Устройство для программного управления

(504 С 05 В 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙИ ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторское бюро Научно-производственного объедине ния "Нефтехимавтоматика" .(72) В.П,Бушель, Р.Ш,Рахметов, В,А.Ильин и П.В.Белоусов(56) Авторское свидетельство СССР Ъ 1003018, кл. С 05 В 19/10, 1981.Авторское свидетельство СССР У 1072003, кл. С 05 В 19/18, 1982(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится,к автоматизации и управлению и предназначенодля использования в системах программного управления различными технологическими процессами, например дляуправления технологическим процессомпройзводства катализаторов. Изобре-тение позволяет расширить функциональные возможности за счет подачикоманд управления на группу исполнительных элементов по заданной времен1241195 да последнего разряда - на счетныйвход счетчика 7. С выходов счетчиков6 и 7 двоично-десятичный код поступает на блоки памяти 17, 23, 25, ачерез согласующие блоки 11 - на входы задатчиков кодов 10. Формирователь импульсов 16 запрещает работублоков памяти 17, 23 и разрешает ра"боту блока памяти 25, С выходов блока памяти 25 код поступает на блокиндикации 26, При совпадении кодана выходе счетчиков 6 и 7 и кода,набранного на задатчиках кодов 10для первой программы, на его выходепоявляется сигнал, который черезэлемент И-НЕ 12.1 поступает на триггер 18 и через элемент НЕ 27 - наэлемент И 21. С формирователя импульсов 16 импульс опроса поступает через элемент И 21 и через элементИЛИ 9 на вход регистра сдвига 13 ипроизводит сдвиг на вторую команду.Если на второй команде запрограммирован второй режим - подача командна исполнительное устройство послеобработки и анализа сигналов с датчиков, имеющих частотный выход,сигнал высокого. уровня с блока набора программ 14 разрешает работу элементов И 3, И 20, блока сравнениякодов 24 и запрещает работу черезэлемент НЕ 19 элементов И 4, И 21 . 2 ил. Изобретение относится к автоматизации и управлению и предназначено для использования в системах программного управления различными технологическими процессами, например для .5 управления технологическим процессом производства катализаторов, особеН- ность которого заключается в том,что устройство управления, кроме подачи команд управления на исполнительные устройства по заданной временной программе, должно подавать команды управления после обработки и анализа сигналов, поступающих с датчиков, Йиеющих частотный выход и расположенных на объекте управления.Цель изобретения - расширение функциональнох возможностей устройвыход. 10 15 ной программе или при,обработке и .анализе сигналов с датчиков, имеющих частотный выходПри пуске устройства импульс управления через элемент ИЛИ 9 поступает на вход. регистра 13 и устанавливает его на первую коман. ду, с выходов регистра 13 сигнал высокого уровня поступает на вход элемента И-НЕ 12,1,:подготавливая его к работе, а сигнал низкого уровня постуйаетна вход блока набора программ 14,а с его выхода - на испол. нительные элементы 15; 1 15.п. Устройство работает -в двух режимах, которые программируются на блоке набора программ 14, В первом режиме - подача команд управления на исполни. - тельные устройства по заданной временной программе - сигнал низкого уровня с выхода блока набора программ 14 запрещает работу элементов И 3, 20 и блока сравнения кодов 24, а также через элемент НЕ 19 разрешает работу элементов 44, 21. С выхода генератора импульсов 22 импульсы поступают на входы распределителя тактового интервалавремени 5, на один.из вторых входов которого с выхода блока набора программ 14 поступает сигнал высокого уровня, разрешающий прохож, дение импульсов через элемент И 4 на счетный вход счетчика 6, а с выхо" 2ства за счет подачи команд управления на группу исполнительных элементов по. заданной временной программе или после обработки и анализа сигналов датчиков, имеющих частотный На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие работу устройства. На фиг. 2 обозначено: а - выход распределителя-усилителя сигналов распределителя-усилителя сигналов датчиков, б - пятый выход формирователя импульсов," в - выход делителя 1, г - импульс опроса с шестого выхода формирователя импульсов, д .