного триггера соответСтвенно, а выходы - с входами элемента ИЛИ, причем выход четвертого элемента памяти подключен к входу второго исполнительного элемента,о т л и ч а ю щ е е с я тем с целью обеспечения возможно раздельной диагностики неисп тей схемы регулирования и ис тельного элемента и повьппени ности устройства, в него вве шестой элемент И, второй и т формирователи, преобразовате ременного напряжения в посто дифференцирующее устройство, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвертор, п мент памяти, третий и четвер полнительные элементы и узел ки начального состояния, вых рого подключен к вторым вход1208539 четвертого и пятого элементов памяти,первый вход пятого элемента памятисоединен с выходом шестого элемента И, причем выход усилителя подключен через последовательно соединенные преобразователь переменного напряжения в постоянное и дифференцирующее устройство к первому входутретьего формирователя, второй входкоторого соединен с общей шиной, авыход - с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которогоподключен к входу второго формирователя, первому входу четвертого исполнительного элемента и выходу третьего элемента памяти, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через инверторсоединен с первым входом шестогоэлемента И, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя,первый вход пятого элемента И соединен с вторым выходом второго элемента памяти, первый выход пятого элемента памяти подключен к входу третьего исполнительного элемента и к второму входу четвертого исполнительного элемента, а второй выход пятого элемента памяти соединен с вторым входом первого исполнительного элемента, причем второй выход датчика параметра подключен к второму входу усилителя, третий выход датчика параметра соединен с источником переменного напряжения, четвертый выход датчика параметра подключен к источнику питания, первый вход первого элемента памяти соединен с выходом четвертого элемента И, а второй вход первого элемента памяти подключен к выходу первого формирователя.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик параметра содержит транзистор, транИзобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами и предназначено для использования, например, при регулировании температуры в сушильных устройствах.Целью изобретения являются обеспечение возможности раздельной диагностики неисправностей схемы регулизисторный оптрон, пять резисторови термометр сопротивления, причемтермометр сопротивления и три резис.тора образуют измерительный мост,первый вывод которого, подключенныйк первому выводу термометра сопротивления и коллектору фототранзистора транзисторного оптрона, является вторым выходом датчика параметра, второй вывод измерительного моста, соединенный с вторым выводом термометра сопротивления, подключен к общей шине, которым соединены эмиттеры транзистора и фототранзистора транзисторного оптрона, третий вывод измерительного моста является третьим выходом датчика параметра, база транзистора подключена к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого является входом датчика параметра, а коллектор транзистора через обратно включенный Фотодиод транзисторного оптрона соединен с одним из выводов пятого резистора, другой вывод которого является четвертым выходом датчика параметра.3, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй формирователь содержит первый и второй инверторы, элемент задержки и элемент 2 И-ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с входом первого инвертора, и это соединение является входом второго Формирователя, выход первого инвертора подключен к входу элемента задержки и четвертому входу элемента 2 И-ИЛИ-НЕ, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента 2 И-ИЛИ-НЕ и через инвертор подключен к третьему входу элемента 2 ИИЛИ-НЕ, выход которого является выходом второго формирователя. 1рования и исполнительного элементаи повышение надежности устройства,На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные пиаграммы его работы; на фиг. 3 - схема датчика температуры, 3 1Устройство содержит элементы 1-5 памяти, датчик 6 температуры, усилитель 7, пороговый элемент (триггер Шмидта) 8, счетчик 9, элементы И 10- 15, счетный триггер 16, при этом счетный триггер 16 и элементы И 12 и 13 образуют генератор 17 двухтактных сигналов (ГДТС), генератор 18 импульсов, элемент ИЛИ 19, элемент 20 задержки, формирователи 21-23, преобразователь 24 переменного напряжения в постоянное, дифференцирующее устройство 25, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, инвертор 27, исполнительные элементы 28-31, узел 32 установки начального состояния. Узел 32 установки начального состояния собран, например, по схеме отклю чения питания микропроцессора, при этом к выходу такой схемы подключен инвертор.Устройство работает следующим образом.При включении элементы 4 и 5 памяти устанавливаются в исходное сос. тояние. ГДТС 17 выдает с первого выхода импульс начала рабочего цикла, а с второго - импульс для диагностики состояния схемы регулирования.