Программное временное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 46603 119 5 В 19( ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕПЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Чебоксарское производственное обьединение "Электроприбор"(56) Авторское свидетельство СССР М 472335, кл. С 05 В 19(18, 1975.Авторское свидетельство СССР И 1018107, кл. С 05 В 1918, 1983. (54) ПРОГРАММНОЕ ВРЕИЕННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение предназначено для управления различными технологическими процессами в энергетической, газовой, нефтяной и других областях промышленности. Целью изобретения является расширение области применения программного временного устройства. Программное временное устройство содержит генератор импульсов 1, управляемый делитель 2, счетчики 3, 5 и 6, запоминающие блоки 4, 7 и 8, программный блок 9, элементы задержки 10 и 11, одновибратор 12, блок запуска 13, программный блок питания 14, блок аварийной защиты и сигнализации 15 и обеспечивает автоматическое прерывание одной программы и запуск другой программы при предель" ных отклонениях технологических пара- метров, а также автоматическое отключение электропитания узлов, обеспечивающих формирование команд управлес ния после завершения программы пуска. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.(1 (сб)е1)(с. ре;з),иенс);я );(имидж с) уира в(ения ра зич ными техс).(с)гичегкими процессами в энергетической, газовой, нефтяной и других областях промьицленности.Целью изобретения является расширение области применения программного временного ус.тройства.На фиг, 1 представлена функционапьная схема программного временного устройства; на Фиг, 2 - схема программного блока питания; на фиг, 3 схема блока аварийной защиты и сиг 10 50 нализации, 15Программное временное устройство(ПВУ) содержит генератор 1 импульсов, управляемый делитель 2 частоты,счетчик 3 времени, перепрограммируемый запоминающий блок 4, счетчики 205 и 6 номера команды, запоминающиеолоки 7 и 8, программный блок 9, элементы 10 и 11 задержки, одновибратор12, блок 13 запуска, программный блок14 питания, блок 15 аварийной засш(- 25ты и сигнализации, магистрали 16 и17 команд, группу выходов 18, шину19 питания, элементы 2 И 20-1,20-к, многовходовый элемент ИЛИ 21группу входов 22-1, , 22-к, КБтриггеры 23 и 24, конденсатор 25,шину 26 питания, резистор 27, конденсатор 28, резистор 29, конденсатор30, общую шину 31, резистор 32, элементы 2 ИЛИ-НЕ 33 и 34, элемент 2 И 35,управляемый ключ 36, формирователь37 логических сигналов, элементы2 И 38, КБ-триггеры 39, орган 40 квитирования, световые индикаторы 41,усилитель 42 мощности, элемент ИЛИ 43.40Генератор 1 импульсов формируетпрямоугольные импульсы и в зависимости от уровня сигнала на его входеможет приостанавливать или возобновлять свою работу, 45Управляемый делитель 2 предназначен для установки коэффициента пересчета и определяет равномерность(номер диапазона) формируемого временного интервала,Счетчик 3 времени предназначендля формирования интервалов времени работы устройства.Перепрограммируемый запомиающийблок 4 обеспечивает преобразованиекодовых комбинаций логических сигналов на его адресных входах в кодразмерности (номера диапазона) напервой груп(е выходных шин и в код длит ) ) о.с( фс)р(и) Ус.мс) о нер (са с а на втс)рс)йру(с е вьсх 1 лных (ин.Счетчики 5 и 6 номера команды имеют счетный вход, вход сброса, разрядные выходы и предназначены для хранения кодов команд.Запоминающие блоки 7 и 8 имеют входы управления, сброса, выходы и предназначены для запоминания входных сигналов, имеющих значение "1", при отсутствии сигнала сброса.Программный блок 9 предназначен для формирования сигналов управления исполнительными устройствами объекта управления, блоком 15 аварийной защиты и сигнализации, а также элементами 2 И 20 по командам управления 2 2 и Х( Х, поступающим на его первые и вторые входы по магистралям 17 и 16 команд,Элементы 10 и 11 задерживают выходной логический сигнал относительно входного логического сигнала на время, равное или несколько большее времени распространения сигнала сче 1- чиками 3, 5 и 6 соответственно.Одновибратор 12 предназначен для генерации одного положительного импульса при поступлении на любой изтрех его входов логического сигнала,равного "1".