- импульс/сброса с первого выхода формирователя импульсов, П - напряжение,Е - частота, С - время.Устройство содержит делитель 1, распределитель-усилитель 2 сигналов датчиков, содержащий элементы 2.1,2,п, первый элемент И 3, второй элемент И 4, распределитель 5 тактового интервала времени, состоящий из элементов 5.15.п, первый 6 и второй 10 7 счетчики, триггер 8,.элемент ИЛИ 9, задатчик кодов 10, включающий в себя элементы 10.1, , 10.п, согласую.щие блоки 11, элементы И-ЯЕ 12.1 12.п, регистр сдвига 13, блок набора 15 программ 14, исполнительные элементы 15, формирователь импульсов 16, блок памяти 17, триггер 18, элемент НЕ 19, четвертый 20 и третий 21 элементы И, генератор импульсов 22, блок памяти 20 23, блок сравнения кодов 24, блок памяти 25, блок индикации 26, элемент НЕ 27. Делитель 1, выполненный на двоично-десятичном счетчике, имеет два25 счетных входа. На первый вход подают" ся прямоугольныЕ импульсы, которые при высоком уровне разрешают, а при низком . - запрещают счет. На второй вход подается частотный сигнал. Рас; пределитель-усилитель 2 сигналов датчиков включает в себя несколько транзисторов (не показаны) и элемен- . ты И 2.1, , 2 и (количество кото-, рых зависит от количества датчиков с 35 частотным выходом),выходы которых3 объединены по ИЛИ, Распределитель 5 тактового интервала временисостоит . из нескольких элементов И-НЕ 5,1 5.п (количество элементов зависит. от 40 количества выходов генератора импульсов 22), на вторые входы которых .с блока набора программ 14 поступают сигналы, при низком уровне запрещающие, при высоком - разрешающие про хождение тактовых импульсов навыход, поступающих на его первые входы с, генератора импульсов 22. Счетчики 6 и 7 подключены последовательно и служат для отсчета количества тактов 50а при работе во .временном режиме и процентов при работе с частотными датчиками. Триггер 8 служит для вычитания начального значения частоты при работе с частотными датчиками (так как 55 при нулевой нагрузке на выходе частотного датчика имеется сигнал, от.личный от нуля). Задатчик кодов 10 1954служит для задания временного интервала в тактах и сигналов с частотныхдатчиков в процентах (количество рядов задатчиков кодов 10 соответствует количеству счетчиков, а количество задатчиков кодов 10 в ряду равноколичеству выходов регистра сдвига13, т.е. числу рабочих команд). Формирователь импульсов 16 служит дляформирования импульсов, необходимыхдля работы устройства, Первый 17 ивторой 23 блоки памяти совместно сблоком сравнения кодов 24 служитзапоминания и сравнения кодов, поступающих с выходов счетчиков 6 и 7Третий блок памяти 25 совместно сблоком индикации 26 служит для индикации количества .тактов или сигналас частотных датчиков в процентах.Задатчики кодов.10 собраны настандартных преобразователях ПП 10,блок набора программ 14 - на многоконтактных разъемах типа РГ 1 Н-З,выходные блоки 15 - комбинация интегральных микросхем серии 511 с релеРЗСи МКУ, Остальные блоки .собраны на микросхемах серии 511.Устройство работает следующимобразом.При пуске устройства импульс ун-.равления через элемент ИЛИ 9 поступает на вход регистра сдвига 13 иустанавливает его на первую команду.С выходов регистра сдвига 13 сигналвысокого уровня поступает на входэлемента И-НЕ 121, подготавливаяего. к работе, а сигнал низкого уровня поступает на вход блока наборапрограмм 14, а с его выхода черезисполнительные элементы 15.1,15.п на исполнительные устройства,которые не показаны (зависит от набранной .