Импульс диагностики с второго выхода ГДТС 17 в момент времени устанавливает в "1" элемент 1 памяти, в "0" элементы 2,4 и 5 памяти и поступает на элемент 20 задержки (ждущий мультивибратор). Импульс с выхода элемента 1 памяти воздействует на датчик 6 температуры, который содержит (см. Фиг. 3) транзисторный каскад 33, транзисторный оптрон 34, измерительный мост 35 с датчиком 36 температуры в одном из плеч. В измерительный мост 35 вводится разбаланс, и, если регулятор исправен, то на выходе триггера Шмидта 8 будет последовательность импульсов. При наличии некоторого числа импульсов на выходе триггера Шмидта 8 счетчик-делитель 9 своим выходным импульсом устанавливает в момент времениэлемент 2 памяти в "1" ,в результате чего на вход элемента И 10 с выхода элемента 2 памяти подается разрешающий потенциал. В момент времени з потенциал со схемы 20 задержки запускает формирователь 21, выходной импульс которого возвращает в исходное состояние элемент 1 памяти. Импульсом с выхода 208539 4элемента 20 задержки счетчик 9 сбрасывается в исходное состояние, Приисправной работе регулятора в моментвремениэлемент 2 памяти находится в состоянии, когда с его второго5выхода снимается нулевой потенциал,и элемент 4 памяти остается в исходном состоянии, исполнительный элемент 29, управляющий средством сигнализации исправной работы устройства, не срабатывает. В момент времени .импульс с выхода элемента И 11подтверждает нулевое состояние элемента 3 памяти. Исполнительный элемент 28 не включен. Цикл диагностикизакончен,В момент времени С импульс рабочего цикла с первого выхода ГДТС 17через элемент ИЛИ 19 устанавливаетэлемент 2 памяти в "0" и поступаетна элемент 20 задержки. Счетчикделитель 9 при поступлении определенной последовательности импульсовс триггера Шмидта 8 в момент времениустанавливает в "1" элемент 2памяти, импульс с первого выхода которого поступает на вход элемечта И 10 и при наличии разрешающегопотенциала с второго выхода элемен 30та 1 памяти в момент времени С,когда импульс со схемы 20 задержкизапускает формирователь 21, "1" поступает на первый вход элемента 3памяти, включается исполнительныйэлемент 28, воздействующий на объект регулирования.Так как объект обладает транспортным за: здыванием, то температураобъекта не возрастает сразу послемомента времени Г ; она возрастает40.после момента времени Тт, и напряжение на выходе преобразователя 24переменного напряжения в постоянноепосле момента времени С. увеличива 7ется,В момент времени у импульс с второго выхода ГДТС 17 производит действия, аналогичные тем, которые былив момент времени С 1. Если цепь датчика 6 температуры оборвана или по50 какой-либо причине на выходе триггера Шмидта 8 не будет определеннойпоследовательности импульсов, элемент 2 памяти остается в состоянии 0. В момент времени о им 55 пульс со схемы 20 задержки запускает формирователь 21, импульс с еговыхода проходит через открытый элемент И 14 и перебрасывает элемент 4памяти, исполнительный элемент 29 срабатывает, сигнализируя о неисправности регулятора. В случае выдачи на исполнительный элемент 28 сигнала на нагрев объекта управления ("1" на вььходе элемента 3 памяти) "1" с выхода элемента 3 памяти поступает также на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, и, если исполнитель ный элемент 28 исправен, объект управления нагревается, напряжение на выходе преобразователя 2 ч переменного напряжения в постоянное увепичивается, поэтому на выходе дифференцирующего устройства 25 - положительное напряжение, при поступлении которого на вход формирователя 23 на выходе последнего будет 0. На входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 20 будет комбинация, состоящая из "1" и 0", следовательно, с выхода инвертора 27 снят "0", элемент И 15 заперт. Если исполнительный элемент отключается, объект управления 25 остывает, Если исполнительный элемент исправен, то на выходах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ опять будет комбинация, содержащая "0" и "1 Формирователь 22 запирает элемент И 15 по его первому входу в моменты включения и отключения исполнительного элемента; длительностьимпульса формирователя 2" выбираетсябольшей транспортного запаздывания обьекта управления, чтобы не былоложного переключения на резервныйисполнительный элемент 31 при исправном основном исполнительном элементе 28 в моменты включения и отключения нагрева, Формирователь 22 формирует прямоугольные импульсы по фронту и срезу входного сигнала. Еслив момент времени С исполнительныйэлемент 28 отказал, то через время,равное транспортному запаздываниюобъекга управления, в момент времени напряжение на выходе преобразователя 2 ц переменного напряженияв постоянное начинает уменьшаться,и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 будет комбинация, содержашая две 1элемент 5 памяти переключается отключается неисправныйиспопнительный элемент 28 и включается резервный исполнительный элеме:-т 31;. срабатывает также исполнительный элемент 30, сигнализирующийо том., что основной исполнительныйэлемент 28 неисправен. Аналогично,если подан сигнал на охлаждение объекта управления, а ь исполнительномэлементе 28 произошла неисправностьтипа КЗ и нагреватель остался включенным, то на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 будет комбинация, содержащая два "0", и происходит переключение на резервный исполнительныйзлемент 31.,иф о иы йа АиЮ ы и 1 ФфиСоставитель А,ИсправниковаРедактор Л.Веселовская Техред Т.Дубинчак Корректор А.Обручар 87/57 Тираж 837 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д