Устройство для управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 511 4 С 05 В БРЕТЕ Г( нженеров зводства ил ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИОАНИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт исельскохозяйственного проиим. В.П. Горячкина(56) Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3787060,кл. С 05 В 19/08, 1985,Авторское свидетельство СССРУ 1386961, кл. С 05 В 19/08, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение, относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управленияобъектом энергосистемы, напримерэлектроприемником с аккумулирующейспособностью - электрокотлом. Цельизобретения - повышение надежности 8014186 устройства. Оно содержит генераторимпульсов 1, делитель частоты 2,триггер Шмитта 6, задатчик уставки 11, с первого по пятый элементы И 22, 21, 4, 10, 9, с первого по третий счетчики 2, 24, 7, первый 30 и второй 25 формирователи импульсов, первый 23 и второй 19 триггеры, в него введены распределительимпульсов 8, третий 29 и четвертый12 формирователи импульсов, четвертый 3 счетчик, с шестого по девятыйэлементы И 5,14,15,20, с первого почетвертый элементы ИЛИ 16, 8, 28,31, блок 13 контроля частоты, третийтриггер 26 с их связями, что позволяет обеспечить управление объектом позаданной временной программе с кор"рекцией по частоте и защитной от ложных срабатываний при переходных режимах в энергосистеме. 1 з.п. ф-лы,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано, например, для циклического управления работой электро 5котлов с .учетом загрузки энергосистемы, а также других электроприемников,обладающих аккумулирующей способностью,Целью изобретения - повышение на Одежности устройства,На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства;на фиг. 3 - временная диаграмма выкодных сигналов распределителя им пульсов; на фиг. 4 - схема блока контроля частоты.Устройство содержит (фиг, 1) генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, четвертый счетчик 3, третий элемент И 4, шестой элемент, И 5, триггер6 Шмитта, третий счетчик 7, распределитель 8 импульсов, пятый и четвертый элементы И 9 и 10 задатчик 11уставки (например П 39), четвертыйформирователь 12 импульсов, блок 13контроля частоты, седьмой и.восьмойэлементы И 14 и 15, первый элементИЛИ 16, блок 17 установки триггеров, 30второй элемент ИЛИ 18, второй триг-гер 19, девятый, второй и первыйэлементы И 20-22, первый триггер 23,второй счетчик 24, второй формирователь 25 импульсов, третий триггер 26, 35первый счетчик 27, третий элементИЛИ 28, третий и первый формирователи 29 и 30 импульсов, четвертый элемент ИЛИ 31 и исполнительный эле- .мент 32. 40Блок 13 контроля частоты (фиг.4)содержит с первого по четвертый счетные триггеры 33-36, первый и второйэлементы И 37 и 38.Устройство работает следующим образом,С выхода генератора 1 импульсов(например 32768 Гц ) поступает на входделителя 2 частоты. В результате деления на его выходе появляются сигна- .лы (частотой, например, 1 Гц), которые подаются на счетный С-вход счетчика 3 и на аналогичный вход распре 5делителя 8 через шестой элемент И 5после заполнения емкости счетчика 3,.Распределитель 8 импульсов выполненна двоично-десятичном счетчике с дешифратором. С приходом каждого импульса на счетный С-вход распределителя 8 на его прямых Я-выходах различных разрядов поочередно присутствует сигнал единичного логическогоуровня, начиная с младшего разряда(фиг. 3). Сигнал с прямого Я -выхода первого разряда поступает на вто-рые входы пятого 9 и четвертого 10элементов И. Сигнал, снимаемый с вто"рого прямого Ц -выхода распределителя 8, устанавлйвает по К-входу в ну-левое состояние счетчик 7, тем самымподготавливая его к началу счета.