Устройство для контроля показателей качества управления процессом

(51) 4 О 05 В 23/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТ миров ты И,ния содерж ИЛИ, элеме процессом. я функция ления и ин т логические элементы сравнения управДанное устройство,и автоматического лени ции пока ющему пер качестве опред поэво телеи налу актио ка ному покат обсл давать ческог честве ключени правлен процессоми- АСУ поомплексном еномендатвующемубез анали соотве зателю за каждого иэ и окаэателей каче вления и качест м ства щихся п ч фактическ рекоменда чительно мое для п решения о с тных го упр ий АСУ ократи Это позволяет эна. время, необходи- а Осоответству е фактическ яти чес дацииовысит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Антошевская М.В, и др, Применение ЭВМ для оценки работы коллектива смены по управлению процессомполучения серной кислоты,-Химическаяпромышленность, 1974, Р 8, с.62-67.Путков В,М. и др, Электронные вычислительные устройства.М.:Вышейшаяшкола, 1981, с,126-133,Авторское свидетельство СССРФ 930271, кл. С 05 В 28/02, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано для контроля показателей качества управленияв автоматизированных системах управления АСУ). Цель изобретения - расширение функциональных возможностейустройства за счет осуществлениякомплексных оценок качества фактического управления процессом и качества рекомендаций АСУ. Устройстводля контроля показателей качества управления процессом содержит: два логических блока, два блока многоуровневого сравнения, блок синхронизациизадатчик коэффициентов, блок индикации, вычислительный блок, а логический блок содержит сумматоры и узлыумножения, блок многоуровневого сравнения состоит из и узлов нормирования и п -1 мультиплексоров. Узлы нор равления и о качестве рекомен АСУ и, тем самым, позволяет п производительность труда обслуживающего персоналаПроцент повышения производительности труда обслуживающего персонала по оценке качества управления при использовании предлагаемого изобретения зависит от числачастных показателей качества фактического управления процессом и качества рекомендаций АСУ, Введение визобретение автоматического формирования комплексных показателей качества фактического управления и качества рекомендаций АСУ вместе с повышением производительности труда обслуживающего персонала эначитЕльн повышает точность и объективностьоценки качества управления эа счетисключения субъективного фактора (обслуживающего персонала) путем автоматического формирования комплексныхпоказателей, Достоинством изобрете1267365 ния является также простота изменения шкалы оценок частных показателей (они используются в логических матрицах) при формировании комплексных показателей качества управления, Эти изменения могут быть осуществлены путем изменения положения соответ 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для контроля показателей качества управления в автоматизированных системах управления(АСУ).Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства путем осуществления комплексныхоценок качества фактического управления процессом и качества рекомендаций АСУ.На фиг. представлена структурнаясхема устройства; на фиг,2 - функци"ональная схема логического блока; нафиг.3 - функциональная схема блокамногоуровневого сравнения; на фиг,4 "функциональная схема узла нормирования; на фиг.5 - матрицы логическойсвертки,В соответствии со структурной схемой фиг.1) устройство для контроляпоказателей качества управления процессом содержит первый 1 и второй 2входы устройства, задатчик 3 коэффициентов, первый 4 и второй 5 логические блоки, блок 6 индикации, первый7 и второй 8 блоки многоуровневогосравнения, вычислительный блок 9 иблок 10 синхронизации,В соответствии с Функциональнойсхемой (Фиг.2) логический блок 4 15)содержит первый 11, второй 12, третий .13 и четвертый.14 входы, 1 уз,лрв умножения 1 5 и сумматоров 1 6,вьасод 17,В соответствии с функциональнойсхемой (фиг,3) блок 7 (8) многоуровневого сравнения содержит первый 18и второй 19 входы, 1 узлов 20 норми"рования, 1 -1 мультиплексоров 21 ивьжод 22. ствующих тумблеров задатчика коэффи" циента, Простой механизм изменения шкалы оценок позволяет сократить зат раты на разработку и эксплуатацию устройства в условиях изменения технологического процесса, 1 з.п.-ф"лы, 5 ил. 2В соответствии с функциональнойсхемой (фиг.4) узел 20 нормированиясодержит первый 23 и второй 24 входы,,первый 25, второй 26 и третий 27 эле менты сравнения, первый 28 и второй29 элементы И, первый 30 элемент ИЛИи выход 31,Первый 1 вход устройства подключен к датчикам параметров технологи 1 О ческого процесса (не показан),Второй 2 вход устройства подключен к блоку моделирования АСУ (непоказан), определяющего значения параметров технологического процесса,которые были бы получены в случае,если бы вместо фактически реализованных управления технологическим процессом были бы реализованы рекомендации АСУ.2 О Задатчик 3 коэффициентов предназначен для хранения и непрерывной выдачи двоичных кодов коэффициентов впервый 4 и второй 5 логические блоки, в первый 7 и второй 8 блоки мно гоуровневого сравнения, а также вблок 6 индикации, Задатчик 3 коэффициентов может быть выполнен в видепостоянного или перепрограммируемогозапоминающего устройства на интегральных микросхемах В рассматриваемом (простейшем) случае задатчик 3коэффициентов выполнен в виде набора тумблеров, каждый иэ которыхформирует один разряд двоичного кодасоответствующего коэффициента.