Система связи электронно-вычислительной машины с пневматическими регуляторами

2) Авторы изобретен А. Барски ирман и Э.И. Склярский ударственный всесоюзный центральный ордена Трудовогосного Знамени научно-исследовательский .институткомплексной автоматизации 71) Заявите 54) СИСТЕМА СВЯЗИ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬ МАШИНЫ С ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ РЕГУЛЯТОРАМ з" 1Изобретение относится к приборо. строению, а именно к системам связи электронно-вычислительной машины с пневматическими регуляторами, работающими в автоматизированных системах централизованного контроля и управления непрерывными технологическими процессами, и может быть использовано в пневматических агрегатных комплексах технических средств.Известна система связи электронно-вычислительной машины (ЭВМ) с пнев матическими регуляторами, содержащая пневмоэлектро- и электропневмопреобразователи, пневмореле, трехпозицион" ные переключатели режимов работы, задатчики автоматического и ручного уп" равления и нормальнозамкнутые пневмоклапаны 13.Недостатком известной системы валяется то, что она требует для своей реализации использования индивидуальных пневмоэлектро- и электропневмопреобраэователей для каждого иэ пнев" Матических регуляторов, входящих в став системы. В результате резко во растают затраты на реализацию систе мы связи и ее обслуживание в ходе промышленной эксплуатации, снижается надежность системы в целом.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является система связи электронно"вычислительной машины с пневматическими регуляторами, содержащая блок групповых задатчиков номиналов заданий ), коммутатор, выходы которого через коллекторы параметра и давления на исполнительном механизме соединены со входами показывающего прибора, коллектор номинала, цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с ЭВМ, а выход - с аналоговым электропневмопреобразоввтелем. Система включает также кнопки переключения режимов, вызова,сигналиэаторы и узел сравнения для безударного перехода с режима на режим 2.3 93587Недостатком известной системы является то, что она обладает ограни- ценными возможностями в отношении повышения быстродействия.Цель изобретения - повышение быст 5 родействия.указанная цель достигается тем, что в.известной системе связи электронно-вычислительной машины ЭВМ ) с пневматическими регуляторами, содер 10 жащей блок групповых задатчиков номиналов, подключенный к входным каналам коммутатора, подключенные к входным каналам коммутатора каналы параметров, Связанные с пневматическими регулято рами, выходы. которых соединены с входными каналами коммутатора, выходыоммутатора связаны с коллектором но- миналов и через коллекторы параметра и давления на исполнительном механиз 20 ме соединены с первыми и вторым входами показывающего прибора, последовательно включенные цифроаналоговый преобразователь, соединенный с инфор. мационным выходом ЭВМ и аналоговый электропневмопреобразователь кнопки переключения режимов кнопки вызова, сигнализаторы режима работы и узел сравнения, выходы которого через диск. ретные пневмоэлектропреобразователи30 соедиНены с одними управляющими входами блока групповых задатчиков но. миналов, введены первая группа элементов ИЛИ, второй элемент ИЛИ, третья группа элементов ИЛИ, первая и вторая группа элементов И, триггеры, задатчик опорного сигнала, кнопка . сконтроля номинала, блок сброса сигнала с кнопок вызова, пневмореле, электрореле, дополнительные дискретные пневмоэлектропреобразователи и электропневмопреобразователи, причем коллекторы параметра и номинала соединены одними с проточными камерами первого и второго пневмореле, управляющие камеры которых соединены с вы". ходом второго элемента ИЛИ, другие проточные камеры данных пневмореле соединены с задатчиком опорного сигнала, а выходы - с одними проточными камерами третьего и четвертого пнев мореле, другая проточная камера третьего пневмореле подключена к выходу аналогового электропневмопреобразователя, управляющие камеры данных пневмореле через первый дискретный элект ропневматический преобразователь подключены к одному из выходных каналов"коррекция" ЭВИ, а выходы третьего 6 4и четвертого йневмореле связаны свходами узла сравнения, другая проточная камера третьего пневморелесвязана с коллектором номинала, кнопка контроля номинала связана с управляющей. камерой пятого пневмореле,входы которого соединены с коллектором номинала и выходом аналоговогоэлектропневмопреобразователя, а