Следующий импульс, снимаемый с третьего прямого Я выхода, осуществляетзапись числа по установочному Я"входу счетчика 7 с выходов задатчика 11уставки. Величина данного числа определяется по формулеи= (50- уст ) " эгде Г с - частота уставки срабаты"вания устройства, Гц;- калиброванный период времени счета (задается счетчиком 3), с,Импульс с четвертого прямого Явыхода через формирователь 12 импульсов устанавливает по сбросовым К-входам содержимое двоично-десятичногосчетчика с дешифратором распределителя 8 и счетчика 3 в нулевое состояние. При этом прекращается поступление управляющих импульсов с выходаделителя 2 частоты на счетный С-входраспределителя 8 через шестой элемент И 5 до очередного момента заполнения емкости счетчика 3, после чегоописанная последовательность работыблоков повторяется. Время заполненияемкости двоичного счетчика 3 определяет калиброванный период счета счетчиком 7, а длительность заполнениядвоично-десятичного счетчика с дешифратором распределителя 8 определяетпериод подготовки устройства к очередному счету частоты. Контролируемое напряжение сети подается на счетный С-вход счетчика 7 через третийэлемент И 4 при наличии входногосигнала единичного логического уровняна одном из своих входов, снимаемогос инверсного Я-вьпсода счетчика 3,предварительно преобразованное в пря-моугольную форму триггером 6 Шмитта.В случае, если частота контролируемого напряжения больше значения величины уставки, то счетчик 7 перепол 1418650няется и на его прямом Я-выходе последнего разряда сигнал принимает состояние единичного логического уровня. При ином значении .частоты аналогичный сигнал присутствует уже на инверсном .Ц-выходе последнего разряда счетчика 7. Данные сигналы соответственно через пятый 9 и четвертый 10 элементы И поступают на первый или второй вхо ды блока 13 контроля частоты (фиг.4).Блок 13 работает следующим образом. Сигнал о превышении частотой сети значения уставки с прямого Я-выхода последнего разряда счетчика 7 через пятый элемент И 9 поступает на счетный С-вход триггера 33, сбросовые К-входы триггеров 35 и 36, а также на первый вход элемента И 37. При этом триггеры 35 и 36 устанавливаются 20 в "0", а триггер 33 устанавливается в единичное состояние. Сигнал единичного логического уровня, снимаемый с прямого Я-выхода триггера 33,подается на второй вход элемента И 37. 25 Но сигнал о превышении частотой сети значения уставки не проходит через И 37, так как на его третьем входе присутствует сигнал нулевого логического уровня, поступающий с прямого Я-выхода триггера 34. Приход второго подряд сигнала о превышении частотой сети значения уставки на счетный С- вход триггера 33 изменяет состояние триггеров 33 и 34 на противоположное. 335 Соответственно изменяются на противоположные уровни сигналы на втором и третьем входах элемента И 37. Только с приходом третьего подряд сигнала, подтверждающего превышение частотой 40 сети значения уставки, триггер 33 устанавливается опять .в единичное состояние. Таким образом на всех входах элемента И 37 присутствует сигнал единичного логического уровня 45 и на его выходе появляется аналогичный сигнал, При значениях частоты сети ниже величины уставки сигнал с инверсного Я-выхода последнего разряда счетчика 7 через четвертый элемент И 10 поступает на счетный С-вход триггера 35, сбросовые К-входы триггеров 33 и 34 и первый вход трехвходового элемента И 38. Сигнал на выходе последнего появляется при условии,что на счетный С"вход триггера 35 поступает не менее трех раз подряд сигнал, лодтверждающий непревышение частотой сети значения уставки. В случае нарушения условия о трехкратной непрерывности поступления сигнала одного значения происходит автоматический сброс триггеров блока 13 контроля частоты в нулевое состояние и счет начинается заново.Работу остальных блоков устройства рассмотрим для различных моментов включения, а именно: включение устройства в работу ночью, когда Гр ц 7 )Ги до момента снижения частоты более 4 ч; включение утром, когда сети устно до момента снижения частоты менее 4, ч; включение днем, когда й щ с 1и до момента подъема частоты более 4 ч; включение вечером, когда Гс сй уст, но до момента подъема частоты менее 4 ч.При включении устройства в работу по первому условию блок 17 установки триггеров устанавливает первый триггер 23 в единичное состояние по установочному Б-входу через первый эле" мент ИЛИ 16,второй триггер 19 - в нулевое по сбросовому К-входу через второй элемент ИЛИ 18, третий триггер 26 по аналогичному входу - в нулевое состояние через элемент ИЛИ 18, счетчик 24 по сбросовому К-входу - в нулевое состояние через второй элемент ИЛИ 18. На прямом Я-выходе первого триггера 23 присутствует сигнал единичного логического уровня, который подается на второй и первый входы соответственно первого 22 и девятого 20 элементов И. Наинверсном Я- выходе второго триггера 19. присутствует сигнал единичного логического уровня, который, поступая на второй вход девятого элемента И 20, включае 1 исполнительный элемент 32, управляющий работой объекта.При наличии сигнала на исполнительном элементе 32 управляемому объекту разрешается работа, а при его отсутствии, объект отключается от сети, С первого выхода делителя 2 частоты сигнал (с периодом следования, например, 1 ч) поступает на первые входы первого 22 и второго 21 элементов И, но проходит он только через первый элемент И 22 и поступает на счетный С-вход двоичного счетчика 27 разрешения. На его прямых Ц-выходах с первого по последний разряд поочередно присутствуют сигналы единичного логического уровня, а прямые Я-выходы, например, с первого по чет 1418650вертый разряд подключены к третьемуэлементу ИЛИ 28. Данные сигналы втечение 4 ч подряд поступают на первый вход восьмого элемента И 15, ноне проходят через него, так как наего втором входе в это время отсутствует сигнал, снимаемый с второговыхода блока 13 контроля частоты, согласно первому условию включения,При появлении сигнала единичного логического уровня на прямом Я-выходешестог 6 разряда счетчика 27 третийтриггер 26 устанавливается по установочному Я-входу через формирователь 29 импульсов в единичное состояние. На его прямом Я-выходе присутствует сигнал единичного логическогоуровня, поступление которого на первый вход седьмого элемента И 14 разрешает прохождение через данный элемент на установочный Б-вход второготриггера 19 сигнала единичного логического уровня,с второго. выхода блока 13 контроля частоты, На выходахвторого триггера 19 за счет установкив единичное состояние происходит смена уровней сигналов. На инверсномЦ-выходе присутствует сигнал нулево -го логического уровня, приводящий котключению исполнительного элемента32, а следовательно, управляемогообъекта от сети, В то же время на егопрямом Я-выходе появляется сигналединичного логического уровня, который разрешает прохождение импульсовс первого выхода делителя 2 черезвторой элемент И 21 на счетный С-входсчетчика 24. По истечении 3 ч напрямом -выходе последнего разрядасчетчика 24 появляется сигнал единичного логического уровня, который через второй формирователь 25 импульсов и второй элемент ИЛИ 18 устанавливает в нулевое состояние по сбросовым Ы-входам второй 19 и третий 26триггеры, а также обнуляет содержимоесчетчика 24 по аналогичному входу.Вследствие этого на прямом Я-выходетретьего триггера 26 присутствуетсигнал нулевого логического уровня,запрещающий прохождение сигнала свторого, выхода блока 13 контроля частоты через седьмой .элемент И 14 установочный Б-вход второго триггера 19.На его выходах происходит очереднаясмена сигналов по уровню. На исполнительном элементе вновь появляетсясигнал и объект управления включает 30 35 срабатывания устройства в вечерние ,часы. В дальнейшем описанные последо 1 40 45 50 55 5 10 15 20 25 ся, Так отрабатывается первая зоназапрета на включение после снижениячастоты в утренние часы. По истечении 20 ч с момента включения устройства в работу по первому условию напрямом Я-выходе последнего разрядасчетчика 27 присутствует сигнал единичного логического уровня, которыйчерез первый формирователь 30 импульсов и четвертый элемент ИЛИ 31 устанавливает в нулевое состояние посбросовому К-входу первый триггер23 и обнуляет по аналогичному входусодержимое счетчика 27. На прямомЯ-выходе первого триггера 23 происходит смена уровня сигнала. На исполнительном элементе 32 исчезает сигнал, .и объект управления отключается от сети. При появлении сигналаединичного логического уровня на первом выходе блока 13 контроля частотыпервый триггер 23 вновь устанавливается в единичное состояние по установочному Б-входу через первый элемент ИЛИ 16. На его прямом Ц-выходе появляется сигнал единичного логического уровня, разрешая работу испол-,. нительного элемента 32, объекта управления и прохождение импульсов спервого выхода делителя 2 частотына счетный С-вход счетчика 27 черезпервый элемент И 22. Так отрабатывается вторая зона запрета на включениеобъекта управления до момента подъема частоты сети выше значения уставки вательности работы блоков циклическиповторяются раз в сутки.При включении в работу по второмуусловию устройство работает следующим образом. Блок 17 установки триггеров устанавливает первый триггер23, в единичное состояние по установочному 8-входу через первый элементИЛИ 16, второй триггер 19 - в нулевоесостояние по сбросовому К-входу черезвторой элемент ИЛИ 18, третий триггер26 по аналогичному входу - в нулевоесостояние через элемент ИЛИ 18, счетчик 24 по сбросовому К-входу - в нулевое состояние через второй элементИЛИ 18, На прямом Я-выходе первоготриггера 23 присутствует сигнал единичного логического уровня, которыйподается на второй и первый входысоответственно первого 22 и девятого20 элементов И. На инверсном 0-выхо 1418650де второго триггера 9 присутствует сигнал единичного логического уровня, который, поступая на второй вход девятого элемента И 20, включает исполч5 нительный элемент 32, управляющии работой объекта. Так, при наличии сигнала на исполнительном элементе 32 управляемому объекту разрешается. работа, а при его отсутствии объект отключается от сети. С первого выхода делителя 2 частоты сигнал (с периодом следования, например, 1 ч) поступает на первые входы первого 22 и второго 21 элементов И, но проходит он только 5 через первый элемент И 22 и поступает на счетный С-вход счетчика 27, На его прямых Ц-выходах с первого по последний разряд поочередно присутствуют сигналы единичного логического уровня, а прямые Я-выходы например, с первого по четвертый разряд подключены к третьему элементу ИЛИ 28. Данные сигналы в течение 4 ч подряд поступают на первый вход восьмого эле мента И 15 и проходят через него при наличии сигнала на его втором входе, снимаемого с второго выхода блока 13 контроля частоты, согласно. второму условию включения. Данный сигнал обнуляет содержимое счетчика 27 и устанавливает в нулевое состояние первый триггер 23 по сбросовым К-входам через четвертый элемент ИЛИ 31. При этом на прямом Я-выходе первого триггера 23 устанавливается сигнал нуле 35 вого логического уровня, который, поступая на первый вход девятого элемента И 20,.отключает через исполнительный элемент 32 объект управления, 4 О а также прекращает поступление импульсов с первого выхода делителя 2 частоты на счетный С-вход счетчика 27 через первый элемент И 22. Сигнал, подтверждающий снижение частоты сети системы, снимаемый с второго выхода45 блока 13 контроля частоты, не проходит на установочный Б-вход второго триггера 19 через седьмой элемент И 14, так как на его первом входе присутствует сигнал нулевого логичесО кого уровня, поступающий с прямого Я-выхода третьего триггера 26. Управляемый объект находится в отключенном состоянии до очередного повышения частоты сети системы. После этого работа блоков устройства аналогична описанной при включений по первомуусловию. При включении в работу по третьему и четвертому условиям устройство работает аналогично описанному для. второго условия включения. На следующие сутки после включения устройствав работу по указанным условиям оноотслеживает истинное время подъемачастоты сети системы вьппе значенияуставки срабатывания и управляет объектом согласно предписанному алгоритму работы с двумя зонами запрета на включение,Изобретение обеспечивает за счетвведения дополнительных блоков, включенных в соответствии с функциональной схемой, более точное управление электропотребителями с учетом степени загруженности энергосистемы, исключаются ложнь;е срабатьвания. Тем самым сокращается время перерьва в электроснабжении потребителя, уменьшается потребный объект аккумулирующих емкостей теплоты. Отпадает необходимость в наличии резервного источ ника питания, что повьппает его эксплуатационные качества.Устройство обеспечивает управление объектов по заданной временной программе с коррекцией по частоте и защитой от ложных срабатьваний при переходных режимах в энергосистеме.