Первый 4 и второй 5 логическиеблоки предназначены для определенияпоказателей соответственно качествафактического управления и качестварекомендаций АСУ. В соответствии сфиг,4 логический блок 4(5) работаетследующим образом. Двоичные коды параметров поступают с входа 11 блока,показателей не ухудшает результирую 13415) на входы соответствующих узлов15 нормирования и запоминаются вних по синхросигналу, который посту.пает на вход синхронизации узлов 15с второго 13 входа блока 45),-йузел 15 выполняет операцию умножениядвоичных кодов параметра (р ) технологического процесса на двоичныйкод коэффициента а,), которые поступают на его входы соответственно свходов блока 4(5), Операция умножения осуществляется узлами 5 синхронно. Двоичный код результата произведения (р; а;) поступает с выходов61-го узла 15 на первые входы и -госумматора 16, на другие входы которого поступает коэффициент (Ь, ) с;,входа 12 блока 4(5), Операция сложения осуществляется по синхроимпульсу,который поступает на третий вход сумматора 16 с входа 14 блока 4(5), Свыхода 1 -го сумматора 16 двоичныйкод 1-го показателя качества (К поступает на выход 17 логического блока4(5), Таким образом, по каждому изпараметров (Р) технологическогопроцесса блок 4(5) осуществляет определение соответствующего показателя качества (К) в соответствии суравнениемК=Рфа +ЬБлок 6 индикации предназначен дляиндикации двоичных кодов показателейкачества фактического управления, показателей качества рекомендаций АСУ,результатов сравнения этих показателей, комплексных показателей качества фактического управления и рекомендаций АСУ, а также коэффициентов, используемых при определении вышеперечисленных показателей,Блок 6 индикации содержит послеровательно соединенные регистр и элементы индикации с соответствующимигравировками, Двоичные коды показателей и коэффициентов поступают спервого-восьмого входов блока 6 навходы его регистра и запоминаются внем по синхросигналу с шестого входаблока 6, С выходов регистра двоичныекоды показателей и коэффициентов непрерывно поступают на элементы индикации и управляют последними. Регистр блока 6 выполнен по типовым схемам на интегральных микросхемах серии 133, Элементы индикации вьг полнены на микросхемах серии 341,20 25 30 35 40 45 50 4Первый 7 и второй 8 блоки много- .уровневого сравнения предназначеныдля определения соответственно комплексного показателя качества фактического управления процессом и комплексного показателя качества рекоОпределение комплексного показателя производится с использованием аппарата логической (смысловой) свертки,При таком типе функциональной свертки отдельных показателей в комплексный показатели делятся на щий комплексный показатель, а высокиезначения дополнительных показателеймогут только улучшить комплексныйпоказатель.При логической (смысловой)сверткекаждый показатель нормируется. Врассматриваемом случае используется4-бальная шкала, т,е, весь диапазонизменения величины показателя разбивается на четыре поддиапазона и каждому поддиапазону присваивается оцен.ка по 4-бальной шкале,Аппарат логической смысловой)свертки поясняется с помощью матрицлогической (смысловой свертки, изображенных на фиг,5, В первом столбцекаждой логической матрицы проставлены оценки основного показателя, а впервой строке - оценки дополнительного показателя попарно объединяемыхпоказателей, На пересечении строк истолбцов проставляются оценки комплексного показателя, Процесс логической свертки носит многоступенчатыйхарактер, На первом уровне производится попарно объединение показателей, причем один из объединяемых показателей принимается за основной, адругой - за дополнительный. На втором уровне производится попарное объединение комплексных показателей,полученных на первом уровне иопятьодин из объединяемых показателей принимается эа основной, а другой - эадополнительный, Этот процесс продолжается до получения одного комплексного показателя.Число уровней сравнения можно выразить через число объединяемых показателей (п)путем определения вспомогательного коэффициента Й согласно выражениюа затем округления полученного значе. ния коэффициента Й до ближайшего целого числа в сторону увеличения.В соответствии с фиг.3 блок 7(8) многоуровневого сравнения работает следующим образом, Значения н показателей в двоичных кодах поступают с входа 19 блока 7(8) на входы узлов 20 нормирования, а с входа 18 блока 7(8)на входы узлов 20 поступают дво ичные коды границ четырех подциапазонов для каждого изпоказателей. В соответствии с фиг.4 узел 20 .