выходс третьим входом показывающего прибора, выходы кнопок вызова соединенычерез первые входы третьей группыэлементов ИЛИ с управляющими входамикоммутатора и блока групповых задатчиков номиналов и непосредственносо входами блока сброса сигнала скнопок. вызова, первыми входами элементов И первой группы и через соответствующие дополнительные дискретные пневмозлектропреобразователи совходами ЭВМ, выход блока сброса сигнала с кнопок вызова связан с управЛяющими входами кнопок вызова. питэющие входы которых соединены с выходом шестого пневмореле, управляющая камера данного пневмореле связана с выходом первого дискретногоэлектропневмопреобразователя, вторыевходы первой и второй пар элементов И из первой группы соединены с выходом первого элемента ИЛИ из первойгруппы и кнопкой переключения режима,"ручной", выходы элементов И первойгруппы через последовательно включенные триггеры и вторую группу элементов И соединены со входами второгоэлемента ИЛИ, выходы. кнопок переключе-.ния режима "автомат" и "ручное" соединены с входами элементов ИЛИ первой группы, выход второго элемента ИЛИпервой группы соединен через соответствующий дополнительный дискретныйпневмоэлектропреобразователь с однимиз входов ЗВИ, кнопка переключениярежима "машина" связана с вторым входом первого элемента ИЛИ первой групПы и через соответствующий дополнительный дискретный пневмоэлектропреобразователь с одним из входов ЭВМ,один из выходных каналов ЭВМ "коррекция" соединен с управляющим входомэлектрореле, включенным между элементом управления и блоком групповых задатчиков номиналов, первым сигнализатором режима работы и первой управляющей камерой седьмого пневмореле, про"точная камера которого связана с выХодом второго элемента ИЛИ, а выходданного пневмореле - со вторым сигна76 .6 5 9358лизатором режима работы, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьимсигнализатором режима работы, вторыевходы элементов ИЛИ третьей группысоединены через соответствующие диск-,; 5ретные электропневмопреобразователис другими выходными каналами "коррекция" ЭВМ и соответствующими сигнализаторами режима работы.На чертеже представлена принципи Оальная схема системы связи ЭВМ с пнев, матическими регуляторами.Система связи ЭВМ с пневматицескимирегуляторами содержит пневматическиерегуляторы 1, блок 2 групповых задатчиков номиналов заданий , выходы которых соединены через коммутатор 3и коллектор 4 параметра, коллектор 5номинала и коллектор 6 давления наисполнительном механизме с входами 20показывающего прибора 7, тумблер 8 элемент управления блоком 2 групповыхзадатчиков, кнопки 9 вызова и кнопка 10 переключения режима "машина",кнопка .11 переключения режима "автойат" и кнопка 12 переключения режима"ручное", первая группа элементов ИЛИ 13, вторая группа элементов ИЛИ 14 и третья группа элементов ИЛИ 15, первая группа элемен- ; звтов И 16, вторая группа элементов И 17триггеры 18, задатчик 19 опорногосигнала, первое пневмореле 20, вто.рое пневмореле 21, третье пневмореле 22, четвертое пневмореле 23, пятое пневмореле 24, шестое пневмореле 25 и седьмое пневмореле 26,блок 27 сброса сигнала с кнопок вызова, электрореле 28, включенноемежду блоком 2 групповых задатчиковноминалов и тумблером 8 управления,ЭВМ 29, выходы которой церез цифроаналоговый преобразователь 30 и ана"логовый электропневмопреобразователь 31соединены с одним из проточных камерпневиореле 22 и через первый дискретный электропневмопреобразователь 32с управляющей камерой пневмореле 22,через другие дискретные электропневмопреобразователи 33 - с входами эле"ментов ИЛИ третьей группы, через дополнительные дискретные пневмоэлектропреобразователи 34 - с кнопками 9вызова и через дополнительные дискретные пневмоэлектропреобразователи 35 -55с кнопкой 10 переключения режима машина" и вторым входом первого элемента ИЛИ из первой группы 13, сигнализаторы 36, 37 и 38 режима работы схем регулирования и сигнализаторы режима работы 39 "коррекция от машины", кнопку 40 контроля номинала, узел 41 сравнения, соединенный с диск ретными пневмоэлектропреобразователями 42 и 43.Система связи ЭВМ с пневматически. ми регуляторами работает следующим образом.Для вызова того или иного параметра на показывающий прибор 7 оператор нажимает на соответствующую кнопку 9 вызова, при этом ее шток опускается и давление питания проходит через сопло на выход кнопки и далее через один из элементов ИЛИ 15.на коммутатор 3. Одновременно выходной сигнал нажатой оператором кнопки 9 вызова поступает, на блок 27 сброса сигнала с кнопок 9 вызова, выходной сигнал которого обеспечивает возвращение в исходное 1,не- нажатое ) состояние кнопки 9 вызоыва, нажатой оператором в предыдущем моменте времени.Для того, чтобы контролируемый оператором контур регулирования нахо. дился в режиме .ручного 1, дистанционного) управления, оператор нажимает на кнопку 12 переключения режима "ручное", выходной сигнал. которой собирается по схеме И с выходным сигналом кнопки 9 вызованажатой в настоящий момент ) на соответствующем первом элементе группы элементов И 16, выходной сигнал которого взводит соответствующий контролируемому конту ру триггер 18, при этом на выходе триггера 18 формируется сигнал условной "1", который отключает соответствующий регулятор 1 и, собираясь по схеме И с выходным сигналом нажатой кнопки 9 вызова на втором элемен те И из группы элементов И 17, формирует на выходе последнего сигнал . условной "1", проходящий второй элемент ИЛИ 14 и включающий сигнализатор режима 38.После этого оператор, воздействуя на блок групповых задатчиков ручного управления (на чертеже не показан), осуществляет регулирование положения клапана исполнительного механизма.Так как при этом изменяется значение регулируемой переменной, то для того, чтобы перевод контура в режим автоматического управления происходил безударно, сигналы параметра из каналов параметра "П" и номинала из коллекторов 4 и 5 коммутируются через пневмо 935876и ле 20, 21, 22 и пневмореле 23 на входы узла сравнения 41, Если номинал окажется неравным параметру, то на одном из выходов узла сравнения 41 появляется пневматический сигнал условной "1", который, проходя через пневмоэлектропреобразователь 42 (параметр больше номинала) или 43 (параметр меньше номинала), обеспечивает замыкание цепи электропитания и вра щение реверсивного электродвигателя блока 2 групповых задатчиков и штока задатчика номинала, контролируемого в настоящий момент контура (прижатие штока эадатчика к маховику элект родвигателя блока 2 групповых задатчиков номиналов (заданий) обеспечивается сигналом условной "1" от кнопки 9 вызова). Вращение штока задатчика номинала продолжается до того момента, пока сигналы параметра и номинала на входе регулятора 1 не сравняются между собой, так как при этом на выходе узла сравнения 41 отсутствует сигнал условной "1" и цепь пита ния блока 2 групповых эадатчиков номиналов (заданий) размыкается.При необходимости перевода контура в режим автоматического управления оператор нажимает на кнопку 11 переключения режима "автомат", выходной сигнал которой проходит первый элемент ИЛИ из группы 13, первый элемент И из группы 16 и сбрасывает соответствующий триггер 18, в результа 35 те выход регулятора 1 подключается к исполнительному механизму (на чертеже не показан) пневмореле 20 и пневмореле 22 коммутируют на оба входа узла сравнения 41 выходной опорный сигнал задатчика 19 опорного сигнала, что обеспечивает формирование на его.выходах сигналов условный "0", а инверсно соединенный сигнализатор 37 и сигнализатор 38 переключаются таким образом, что включенным становитф 5 ся сигнализатор 37 (последний управляется выходным сигналом пневмореле 26).При необходимости перевода контура в супервизорный режим управления регулятором 1 от вычислительной машины 29 оператор нажимает на кнопку 10 переключения режима "машина", предварительно вызвав его на индикацию нажатием на соответствующую кнопку 9 вызова; выходной сигнал кнопки 9 вызова проходит через дополнительный дискретный пневмоэлектропреобрэз,я.1. тель 34 и поступает в вычислительнуюмашину 29, При этом в последней, вячейке памяти( на чертеже не показана ), соответствующей данному контуру,запоминается информация о переводеконтура в супервизорный режим управления, Одновременно сигнал от кнопки 10 переключения "машина" через пер.вый элемент ИЛИ из группы элементов 13 и первый элемент И из группыэлементов.16 подается на сброс соответствующего триггера 18 и устанавливает на его выходе сигнал условного "0". В тот момент, когда в вычислительной машине 2 формируется новое заданное значение для данногоконтура, происходит опрос ячейки памяти, задающей режим управления данным контуром, и в случае, если машинный режим задан, на выходном коммутаторе ( на чертеже не показан) вычислительной машины 29 формируется код,соответствующий новому значению заданил, а сигнал условной "1" появляется на соответствующем сигнализаторе 39режима работы "коррекция от машины",а также проходит через дискретный .электропневмопреобразователь 32 в управляющие камеры пневмореле 22 ипневмореле 23, мембранные блоки пневмореле опускаются вниз; сформированный в вычислительной машине 29 кодпреобразуется в цифро-аналоговомпреобразователе 30 в аналоговый элект.рический сигнал стандартного диапазона, а затем в электропневмопреобразователе 31 - в аналоговый пневматический сигнал стандартного диапазона;последний коммутируется вместе с сигналом .номинала, формируемым блоком 2 групповых эадатчиков номиналов , на входы узла сравнения 41; вслучае, если сигналы окажутся неравными, на одном из выходов узла 41сравнения Формируется пневматическийсигнал условной "1" таким образом,1 что пневмоэлектропреобразователь 42срабатывает, если задание от вычислительной машины 29 больше номинала,а пневмоэлектропреобразователь 43 - .если задание от вычислительной машины 29 меньше номинала. При этом замыкается цепь питания реверсивногоэлектродвигателя, который начинаетвращать шток соответствуоцего задатчика блока 2 групповых зэдатчнков(номиналов) в ту или иную сторону дотого момента, пока выходной сигнал задатчика не станет равным вых одному9 9358сигналу вычислительной машины 29. Через интервал времени, достаточный длявыравнивания сигналов, сигнал условной "1" снимается с выхода вычислительной машины 29 с канала "коррекция" и соответственно дискретногоэлектропневмопреобразователя 32 и сигнализатора 39, а контур продолжаетработать в режиме автоматического управления, стабилизируя параметр на за 10данном вычислительной машиной 29 уров, не; через определенный промежутоквремени вычислительная машина 29 формирует новое задание и процедура управления положением штока задатчика 15блока 2 групповых задатчиков (номиналов) повторяется,При нажаТии кнопки 10 переключения"машина" вычислительная машина 29 выдает сигнал с канала "коррекция" насигнализатор 36 и электрореле 28; последнее разрывает цепь электропитания (,каналы управления) блока 2 групповых задатчиков (номиналов); таким образом, тумблер 8 управления в случае р 5если оператор воздействует на него,пытаясь вручную изменить задание регулятору, не сработает. Одновременновыходной сигнал дискретного электропневмопреобразователя 32 поступаетв управляющую камеру пневмореле 25, врезультате его мембранный блок поднимается вверх и давление пневмопитапри этом исключается возможность вызова другого контура. Для обеспечения коммутации сигнала номинала от блока. 2групповых задатчиков (номиналов) через кбммутатор 3 к узлу сравнения 41в супервизорном режиме работы контура. вычислительная машина 29 выдает 4 впо каналу "коррекция" через дискретный электропневмопреобразователь 33и собтветствующий элемент.ИЛИ группы элементов 15 управляющий сигнална коммутатор 3,45 Для того, чтобы оператор смог проконтролировать в автоматическом режиме значение задания, формируемого вычислительной машиной 29, в устройстве предусмотрены кнопка 40 контроля номинала и пневмореле 24. При нажатии на кнопку мембранный блок неврюреле 24 опускается вниз и пнев матический сигнал, пропорциональный значению задания, формируемому вычислительной машиной 29, поступает для контроля на показывающем приборе 7. В случае, если кнопка 40 не на 7610жата, на показывающий приборкоммутируется выходной сигнал блока 2 групповых задатчиков (номиналов) (к" рез коммутатор 3 и коллектор 5 номинала).Предлагаемая система связи электронно-вычислительной машины с пневматическими регуляторами более проста, чем известная схема,так как вместо многоканального электропневмопоеобразователя использован одноканальный пневмоэлектропреобразователь.Увеличивается и надежность работы системы из-за отсутствия возможности сбоя в канале для каждого пневмати-ческого регулятора. Важным преимуществом предлагаемой системы по сравнению с известной является увеличение ее быстродействия в несколько раз, так как с помощью предлагаемой системы можно формировать и выдавать пневматическим регуляторам любое оптимальное задание независимо от его значения в предшествующий выдаче момент времени ( плавность перехода на новое задание обеспечивается плавностью вращения электродвигателя блока групповых задатчиков); при использова. нии же многоканального электропневматического преобразователя приходится изменять задание регулятору постепенно небольшими приращениями, что снижает быстродействие системы; в противном случае (,при одноразовой выдаче полного сигнала задания) в системе возникают сильные автоколебательные процессы.формула изобретенияСистема связи электронно-вычислительной машины с пневматическими регуляторами, содержащая блок групповых задатчиков номиналов, подключенный к входным каналам коммутатора, подключенные к входным каналам коммутатора каналы параметров, связанные с пневматическими регуляторами, выходы которых соединены с входными каналами коммутатора, выходы коммутатора связаны с коллектором номиналов и через коллекторы параметра и давления на исполнительном механизме соединены с первым и вторым входами показывающего прибора, последовательно включенные цифроаналоговый преобразователь, соединенный с ин,формационным выходом ЭВМ, и аналого ,вый электропневмопоеоГразов тель935811кнопки переключения режимов кнопки вызова, сигнализаторы режима работы и узел сравнения, выходы которого через дискретные пневмоэлектропреобразователи соединены с одними управляющими входами блока групповых задат. чиков номиналов, элемент управления, о т л и ц а ю щ а я с я тем, цто, с целью повышения быстродействия, содержит первую группу элементов ИЛИ, 1 О элемент ИЛИ, вторую группу элементов ИЛИ, первую и вторую группы элементов И, триггеры, задатчик опорного сигнала, кнопку контроля номинала, блок сброса сигнала с кнопок вызова, 1 пневмореле, электрореле, дополнительные дискретные пневмоэлектропреобразователи и электропневмопреобразователи, причем коллекторы параметра и но минала соединены с одними проточными Камерами первого и второго пневмореЬе, управляющие камеры которых соеди" йены с выходом. элемента ИЛИ, другие йроточные камеры данных пневмореле соединены с задатциком опорного сигна уу 1 а, а выходы - с одними проточными камерами третьего и четвертого пневмоеле, другая проточная камера третьего пневмореле подключена к выходу вналогового. электропневмопреобразова- зо теля, управляющие камеры третьего и четвертого пневмореле через первый дискретный электропневмопреобразователь подключены к одному из выходныхКанадов "Коррекция" ЭВМ, а выходы третьего и четвертого пневмореле связаны с входами узла сравнения, другая проточная камера третьего пневмореле связана с коллектором номинала,кнопка контроля номинала связана суправляющей камерой пятого пневмореле, входы которого соединены с коллектором номинала и выходом аналогового электропневмопреобразователя,е выход - с третьим входом показываю.4Щего прибора, выходы кнопок вызовасоединены через первые входы элементов ИЛИ второй группы с управляющимивходами коммутатора и блока групповыхзадатчиков номиналов и непосредственно со входами блока сброса сигнала скнопок вызова первыми входами элементов И первой группы и через соответствующие дополнительные дискретные пневмоэлектропреобразователи со входами ЭВМ, выход блока сброса сигнала 76 12с кнопок вызова связан с управляющимивходами кнопок вызова, питающие входыкоторых соединены с выходом шестогопневмореле, управляющая камера шестого пневмореле связана с выходом первого дискретного электропневмопреобРазователп, вторые входы первой и второй пар элементов И первой группы соединены с выходом первого элемента ИЛИ первой группы и кнопкой переключения режима "Ручной", выходы элементов И первой группы через последовательно включенные триггеры и вторую группу элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выходы кнопок переключения режимов "Автомат" и "Ручной" соединены с входами элементов ИЛИ.первой группы, выход второго элемента ИЛИ первой группы соединен через соответствующии дополнительный дискретный пневмоэлектропреобразователь с одним из входовЭВМ, кнопка переключения режима "Машина" связана с вторым входом первогоэлемента ИЛИ первой группы и черезсоответствующий дополнитепьный дискретный пневмоэлектропреобразователь - с одним из входов ЭВМ, один извыходных каналов ЭЗМ "Коррекция" соединен с управляющим входом электрореле, включенным между элементом .управления и блоком групповых задатциков номиналов, первым сигнализаторомрежима работы и первой управляющейкамерой седьмого пневмореле, проточная камера которого связана с,выходом элемента ИЛИ, а выход седьмогопневмореле " с вторым.сигнализаторомрежима работы, выход элемента ИЛИ соединен с третьим сигнализатором режима работы, вторые входы элементов ИЛИвторой группы соединены через соответствующие дискретные электропневмопреобразователи с другими выходнымиканалами Коррекция" ЭВМ и соответствующими сигнализаторами режима работы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Склярский Э.И, и др, Автоматизированная система централизованногоконтроля и управления, Нефть,М935876 Заказ 4207/48 город, ул. Прое ал ПП ент" и одписное ая, 4