Блок 13 запуска предназначен для Формирования сигналов (Е и Х,) запуска программ пуска или останова управляемого объекта, прерывания программы пуска и запуска программы оста- нова по сигналу с блока 15 аварийной защиты и сигнализации, блокировки запуска программы пуска по первой команде останова Х до поступления последней команды останова ХПрограммный блок 14 питания предназначен для включения напряжения питания генератора 1 импульсов, управляемого делителя 2 частоты, счетчика 3 времени, перепрограммируемого запоминающего блока 4, счетчиков 5 и 6 номера команды, запоминающих блоков 7 и 8, элементов 10 и 11 задержки, одновибратора 12, элементов 20- 1, , 20-к, 21 только на время отработки программ пуска или астапова объекта управления.Блок 15 аварийной защиты и сигнализации предназначен для прерь(нация программы пуска управляемого объекта и запуска программь его останова при предел ных отк.(с пениях отнормы технологических параметров, атакже для индикации причины останова.Программное временное устройствоработает следующим образом.5При включении электропитания напервом и втором выходах блока 13 запуска устанавливаются сигналы Хо="1" и Е = "0" соответственно,на выходе программного блока 14 питания, а следовательно, и на шине 19питания напряжение отсутствует. Поэтому узлы ПВУ 1-8, 1 О, 11, 12,20-1 20-к, 21 не получают электропитания, значит, значения всех команд управления Е-Еи , - Х в магистралях 17 и 16 соответственно равны 0". Это приводит к формированиюпрограммным блоком 9 определенныхсигналов, обеспечивающих установку 2 Оисполнительных устройств объекта управления в исходное состояние и разрешающих в блоке 15 аварийной зашиты и сигнализации контроль сигналовс датчиков некоторых технологических 25параметров. Если в это время блок 15не фиксирует аварийной ситуации,т,е. его выходной сигнал, поступающий на первый вход блока 13 запуска,равен "0", то с помощью аоответству- ЗОющего органа блока 13 возможен запускпрограммы пуска. Когда это произойдет,выходные сигналы блока 13 принимаютзначения Х = "0", Е, = "1", которыепоступают одновременно на входы программного блока 14 питания, входысброса счетчиков 5 и 6 номера команды, запоминающих блоков 7 и 8. Команда Е = "1", поступившая на второй вход программного блока 14 питания, обеспечивает включение напряжения питания на его выход и шину19 питания, При этом запитываютсяобесточенные ранее узлы программноговременного устройства, генератор 1 45начинает формировать импульсы, одновременно одновибратор 12 формируетодиночный положительный импульс, ко-торый, поступив на входы сброса управляемого делителя 2 частоты и счетчика 3 времени, устанавливает их всостояние "0",Кроме того, выходной импульс одновибратора 12 через элемент 10 задержки одновременно поступает и на входзаписи счетчика 3 времени и задерживается там на некоторое время элементом 10 задержки., В момент включенияпитания (по шине 19) счетчиков 5 и 6 номера команды и запоминающих блоков7 и 8 они устанавливаются в состояние11 11яО , в котором счетчик э и запоминаю"щий блок 7 остаются и далее, так какна их входы сброса поступает сигналЕ, = "1". На входах сброса счетчика6 и запоминающего блока 8 имеет место сигнал Хо, соответствующий "0",поэтому на первом выходе счетчика6 номера команды формируется "1",которая запоминается блоком 8 и подается по магистрали 17 команд в видекоманль 1 управления Е, = "1" на входыпрограммного блока 9. Это приводитк формированию программным блоком 9выходных сигналов в соответствии сзаданной программой,Кроме того, сигнал, равный 1,с первого выхода счетчика 6 номера командподается и на первый адресный входпервой группы входов перепрограммируемого запоминающего блока 4, навсех остальных адресных входах которого остаются сигналы, равные "0",Это обеспечивает формирование на первой группе его выходов параллельногокода размерности, а на второй группе - параллельного кода длительностипервого временного интервала, которые поступают соответственно на входыввода данных управляемого делителя 2частоты и счетчика 3 времени, К моменту поступления указанных кодовыхсигналов на входы ввода данных делителя 2 и счетчика 3 времени значениевыходного сигнала одновибратора 12на их входах сброса остается равным"1", поэтому выходные импульсы генератора 1 не изменяют их