программы),Устройство работает в двух режимах, которые программируются на блоке набора программ 14. Если запрограммирован первый режим - подача команд управления на исполнительные устройства по заданной временной программе, - сигнал низкого уровня с выхода блока набора программ 14 поступает на входы элемента И 3, элемента И 20 блока сравнения кодов 24, запрещая их работу, и на вход элемента НЕ 19, с выхода которого сигнал высокого уровня поступает на входы элемента И 4, элемента И 21, разрешая их работу. Одновре 1241195менно с установкой регистра сдвига 13 на первую команду разрешается работа генератора импульсов 22,. с выхода которого импульсы с различными .,интервалами поступают на входы распределителя 5 тактового интервала времени (элементы И-НЕ 5.15.п), а на один из вторых входов которого с выхода блока набора программ 14 .поступает сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение импульсов с выбранным интервалом времени на первый вход элеиента И 4 (для каждой команды на блоке набора программ 14 может быть запрограммирован любой тактовый. интервал времени). С выхода элемента И 4 импульсы поступают на счетный вход счетчика 6, а с выхода последнего разряда счетчика 6 - на счетный вход второго счетчика 7. С выходов счетчиков 6 и 7 двоично-десятичный код поступает на входы блоков памяти 17, 23, 25, а через согласующие блоки 11 - на входы эадатчиковкодов 10, С формирователя импульсов16 на входы записи блоков памяти 17 и 23 поступают сигналы низкого уровня и запрещают их работу, на вход записи блока памяти 25 поступает сигнал высокого уровня и разрешает его работу. С выходов блока памяти 25 код поступает на вход блока индикации 26, по показаниям которого можно определить время с начала действия дан 35 ной команды. При совпадении кода на выходе счетчиков 6 и 7 и кода, набранного на задатчиках кодов 10 для первой команды, на его выходе появляется сигнал высокого уровня, который поступает на вход элемента ИНЕ 12,1 группы элементов И-НЕ, на второй вход которого с. регистра сдвига 13 приходит разрешающий сигнал высокого уровня. На выходе элемента45 И-НЕ 12.1 появляется сигнал низкого , уровня, который поступает на третий вход триггера 18, а через элемент НЕ 27 на первый вход элемента И 21, В этом режиме триггер 18 в работе не участвует. С формирователя импульсов5016 импульс опроса (см. фиг. 2 г) поступает на первый вход элемента И 21, а с его .выхода через элемент ИЛИ 9 - на вход регистра сдвига 13, и производит сдвиг на вторую команду, Если на второй команде запрограммирован второй режим - подача команд управления на исполнительное устройство после обработки и анализа сигналов, поступающих с датчиков, имеющих частотный выход, - сигнал высокого уровня с блока набора программ 14 поступает на вход элемента И 3, элемента И 20, блока сравнения кодов 24, разрешая их работу, и на вход элемента НЕ 19, с выхода которого сигналнизкого уровня поступает на вход элемента И 4, элемента И 21, запрещая их работу.Для примера рассмотрим работу с. датчиками измерения веса, имеющими выходной сигнал с частотой 4000 - 8000 Гц, С выхода блока набора программ 14 сигнал высокого уровня поступает на второй вход элемента 2.1 (если запрограммирована работа с первым датчиком), а на второй вход - сигнал от первого датчика. С выхода распределителя-усилителя 2 сигналов датчиков (фиг2 а) усиленный сигнал поступает на вход делителя 1.1Так как делитель 1 имеет коэффициент деления четыре, а на его первый вход с формирователя импульсов 16 поступают прямоугольные .импульсы с периодом 0,1 с (фиг. 2 б), которые при при высоком уровне разрешают прохождение частотного сигнала через делитель, а при низком - заПрещают, тогда общий коэффициент деления равен сорока. С выхода делителя 1 сигнал 100-200 имп/с поступает на вход, элемента И 3, а с его выхода на счетный вход счетчика 6. Для нормальной работы необходимо произвести вычитание 100 имп., для чего служит триггер 8. После набора счетчиками 6 и 7 .100 имп. за время,. равное Т 4 (фиг, 2 в), про-. исходит автоматический сброс счетчиков 6 и 7 в нулевое состояние и установка триггера 8 в единичное состояние,. т.е, на выходе триггера 8 появляется .сигнал высокого уровня, который поступает на вход триггера 18. Затем за время, равное О, 1 с (Т 1), происходит заполнение счетчи.