Формула изобретения1. Устройство для управления, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, триггер Шмитта, задатчик установки, с первого г 1 о пятыйэлементы И, с первого по третий счетчики, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй триггеры, выход генератора импульсов подключен к входу делителя частоты, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к счетным входам, первого и второго счетчи-. ков соответственно, выход переполнения которого соединен с входом первого формирователя импульсов, неинвертирующие выходы первого и второго триггеров соответственно соединены с вторыми входами первого и второго элементов И, выход второго счетчика подключен к входу второго формирователя импульсов, вход триггера Шмиттаявляется частотным входом устройства,выход подключен к первому входу тре 48650 0гтьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, установочный вход которого Подключен к выходам задатчика устав 5 ки, а инвертирующий и неинвертирующий Выходы соединены спервыми входами четвертого и пятого элементов И соотВетственно, о т л и ч а ю щ е е с я .ем, что,с целью повышения надежнос- О и устройства, оно содержит распределитель,импульсов, третий и четвертый формирователи импульсов, четвертый Счетчик, с шестого по девятый элеменТы И, с первого по четвертый элемен ты ИЛИ, блок контроля частоты и треий триггер, второй выход делителя Частоты подключен к счетному входу третьему счетчика и к первому входу Шестого элемента И, вторым входом 20 Соединенного с неинвертирующим выходом четвертого счетчика, а выходом - со счетным входом распределителя им- пульсов, сигнальный выход которого через четвертый формирователь импуль сов подключен к входам сброса распределителя импульсов и четвертого счетчика, инвертирующий выход которого соединен с вторым входом третьего лемента И управляющие выходы расПределителя импульсов подключены к управляющему входу задатчика уставки, к входу сброса третьего счетчика и к Вторым входам четвертого и пятого элементов И соответственно, выходы Четвертого и пятого элементов И соединены с соответствующими входами .блока контроля частоты, выходы которого соединены с первым входом первого элемента ИЛИ и с объединенными 40первыми входами седьмого и восьмого элементов И соответственно, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к входу установки второго триггера, инвертирующий выход которого подключен к первому входу девятого элемента И, Второй вход которого подключен к неинвертирующему выходу первого триггера, а выход является выходом устройства для подключения к объекту управ ления, второй вход первого и первый вход второго элементов ИЛИ являются входом начальной установки устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с входами сброса второго счетчика, второго триггера и третьего триггера, выход которс 1 о подключен к второму входу седьмого элемента И, выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход старшего разряда первого счетчика подсоединен к входу сброса третьего триггера через третий формирователь импульсов, выходы группы через третий элемент ИЛИ подвключены к второму входу восьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключенвыходу первого формирователя импульсов, а выход - к входам сброса первого триггера и первого счетчика, вход установки первого триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ.2, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок контроля частоты содержит с первого по четвертый счетные триггеры и первый и втс рой элементы И, выходы которых являются соответствующими выходами сброса третьего и четвертого счетных триггеров, первый вход первого элемента И является одним входом .блока, синхровход третьего, входы сброса первого и второго счетных триггеров и первый вход второго элемента И явля 1 отся другим входом блока, инвертир тощие вьгсодь первого и третьего счетных триггеров подключены к синхровходам второго и четвертого счетных триггеров соответственно, неинвертирующие выходь первого и второго счетных триггеров подключены соответственно к третьему и четвертому входам первого элемента И, неинвертирующие выходы третьего и четвертого счетных триггеров поцключены соответственно к второму и третьему входам второго элемента И.1418650 Составитель И. АлексеевРедактор О. ЮрковецкаяТехред А.Кравчук Корректо ешетник аказ 4151/4 Тираж 866дарственного комитета СССРизобретений и открытий, Ж, Раушская наб., д. 4/ Попписно ВНИИПИ Тос по дела 3035, Моск