состояния,Только после того, как выходной сигнал одновибратора 12 примет значение"0", импульсы с выхода генератора 1через делитель 2 частоты, делящийих на коэффициент, заданный кодомразмерности, начинают поступать навход счетчика 3 времени, После подачи "О" на входы сброса делителя 2частоты и счетчика 3 времени в течение некоторого времени, определяемого временем задержки элемента 10,на входе записи счетчика 3 сигналостается равным "1". В это время всчетчик 3 со второй группы выходовперепрограммируемого запоминающегоблока 4 вводятся данные для счета,До поступления первого импульса насчетный вход счетчика 3 на его входезаписи элементом 10 задержки устанав 5 14466 ливается сигнал, равный "О", который блокирует входы ввода данных счетчика 3. Поэтому в него оказываются введенными данные для счета, поступив 5 шие непосредственно перед подачей "0" на вход записи. После этого начинается формирование первого интервала времени.По окончании заданного интервала времени, когда число импульсов, сосчитанных счетчиком 3 времени, совпадет с числом, введенным в него по вход м ввода данных при записи, на его выходе формируется сигнал, равный 15 "0", который обеспечивает сдвиг с первого выхода счетчика 6 номера команды на второй его выход и, следовательно, с первого адресного входа перепрограммируемого запоминающего блока 4 на его второй адресный вход. Кроме того, "0" поступает на вход элемента 11 задержки, При этом перепрограммируемый запоминающий блок 4 формирует код второго временного 25 ийтервала и подает его на вход ввода . данных делителя 2 частоты и счетчика 3 времени, но до поступления сигнала записи состояние счетчика 3 не меняется. Одновременно с подачей на вто- ЗО рой адресный вход перепрограммируемого запоминающего блока 4 сигнал, равный "1", поступает и на второй вход управления запоминающего блока 8, который запоминает этот сигнал и в виде команды управления Е = "1" по магистрали 17 команд подает на входы программного блока 9. По истечении времени задержки, заданного элементом 11, с его выхода на первый вход 40 одновибратора 12 поступает "1", которая приводит к формированиюодиночного импульса, соответствующего значению "1", Этот импульс, воздействуя на входы сброса, устанавливает дели тель 2 частоты и счетчик 3 времени в состояние "О" и одновременно поступает через элемент 10 задержки на вход записи счетчика 3. После изменения значения выходного сигнала од новибратора 12 с "1" на "0" осуществляется по входам ввода данных задание нового коэффициента пересчета делителя 2 частоты и запись данных длясчета счетчиком 3 времени, По истечении времени задержки, задаваемой элементом 10, на входе записи счетчика 3 сигнал принимает значение "0", который блокирует его входы ввода данных. 01 6Пачинается отсчет второго интервала времени. Далее процессы формирования временных интервалов повторяются и команды управления Е.Е, равные "1", формируются аналогично команде ЕЕсли в ходе формирования команд управления с одного из третьей группы выходов программного блока 9 на первый вход соответствующего элемента 2 И 20 поступает сигнал, равный "1", то он обеспечивает прохождение логического сигнала с входа 22 программного временного устройства через этот элемент 2 И 20 и многовходовый элемент ИЛИ 21 на вход блокировки генератора 1 импульсов. Поэтому при поступлении сигнала, равного "1", на рассматриваемый вход 22 с датчика технологического параметра этот сигнал обеспечивает блокировку работы генератора 1 импульсов до момента изменения значения сигнала датчика с "1" на "О", при котором возобновляется работа генератора 1 и формирование временного интервала. Включе" ние контроля сигнала с датчика по определенной команде управления, следующей через интервал времени после управляющего воздействия на технологический параметр, контролируемый этим датчиком, обеспечивает блокировку работы генератора 1 импульсов при сброшенных в нулевое состояние дели" теле 2 частоты и счетчике 3 времени. Поэтому формирование следующей команды управления происходит строго через заданный программным временным устройством интервал времени после поступления сигнала с датчика, равного цОнЕсли до Формирования команды Е"1" по какой-либо причине (по сигналу с блока 5 аварийной .