ков 6 и 7 импульсами (100 имп.), соответствующими истинному значению измеряемого веса. Таким образом, диапазон измеряемого веса разбит на проценты: 07 соответствует частоте 4000 Гц, 1003 соответствует частоте 8000 Гц. Счетчики 6 и 7 преобразуют сигнал 0-100 имп. в двоично-десятичный код, который через согласующие блоки 11 поступает на эацатчики кодов10 ина входы блока памяти 25 На вход записи последнего с формирователя 16 поступают импульсы записи через время, равное периоду, которые обновляют информацию в блоке памяти 25, а с его выхода двоично-десятичный код поступает на входы блока индикации 26, по показаниям которого можно определить вес, выраженный в1 О процентах. Если вес не достиг заппрограммировФнного значения, то двоично-десятичный код на выходе счетчиков 6 и 7 и двоично-десятичный код, набранный из задатчика кодов.15 10, не совпадают, и на его выходе остается сигнал низкого уровня, который поступает на первый вход элементов И-НЕ 12.2 второй команды, На входе элемента И-НЕ 12.2 остается сигнал высокого уровня,.который поступает на вход триггера 18 и запрещает его переключение. На выходе триггера 18 остается сигнал низкого уровня, который запрещает прохождение импульса опроса (фиг. 2 г), т.е. запрещает сдвиг на третью команду. После прохождения импульса опроса с первого выхода формирователя 16 поступает импульс сброса (фиг. 2 д) котоЭ 30 рый производит сброс в нулевое состояние счетчиков 6 и 7, триггеров.8 и 18, Затем начинается новый циклзаполнения счетчиков 6 и 7 и так далее до тех пор, пока вес не достигнет запрограммированного значения.При достижении запрограммированного веса, происходит совпадение двоично-десятичного кода на выходе счетчиков 6 и 7 и двоично-десятичного кода, набранного на задатчике кодов 10, и на его выходе появляется сигнал высокого уровня, который поступает на вход элемента И-НЕ 12.2 (второй) команды. На вход элемента И-НЕ 122 с регистра сдвига 13 подается сигналвысокого уровня,. На выходе элемента И-НЕ 12.2 появляется перепад 1/О,. который поступает на вход триггера 18 и переключает его в единичное состоя ние, т.е. сигнал высокого уровня поступает на вход элемента И 20, на вход которого с выхода блока набора программ 14 приходит разрешающий сигнал высокого уровня,.а на его первый вход с выхода формирователя 16 посту ээ пает импульс опроса (рис. 2 г). Этот импульс через элемент И 20 поступает на вход элемента ИЛИ 9, а с его выхода поступает на вход регистра сдвига 13 и производит сдвиг на. третью команду.В этом режиме 1 прирассмотрении при-. мера измерениявеса)устройствоконтро-; лирует процесс увеличения веса, т.е. определяет приращение веса за определенный интервал времени. Для этой цели служат блоки памяти 17 и 23, блок сравнения кодов 24Контроль осуществляется следующим образом.С выхода счетчиков 6 и 7 двоичнодесятичный код поступает на входы блоков памяти 17 и 23. На вход записи блока памяти 17 с формирователя 16 поступает первый импульс записи; который через выбранный интервал времени Т, равный периоду, производит . запись кода в блок памяти 17, а с его выхода записанный код подается .на блок сравнения кодов 24. Через интервал времени Т относительно первого импульса записи на вход блока памяти 23 поступает второй импульс 1записи, который, производит запись кода в блок памяти 23, а с его выхода записанный код подается на блок сравнения кодов 24, где происходит сравнение кодов. в настоящий и предыдущий моменты времени. Если коды совпали, что говорит об отсутствии увеличения веса, то на выходе блока еравнения кодов появляется сигнал высокого уровня,. который является аварийным. Если же коды не совпали, что говорит,об.увеличении веса, то на вьиоде блока сравнения кодов 24 появляется сигнал низкого уровня который запрещает подачу аварийной сигнализации, и устройство продолжит работу.Использование устройства позволяет автоматизировать производственный процесс и дает возможность работать с датчиками, имеющими частотный выход, по программе, задавая любое необходимое значение параметра. В результате получается значительный экономический эффект, сокращение энергетических и трудовых затрат, повышается культура производства.