нормирования работает следующим образом, Двоичные коды границ поддиапазонов значений показателя поступают с первого 23 входа узла 20 нормирования на первые входы первого 25, второго 26 и третьего 27 элементов сравнения, причем на первый 25 элемент сравнения поступает код верхней границы первого поддиапазона, на25 , второй 26 - код верхней границы второго поддиапазона и на третий 27 - код верхней границы третьего поддиапазона, С второго 24 входа узла 20 нормирования на вторые входы первого 25, второго 26 и третьего 2 элементов сравнения поступает двоичный код, определяющий текущее значение величин показателяЕсли величина показателя соответствует первому поддиапазону т.е, не превьппает верхнюю границу З 5 первого поддиапазона), то на выходах всех 25, 26 и 27) элементов сравнения будет уровень логического "0", Эти уровни, поступая на входы первого 28 и второго 29 элементов И, за пирают их и с выходов этих элементов И (28 и 29) уровня логического "0" поступают через элемент ИЛИ. 30 на выход 31 узла 20 в виде значения младшего разряда кода поддиапаэона текущего значения величины показателя. Старший разряд этого кода формируется на выходе второго 26 элемента сравнения и также поступает на выход 31 узла 20, Таким образом, если вели. 5 О чина текущего значения показателя соответствуетпервому поддиапаэону, на выходе 31 узла 20 будет находиться код первого поддиапазона "00", который будет использоваться дальше как 55 оценка величины показателя, Если величина текущего значения показателя находится в пределах второго подциапазона, т,е, текущее значение показателя превышает верхнюю границу первого поддиапазона и не превьппает верхнюю границу второго поддиапазона, то на выходе первого 25 элемента сравнения будет уровень логической "1", а на выходах второго 26 и третьего 27 элементов сравнения - уровни логического "0". Эти уровни откроют элемент 29 И, поступая на его входы, и уровень логической "1" с выхода этого элемента 29 И поступает через элемент, 30 ИЛИ на выход 31 узла 20 нормирования в виде младшего разряда оценки текущего значения показателя, В этом случае на выходе 31 узла 20 сформирован код "01", определяющий оценку текущего значения показателя, Аналогичным образом на выходе 31 узла 20 формируется код оценки "10" величины показателя, если его текущее значение соответствует третьему поддиапазону, и код "11" - если его текущее значение соответствует четвертому поддиапазону.С выхода первого узла 20 нормирования код оценки величины первого показателя поступает на первые управляющие входы первого мультиплексора 21, на вторые управляющие входы которого поступает с выхода второго узла 20 нормирования код оценки величины второго показателя, а на информационные входы этого мультиплексора 21 поступают с первого 18 входа блока 7(8) двоичные коды коэффициентов, формирующих матрицу логической (смысловой) свертки и представляющих набор двоич" ных кодов оценок комплексных показателей для двух объединяемых показателей, В зависимости от кодов оценок величин двух объединяемых показателей, которые поступают на первые и вторые управляющие входы мультиплек" сора 21, на выход мультиплексора 21 коммутируется с соответствующего его информационного входа код оценки комплексного показателя, Аналогичным образом на первой ступени логической свертки попарно объединяются все И показателей с помощью мультиплексоров 21, На последующих ступенях свертки объединяются в соответствии с вьппеописанным алгоритмом с помощью мультиплексоров 21 показатели, полученные на предыдущих ступенях Двоичный код оценки комплексного показателя поступает с выхода мультиплексора 217 12последней ступени свертки на выход22 блока 7 (8),Мультиплексоры 21, элементы сравнения 25, 26, 27, элементы 28, 29 Ии элемент 30 ИЛИ блока 7(8) многоуровневого сравнения выполнены по типовым схемам на интегральных микросхемах серии 133.Вычислительный 9 блок предназначен для определения разности значений Ю показателей качества фактического управления и значений соответствующих Н показателей качества рекомендаций АСУ. Двоичные коды показателей качества фактического управления поступают на первые входы блока 9, а на его вторые входы поступаютдвоичные коды показателей качестварекомендаций АСУ,Вычислитель содержит 11 сумматоров,которые производят операцию вычисления разности значений соответствующих пар показателей,Блок 10 синхронизации обеспечивает необходимую очередность выполненияопераций в устройстве путем выдачи сосвоих выходов трех сдвинутых друг относительно друга по времени последовательностей синхроимпульсов.Блок 10 синхронизации содержитпоследовательно соединенные задающийгенератор и распределитель импульсов,который выполнен на последовательносоединенных счетчиках и дешифраторе,Задающий генератор, счетчик и дешифратор выполнены по типовым схемамна интегральных микросхемах серии133.В соответствии с фиг.1 устройстводля контроля показателей работаетследующим образом, При включении питания все элементы памяти устройстваустанавливаются в исходное состояниеи запускается блок 10 синхронизации.Цикл работы устройства начинаетсяпри появлении синхроимпульса на первом выходе блока 10, Этот синхроимпульс, поступая на третьи входы первого 4 и второго 5 логических блоков,обеспечивает запоминание в них значений соответственно фактических параметров технологического процесса,поступающих со входа 1 устройства ипараметров, которые были бы получены вслучае, если бы вместо фактическиреализованных управлений технологическим процессом были бы реализованырекомендации АСУ и которь 1 е поступают.код комплексного показателя качест 50: ва рекомендаций АСУ, В третьем такте20 25 30 35 40 со вхоца 2 устройства, На этом закан. -чивается первый такт цикла работы устройства. Во втором такте цикла работы устройства (он заканчивается с окончанием синхроимпульса на втором выходе блока 10 ) в блоках 4 и 5 вычисляются значения соответственно показателей качества фактического управления и показателей качества рекомендаций АСУ. Перед приходом импульса на шестой вход блока 6 на выходах логических блоков 4 и 5 находятся двоичные коды соответственно показателей качества фактического управления и показателей качества рекомендаций АСУ, Одновременно на выходах первогои второго 8 блоковсформированы соответственно комплексный показатель качества фактического управления и комплексный показатель качества рекомендаций АСУ, ана выходе вычислителя 9 сформированыразности между значениями соответствунпцих показателей качества фактического управления и показателямикачества рекомендаций АСУ. Двоичныекоды коэффициентов, необходимых дляопределения показателей качества иформирования комплексных показателейкачества, поступают в первый 4 и второй 5 логические блоки, а также впервый 7 и второй 8 блоки многоуровнего сравнения с выходов задатчика 3 коэффициентов, Одновременнокоды укаэанных коэффициентов поступают на входы блока 6 индикации, надругие входы этого блока поступают,из блока 4 двоичные коды показателейкачества фактического управления про"цессом, из блока 5 - коды показателей качества рекомендаций АСУ, изблока 9 - коды разности между соответствующими показателями качествафактического управления и показателями качества рекомендаций АСУ, иэ блока 7 - двоичный код комплексногопоказателя качества фактического управления и из блока 8 - двоичный цикла работы устройства по синхроимпульсу с третьего выхода блока 1 Осинхронизации происходит запоминаниеперечисленных вьппе кодов коэффициентов и показателей в блоке 6 и их индикация, На этом цикл работы устройства завершается. Последующие циклыаналогичны вьппеописанному, т:е. в9 1 начале цикла фиксируются в блоках 4 и 5 текущие значения параметров про цесса, полученных при фактическом управлении и по рекомендации АСУ, затем вычисляются соответствующие показатели качества и в конце цикла эти показатели и коэффкциенты, ис" пользуемые при их определении, выводятся на индикацию, Формула изобретения1. Устройство для контроля показателей качества управления процессом, содержащее задатчик коэффициентов, подключенный первым выходом к первым входам блока индикации, первый и второй логические блоки, блок синхронизации, первые выходы которо" го соединены с вторыми входами первого и второго логических блоков, второй выход - с вторым входом блока индикации, выход первого логического блока подключен к первому входу вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом второго логического блока, соединенного третьим входом с первым входом устройства для контроля, второй вход которого подключен к третьему входу первого логического блока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем осуществления комплексных оценок качества фактического управления процессом и ка 2 б 73 б 5 10чества рекомендаций АСУ, в него введены два блока многоуровневого сравнения, первые входы которых соединены с вторым выходом эадатчика5 коэффициентов и с третьим входомблока индикации, второй входсоответственно с выходом соответсвующего логического блока и с соответствующим четвертым входом блока инди.10 кации, пятые входы которого подключены к выходам соответствующих блоковмногоуровневого сравнения, а выходвычислительного блока соединен с шесдым входом блока индикации.352, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок многоуровневого сравнения содержит 11 узловнормирования, первые и вторые входы 2 О которых подключены соответственно кпервому и второму входам блока, иИмультиплексоров, информационныевходы которых подключены к первомувходу блока, выходы узлов нормирова ния попарно подключены к первому ивторому управляющим входам соответствующих мультиплексоров первой ступени многоуровневого сравнения, выходы мультиплексоров предыдущего ЗО уровня попарно подключены к первыми вторым управляющим входам соответствующих мультиплексоров последующего уровня блока, выход мультиплексора последнего уровня является выходом блока многоуровневого сравне1267365 аюмилмяыф Составитель ИГехред А, Кравчук Редакт вЗаказ 5773/4 но о ком крытийкая наб и Раушд.4 5 эводственно-полиграфическое предприят НИИПИ Гопо дела13035, И Тира дарственно изобретени ква, Ж,ЦКорректор М, Демчик Ужгород, ул, Проектная,