защиты или с органа останова блока 13 запуска) произойдет прерывание программы пуска управляемого объекта, сигналы Е и Х примут соответственно значеступив на второй вход программного блока 14 питания, обеспечивает отключение электропитания узлов ПВУ 1-8,10-12, 20, 21 и возврат его в первоначальное состояние, Если же прерывание программы пуска происхо" дит после формирования команды 2;"1", то отключения электропитания упомяиутых выше узлов ПВУ не произой 14466дет, поэтому по сигналу Х = "1", сформированному на втором выходе блока 13 запуска, счетчик 6 номера команды и запоминающий блок 8 сбрасываются в состояние "0", т.е. все команды управления Е, сформированные до рассматриваемого момента, принимают значение 0", Одновременно по сигналу Х 0 = 1 одновибратор 12 выдает О одиночный импульс "1", который сбрасывает делитель 2 частоты и счетчик3 времени в состояние "О", В это же время сигнал Е = 0, поступив на входы сброса счетчиков 5 номера ко манды и запоминающего блока 7, обеспечивает формирование на первом выходе счетчика 5, запоминание ее блоком 7 и передачу по магистрали 16 в виде команды управления Х,:"1" на 20 вторую группу входов программного блока 9 и на второй вход блока 13 запуска, обеспечивая тем самым блокировку запуска программы пуска на все время отработки программы оста нова. Логический сигнал "1" с первого выхода счетчика одновременно поступает и на первый адресный вход второй группы входов перепрограммируемого запоминающего блока 4, на всех осталь-ЗО ных входах которого сигналы остаются равными "0, Это обеспечивает формирование на выходах перепрограммируемого запоминающего блока 4 кодовыхсигналов первого временного интервала программы останова, которые аналогично как и при отработке программыпуска вводятся в делитель 2 частотыи счетчик 3 времени, Далее продолжается процесс формирования временныхинтервалов и команд управления останова Х , Х , по которым программный блок 9 обеспечивает формирование выходных сигналов в соответствии с заданной программой. Таким образом, в рассматриваемом случае безотключения питания узлов программного временного устройства прекращается отработка программы пуска и начинается отработка программы остановауправляемого объекта. По последнейкоманде останова Х = " программный блок 14 питания отключает эле"ктропитание узлов 1-8, 10 - 12, 20, 21и программное временное устройствооказывается в первоначальном состоянии,Когда же программа пуска завершается формированием команды Е = "1",О 8по этой команде в программном блоке9 возбуждается элемент памяти, который обеспечивает запоминание всех команд пуска Е, " ., Е, равныхПо команде Е "1" программный блок14 питания отключает электропитаниеузлов ПВУ 1-8, 10 - 12, 20, 21.В случае аварийного отклонениякакого-либо технологического парамет"ра, контролируемого блоком 15 аварийной защиты и сигнализации, при пускеуправляемого объекта или после егоокончания на выходе блока 15 формируется "1", которая, поступая напервый вход блока 13 запуска, обеспечивает установку на первом его выходе сигнала Е, равного "0", а навтором выходе - Х , равного н 1. Этисигналы вызывают прерывание программы пуска и запуск программы остановаПричина прерывания программы пуска,индицирующаяся с помощью соответствующего индикатора 41 блока 15, можетбыть квитирована с помощью соответствующего органа 40 этого блока какво время отработки программы останова, так и после ее завершения,При отработке программы остановауправляемого объекта могут, как ипри пуске, возникать аварийные ситуации, фиксируемые блоком 5 аварийнойзащиты и сигнализации. После завершения программы останова и проведения анализа причин аварийных ситуаций можно с помощью органа 40 квитирования привести блок 15 в первоначальное состояние. В этом случаена выходе блока 15 устанавливаетсясигнал, равный 0.Из описания предлагаемого ПВУ следует, что при предельных аварийных)отклонениях от нормы технологическихпараметров управляемого объекта обеспечивается прерывание одной программы(пуска) и запуск другой программы(останова). Формирование каждого временного интервала начинается со сброса управляемого делителя 2 частоты исчетчика 3 времени в нулевое состояние, поэтому для формирования кодовыхкомбинаций, определяющих длительностьвременных интервалов, может быть применен перепрограммируемый запоминающий блок простой конструкции. Остановсчетчика 3 времени по сигналам с датчиков технологических параметров происходит одновременно с генератором 1импульсов и делителем 2 частоты, при"144 чем обеспечена возможность осуществлять этот останов при сброшенных в нулевое состояние делителе 2 частоты и счетчике 3 времени.Формула изобретения1, Программное временное устройст во, содержащее блок запуска, перепрограммируемый запоминающий блок, программный блок, первая группа выходов которого являе гся выходами устройства, а первая группа входов соединена с первой магистралью команд, образованной шинами команд управления, последовательно соединенные генератор импульсов, управляемый делитель частоты, счетчик времени и первый счетчик номера команды, выходы которого подключены к первым адресным входам перепрограммируемого запоминающего блока, а вход сброса к второму выходу блока запуска, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены блок аварийной защиты и сигнализации, входы которого соединены с второй группой выхс.-.;,ов программного блока, а выход подключен к первому входу блока запуска, программный блок питания, второй счетчик номера команды, выходы которого соединены с вторыми адресными входами перепрограммируемого запоминающего блока, первый и второй запоминающие блоки, входы управления которых подключены соответственно к выходам первого и второго счетчиков номера команды, а выходные шины образуют соответственно первую и вторую магистрали команд, вторая магистраль команд соединена с второй группой входов программного блока, первый и второй элементы задержки, одновибратор, выход которого соединен с входами сброса управляемого делителя частоты и счетчика времени, а через первый элемент задержки - с входом записи счетчика времени, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика номера команды и через второй элемент задержки - с первым входом одновибратора, второй вход которого подключен к второму выходу блока запуска, к первому входу программного блока питания,входу сброса первого запоминающегобб 0110блока, а третий вход - к выходу программного блока питания и шинам пи 51 О 55 15 20 25 30 35 40 50 тания генератора импульсов, управляемого делителя частоты, сйетчика времени, первых и вторых счетчиков номера команды, запоминающих блоков,элементов задержки, одновибратора иперепрограммируемого запоминающегоблока, первая и вторая группы выходов которого соединены с входами ввода данных управляемого делителя частоты и счетчика времени соответственно,входы сброса второго счетчика номеракоманды и второго запоминающего блока подключены к первому выходу блоказапуска и к второму входу программного блока питания, третий, четвертый ипятый входы которого соединены соответственно с шинами -й, последнейкоманды первой магистрали н последней команды второй магистрали, а шина первой команды второй магистралисоединена с вторым входом блока запуска,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что его программный блок питания содержит первый и второй КБ-триггеры, Р.-входпервого РБ-триггера является третьимвходом программного блока питания,Б-вход через первый конденсатор соединен с положительной шиноЙ питания,а через первый резистор - с пятымвходом этого блока, Р.-вход второгоКБ-триггера через второй конденсаторсоединен с положительной шиной питания, а через второй резистор - спервым входом программного блока питания, Б-вход этого триггера черезтретий конденсатор соединен с общейшиной, а через третий резисторс четвертым входом этого блока, неинвертирующие выходы первого и второго КБ-триггеров через первый элемент 2 ИЛИ-НЕ соединены с первым входом второго элемента 2 ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходупервого элемента 2 И, а выход - к входу управляемого ключа, через замыкающие контакты которого положительная шина питания соединена с выходомпрограммного блока питания, первыйвход первого элемента 2 И являетсявторым входом этого блока, а второйвход первого элемента. 2 И подключенк неинвертирующему выходу первогоКБ-триггера.Подписное Тираж 866 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, "осква, Ж, Раушская наб д. 4/5 1 роизвопственно-нолигряфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор А. ВоровичЗаказ 6745/52 Составитель А, РусовТехред .Ходанич Корректор А. Обручар