Формула и э обретенияУстройство для программного управления, содержащее два счетчика, согласующие блоки, последовательносоединенные регистр сдвига, блок на- бора программ и исполнительные элементы, выходы которых являются управляющими выходами устройства, первые .и вторые задатчики кодов по количеству счетчиков, соединенные входами с выходами сигласующих блоков, первый элемент И, выходом подключенный к счетному вхОду первого счетчи О ка, выход старшего разряда которого соединен со счетным входом второго счетчика, формирователь импульсов,первым выходом подключенный к сбросовым входам счетчиков, генератор импульсов и второй элемент И, блок индикации, распределитель тактового интервала времени, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устрой О ства за счет подачи команд управления на группу исполнительных элементов по заданной временной программе или при обработке и анализе сигналов с датчиков, имеющих частотный выход, 25 в устройство введены делитель, распределитель-усилитель сигналов датчиков, три блока памяти, блок сравнения кодов, два .триггера, группа элементов И-.НЕ, два элемента И, два ЗО элемента НЕ, элемент ИЛИ,.первый вход которого является пусковым входом устройства, выходы первого и второго счетчиков подключены к входам блоков памяти и к входам первого и второго задатчиков кодов,соответственно, выход старшего разряда второго счетчика соединен с входом установки в. "1" первого триггера, сбросовый вход которого подключен к перво му входу второго триггера и к перво-, му выходу формирователя импульсов,а единичный выход: - к второму входу второго триггера, выходы задатчиков кодов соединены и подключены к пер вым входам элементов И-НЕ группы, вторые входы которых соединены с вторыми выходами регистра сдвига, выходы элементов И-НЕ группы объединены и подключены к третьему входу второго триггера и через первый элемент НЕ -к первому входу третьего элемента И,первые выходы генератора импульсовсоединены с первыми входами элементовИ-НЕ, входящих в состав распределителя тактового интервала времени, вторые входы - с вторыми выходами блоканабора программ, а выходы элементовИ-НЕ, входящих в состав распределителя тактового интервала времени, объединены и подключены к первому входувторого элемента И, второй выход генератора импульсов соединен с входомформирователя импульсов, второй, третий, четвертый выходы которого подключены к входам записи .соответствующих блоков памяти, пятый выход подключен к первому счетному входу делителя, а шестой выход - к первому ивторому входам четвертого и третьегоэлементов И, первые входы распределителя-усилителя сигналов датчиковявляются входами частотных сигналовдатчиков, вторые входы распределителя-усилителя сигналов датчиков соединены с третьим выходом блока набора программ, а выход распределителяусилителя сигналов датчиков подключен через делитель к первому входупервого элемента И, второй. вход которого соединен с четвертым выходом,блока набора программ, с входом второго элемента НЕ, с вторым входомчетвертого элемента И и с первым вхадом блока сравнения кодов, выходвторого элемента НЕ подключен к.третьему входу третьего элемента И и через второй элемент И - к выходу первого элемента И, выход второго триггера соединен с третьим входом четвертого элемента И, выход которогоподключен к выходу третьего элементаИ и к второму, входу элемента ИЛИ, выход которбго соединен со счетным вхо- .дом регистра сдвига, выходы первогои второго блоков памяти подключены к,вторым входам блока сравнения кодов,выход которого является выходом сигнала аварии, выход третьего блокапамяти соединен с входами блока индикации,1241195 Составитель А.ИсправниковаТехредЛ.Олейник Корректор Е.Рошк едактор М.Бандура Тираж 836 П НИИПИ Государственного комите .по делам изобретений и откр 35, Москва, Ж, Раушская на исноеСССР аказ 3487/4 д. 4/5 ектная, 4 зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго