Устройство для контроля и управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) 4 С 05 В 23/О ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИД.:ТЕПЬСТ шетник асех ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский иститут автоматизации управленияи производства(56) Авторское свидетельство ССУ 1042018, кл. С 06 Г 9/22, 198Авторское свидетельство СССР9 1070556, кл. С 06 Р 11/00, 19(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИРАВЛЕНИЯ,.ЯО 1255 качестве устроиства для контроля иуправления в локальных АСУ ТП. Цельюизобретения является повьппение достоверности контроля и расширения области применения, Цель изобретениядостигается за счет обеспечениявоэможности количественной оценкиотклонения импульсной последователь"ности от заданной величины, формиро"вания управляющих воздействий в соответствии с результатами контроля,а так же контроля правильности реак.ции объекта на управляющие воздействия. Устройство содержит блок синхронизации, блок пуска, блок формирования воздействий, блок контро-,ля реакций, четыре Я 5 -триггера,восемь элементов И и два элемента ИЛИ. 3 э.п. ф-лы, б ил, 1 55997Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть использовано в качествеустройства для контроля и управления в локальных системах АСУ ТП.Цель изобретения - повышениедостоверности контроля и расширение области применения устройства.На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2схема блока синхронизации," на фиг.З -схема блока пускаф на фиг,4 - схема блока формирования воздействий;"на фиг.5 - схема блока контроляреакций," на фиг.6 - временная диаграмма работы устройства.Устройство (фиг.1) содержит блок1 синхронизации, блок 2 пуска,блок3 формирования воздействий, блок 4контроля реакций, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 Й 5 -триггеры, первый 9, второй 10,тре-.тий 11, четвертый 12, пятый 13,шестой 14, седьмой 15 и восьмой 161элементы И, первый 17 и второй 18элементы ИЛИ. Устройство содержиттакже вход 19 контроля устройства,информационный вход 20, первый и- второй импульсные входы 21 и 22 управляющий выход 23 устройства, информационный выход 24, входы - выходы блоков 25-32 устройства,Блок синхронизации (фиг,2) содержит генератор 33 импульсов, счетчик 34 импульсов, первый 35 и 36второй Т -триггеры, первый 37 и второй 38 элементы И.Блок пуска (фиг,З) содержит первый 39, второй 40 и третий 41 йЬ -триггеры, генератор 42 единицы,элемент ИЛИ 43,кнопку пуска 44,кнопку останова 45, первый 46 и второй47.элементы индикации.Блок формирования воздействий(фиг,4) содержит счетчик 48 импульсов, Т -триггер 49, два элемента И 50 50 элемент И-НЕ 51, элемент ИЛИ 52, прямой выход триггера 53.Блок контроля реакций (фиг,5)содержйт счетчик 54 импульсов, коммутатор 55, элемент ИЛИ 56, элемент ИЛИ-НЕ 57, первый 58 и второй59 одновибраторы.Суть дисциплины функционированияпредлагаемого устройства состоит в следующем: по результатам контроля импульсов, поступающих от объекта, 40 45 50 55 Блок 4 контроля реакций обеспечивает подсчет числа импульсов, поступающих от объекта контроля послевыдачи управляющего воздействия иконтроль соответствиМ их полярностисформированному управлякщему воэдействию.Устройство для контроля и управления работает в двух основных режимах:режиме контроля (определения величины) и вьдачи управляющего возчдеиствия; режиме анализа реакцииобъекта контроля.ЭтР режимы циклически реализуютсяв устр йстве один за другим,В исходном состоянии все элементы памяти находятся в нулевом состоянии (цепи установки исходногосостояния не показаны),При нажатии кнопки 44 срабатываеттриггер 39 и единичным сигналом свыхода 28 блока 2 пуска устанавливается в единичное состояние триггер 5 и запускается генератор 33блока 1 синхронизации, который выдает последовательности импульсов навыходах 25-27 (фиг.б). определяется величина отклонения ихфронтов во времени 1 от импульсовзаданной последовательности 1в соответствии с величи 3 оной и знакомформируются управляющие сигналы на объект контроля; анализируются реакции объекта на сформированный управляющий сигнал и определяется способность объекта к кор 10 рекции своего состояния по результатам анализа реакций формируютсясигналы на продолжение процесса контроля и управления или его останов.Назначение основных блоков уст ройства заключается в следующем.Блок 1 синхронизации предназначендля формирования импульсных последовательностей, синхронизирующих работу устройства.20 Блок 2 пуска служит для управления пуском и остановом устройстваи индикации причины отказа объекта.Блок 3 формирования воздействийслужит для подсчета и хранения кода, пропорционального величине 7для хранения информации о знакеи вьдачи в соответствии с этим управляющего сигнала на объект контроля, для вьдачи кода Т сигнали зации о том, что) ,1255 О о 5 25 30 35 40 Сиг 1 ал на выходе 25 может либо опережать, либо отставать по фазе от сигнала, поступающего на вход 19 уСтройства от объекта контроля и уп равления.лРассмотрим случай, когдаО,. т.е. сигнал с выхода 25 блока 1 син хронизации опережает сигнал от объекта контроля и управления, поступающий на вход 19 (фиг.6).После прихода единичного сигнала на вход 19 срабатывает триггер 6, который готовит элемент И 1 О к пода че импульсов на суммирующий вход бл ка 3. Вслед заокончанием сигнала на выходе 25 блока 1 синхронизации устанавливается в единичное состояние триггер 5, открывается элемент И 10 и импульсы с выхода 26 блока 1 начинают поступать в блок 3 формирования воздействий.Когда сигнал на выходе 25 блока 1 синхронизации становится равным единице, появляется единичный сигнал на выходе элемента И 9, по которому из блока 3 формирования воздействий (выход 29) информация о величине , записывается в блок 4 контроля реакций.Первым импульсом с выхода 27 блока 1 синхронизации, проходящим через элемент И 15, на выход 23 устройства выдается комбинация 10, по которой запускаются исполнительные устройства объекта управления и обнуляется счетчик 48.При нормальной работе исполнительных устройств и объекта процесс . в нем протекает таким образом,чтобы величина Т уменьшилась. Об этом ,свидетельствуют тактовые импульсы, поступающие на вход 22 устройства.По первому из этих импульсов . триггер 8 устанавливается в нулевое состояние и устройство продолжает функционировать в режиме анализа реакции объекта контроля. После того, как счетчик 54 блока 4 контроля реакций обнуляется, появляется импульс на выходе 31 этого блока.Если при этом присутствует сигнал на входе 20 (этот сигнал может формироваться либо на выходе 31 аналогичного блока, либо поступать от датчика, установленного на объек те контроля), то импульс с выхода элемента И 16 выдается на выход 24 (отключает соответствующее исполни 997 4тельное устройство) и устанавливаетв единичное состояние триггер 8, .проходя через элемент ИЛИ 17. Такимобразом, триггер 8 готовит к очередному срабатыванию элемент И 9,В результате действия исполнительных устройств рассогласование7 уменьшается и на очередном циклекод, записываемый в блок 3 формирования воздействий, становится меньше и, таким образом, работа устройства продолжается в направлении полной компенсации величины .,Под действием внешних возмущающих факторов величина может изменяться. Рассмотрим случай, когда(О (фиг. 6) .Отличие работы устройствав этой ситуации состоит в том,что посигналу на входе 19 срабатываеттриггер 7 и импульсы через элемент И 11 подаются на вычитающийвход блока 3 формирования воздейст-.вий. Триггер 49 при этом устанавли-.вается в "0".После начала действия сигналана выходе 25 срабатывает элемент И 9.Код из блока 3 формирования воздействий переписывается в блок 4 контроля реакций, Затем происходитвыдача кода 01 на выход 23 устройства и обнуление счетчика 48.При нормальном функционированииобъекта его датчики формируют импульсы на входе 22 устройства, покоторым устанавливается в "0" триггер 8 и осуществляется уменьшениесодержимого счетчика 54 блока 4 контроля реакций. После обнуления счетчика 54 сигналом с выхода 31 блока4 контроля реакций, проходящим через элемент И 16, отключаются исполнительные устройства, и триггер8 вновь устанавливается в единичноесостояние, Далее устройство работает аналогично.В ходе функционирования устройства осуществляется контроль величины Т и правильности реакции объектана сформированное управляющее воздействие,Блок 4 контроля реакций обеспечивает подсчет числа импульсов, поступающих от объекта контроля после выдачи управляющего воздействия и контроль соответствия их полярности сформированному управляющему воздействию. Этот блок работает следующим образом (фиг.5 и 6). После поступ ления единичного сигнала на вход синхронизации в счетчик 54 по импульсу, сформированному одновибратором 58, заносится код о величине 7, поступающий на входы информационных разрядов входа 29, На управляющий вход коммутатора 55 подается разряд знака с выхода 53 триггера 49, Затем по входу 21 (22) через элемент ИЛИ 56 на вычитающий вход счетчика 54 поступают импульсные сигналы от объекта. После установки счетчика 54 в "0" срабатывает элемент.ИЛИ-НЕ 57 и одновибратор 59 выдает импульс на выход 31 счетчика 4 контроля. Коммутатор 55 осуществляет контроль им" пульсов, поступающих от объекта.Он реализует функциюЧ= ьо Е,/з1 м 1, Х.где з 8- знак ,1, если0;причем зад ы.О, если со, 55997 10 15 20 25 ьможности количественной оценки отклонения последовательности импульсов, поступающих от объекта контроля и управления, от заданной величины, осуществления возможности формирования управляющих воздействий на объект в соответствии с результатами контроля, органиэации контроля правильности реакции объекта на формируемые управляющие воздействия.При использовании предлагаемое устройство позволяет получить положительный эффект, состоящий в уменьшении вероятности неправильной классификации состояния объекта и повышении разрешающей способности контроля в расширении области применения благодаря обеспечению возможности формирования управляющих воздействий в соответствии с результатами контроля, что позволяет использовать изобретение в качестве контроллера систем АСУ ТП, работающих в реальном масштабе времени,Формула изобретения(22), соответствующиеотработке объектом управляющего воздействия7(0 (Г )0),Следовательно, если устройствоопределило, что0 (0), а навход 21 (22) поступают импульсы, которые свидетельствуют о том, чторассогласование увеличивается, т,е,растет, то формируется сигнал отказа. Он формир.ется также при одновременном поступлении сигналов повходам 21 и 22.Если в процессе работы объектаоказалось, что( ) ,1, то происходит переполнение счетчика 48 исигналом с выхода 30 устанавливается в нулевое состояние триггер 30.При этом также срабатывает триггер40 и элемент 46 индикации,Если при анализе реакции объектана управляющее воздействие обращается в единицу функция (1), то появляется импульс на выходе 32 блока4, которым обнуляется триггер 39,устанавливается в единичное состояние триггер 41 и срабатывает элемент 47 индикации,Таким образом, применение устройства позволяет повысить достоверность контроля и расширить областьприменения путем обеспечения воз 30 35 40 45 50 55 1. Устройство для контроля и управления, содержащее два элемента ИЛИ, блок синхронизации, соединенный входом с выходом блока пуска, первый элемент И,подключенный первым входом к единичному входу первого Й 5 -триггера, связанного прямым выходом со вторым входом первого элемента И, второй и третий 85-триггеры, подключенные прямыми выходами к первым входам соответственно второго и третьего элементов И, ,а также блок формирования воздействий, соединенный первым информационным выходом с управляющим выходом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и расширения области применения, в него введены четвертый К Я -триггер, блок контроля реакций, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И последний из которых подключен первым входом к информационному входу устройства, вторым входом - к первому выходу блока контроля реакций, а выходом - к первому входу первого элемента ИЛИ и к информационному выходу устройства, вход контроля которого соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, с нулевым входом второго и с нулевым7 12559 входом третьего триггера, подключенного инверсным выходом к второму входу четвертого элемента И, а единичным входом - к выходу пятого,элемента И, соединенного вторым входом с инверсным выходом второго тригге 5 ра, а инверсным входом - с первым управляющим выходом блока синхронизации, с инверсными входами второго и третьего элементов И, с третьим входом четвертого элемента И, с первым входом седьмого элемента И и с первым входом шестого элемента И, подключенного вторым входом к второму управляющему выходу блока син 15 хронизации и к вторым входам второго и третьего элементов И, соединенных выходами соответственно с суммирующим и с вычитающим входами блока формирования воздействий, связанно 20 го установочным входом с выходом седьмого элемента И, вторым ин- Гформационным выходом - с информационным входом блока контроля реакций, а выходом "Переполнение" - с первым25 входом блока пуска, подключенного вторым входом к второму выходу блока контроля реакций, а выходом - к второму входу первого элемента ИЛИ, связанного выходом с единичным вхо 30 дом четвертого триггера, подключенного выходом к третьему входу первого элемента И, а нулевым входом - к выходу второго элемента ИЛИ, соединенного первым входом с первым импульсным входом устройства и с суммирующим входом блока контроля реакций, а вторым входом - с вторым импульсным входом устройства и с вычитающим входом блока контроля реакций, связанного синхровходом с выходом первого элемента И, причем третий управляющий выход блока синхронизации подключен к второму входу седьмого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с единичным входом второго триггера, а выход шестого элемента И соединен с нулевым 1входом четвертого триггера.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит счетчик импульсов, два Т -триггера, два элемента И и генератор импульсов, подключенный входом к входу блока, а выходом - к первым входам первого и второго эле ментов И и счетному входу Т -триггера, связанного прямым и инверсными выходами со вторыми входами соответ 97 8ственно первого и второго элементов И, подключенных соответственнок второму и третьему управляющим выходам блока, соединенного первымуправляющим выходом с прямым выходомвторого Т -триггера, подключенногосчетным входом к выходу "Переполнение" счетчика импульсов, связанного суммирующим входом с инверснымвыходом первого Т -триггера.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок формирования воздействий содержит Т -триггер,два элемента И, элемент И-НЕ,счетчик импульсов и элемент ИЛИ,связанный первым входом с суммирующимвходом блока и с единичным входомЙБ-триггера, а вторым входом - с вычитающим входом блока и с нулевымвходом Т-триггера, а выходом - ссуммирующим входом счетчика импульсов, подключенного нулевым входом кустановочному входу блока и к первому входу первого элемента И, выиходом переполнения - к выходу Переполнение" блока, инверсными выходами - ко входам элемента И-НЕ, апрямыми выходами - ко второму информационному выходу блока, соединенного первым информационным выходом с выходами првого и второгоэлементов И, связанных вторыми входами с выходом элемента И-НЕ, причем первый вход второго элемента Исоединен с инверсным выходом Т -триггера, подключенного прямым выходомк третьему входу первого элемента И,к знаковому разряду прямых выходовсчетчика импульсов,4. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля реакций содержит счетчик импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, два одновибратора, коммутатор и элемент ИЛИ, связанный первым входом с суммирующим входом блока и с первым информационным входом коммутатора, вторым входом - с вычитающим входом блока и со вторым информационным входом коммутатора, подключенного выходом к второму выходу блока, а управляющим входом - к знаковому разряду информационного входа блока, соединенного другими разрядами с информационными. входами счетчика импульсов, связанного синхровходом с выходом первого одновибратора, вычитающим входом - с выходом элемен 9та ИЛИ, а выходом - с входами племента ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к входу второго одновибратора, свя 1255997 Ованного выходом с первым выходомблока, подключенного синхровходом квходу первого одновибратора,Составитель Л. ЛицанскийТехред М,Ходанич Корректор А. Обручар дактор П, Коссей каз 4822/47 Тираж 836 Подписное осударственного комитета СССР лам изобретений и открытий сква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НИИПИ 3035 Проектна роизводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгор