Микропроцессорное устройство управления перегораживающим сооружением канала

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области мелиорации и иррепации. Цель изобретения - повышение оперативности управления и расширение функциональных возможностей устройства. Для этого оно содержит модуль процессора и соединенные с ним модули аналоговых и дискретных входов, связанные с технологическими преобразователями и датчиками. Устройство позволяет непосредственно на объекте изменить уставки регулирования и выбирать требуемый закон автоматического управления каждым из основных элементов технологического оборудования и процесса. 4 ил.

СОО3 СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1

М1 :"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

Ъ . (21) 4254247/30-15 (22) 14,04.87 (46) 07.03.90, Бюл, и 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) А.Л.Ильмер и В,И,Шабловский (53) 631 ° 347,1(088.8) (56) Автоматизация гидромелиоративных систем: Сб. научных трудов

СевНИИГиМ, - Л., 1983, с, 12-19, (54) МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕГОРАЖИВА10ЩИМ СООРУЖЕНИЕМ КАНАЛА. (57) Изобретение относится к сельсИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации водораспределения

s оросительных. системах (в ирригации).

Целью изобретения является повышение оперативности управления и расширение, функциональных возможностей устройства.

На фиг.l представлена общая схема микропроцессорного устройства для управления перегораживающим сооружением канала в увязке с технологическим оборудованием; на фиг,2 - схема водораспределения канала с перегораживающими сооружениями; на фиг,3схема водораспределения канала с перегораживающими сооружениями, Микропроцессорное устройство для управления перегораживающим сооружением канала включает модуль 1 процессора, имеющий блок 2 цифровых кому хозяйству к области мелиорации и ирригации. Цель изобретения — повышение оперативности управления и расширение функциональных возможностей устройства, Для этого оно содержит модуль процессора и соединенные с ним модули аналоговых и дискретных входов, связанные с технологическими преобразователями и датчиками, Устройство позволяет непосредственно на объекте изменить уставки регулирования и выбирать требуемый закон автоматического управления каждым из основных элементов технологического оборудования и гроцесса, 3 ил, входов, процессор 3, блок 4 цифровых выходов и блок 5 оперативной памяти., Устройство включает также модуль 6 постоянной памяти, модуль 7 автоматического запуска, модуль 8 телемеханики и модуль 9 дискретных входов, Последний соединен с технологическими датчиками 10-1, 10-2..., и ключами 11-1, 11-2..., выбора программы, а модуль 12 аналоговых входов соединен с задатчиками 13-1, 13-2,. ° . и преобразователями 14-1, 14-2..., технологических параметров, Модули аналоговых 15 и дискретных 16 выходов соединены с устройствами 17-1, 17-2..., управления технологическим оборудованием (шкафы управления, пускатели и т,п,) двигателей 18, свя-. занных с приводом 19 исполнительных механизмов 20 (затворы, щиты и т,п,), регулирующих переток воды из верхнего 2i в нижний 22 бьефы перегоражи15483

1 вающего сооружения, К модулям аналоговых и дискретных выходов посредством блока 23-1 управления перего раживающими сооружениями могут присоединяться блоки 23-2 ... 23-4

5 управления нижележащих участков, Управление осуществления по линии 24 связи посредством приводов 19-1...

19-4 исполнительных механизмов (зат,:ворон), Перегораживающие сооружения имеют определенный набор датчиков (релей1

lHûõ сигнализаторов: концевые выклю1

,чатели, блок-контакты, температурные реле и т,п, - не показаны) и преоб-! разователей (пропорциональное преоб,разование технологических параметров

;в токовый сигнал, частоту, код, напряжение), основными из которых яв- ляются преобразователи 14-3, 14-1 и

14-2 соответственно уровней. (напол: нения) воды верхнего и нижнего бьефов и положения (величины открытия) затвора, Могут использоваться и дру- 25 гие преобразователи, например, рас,хода, Модуль 6 постоянной памяти содер жит (фиг,3) блок 25 координации (показан в виде функциональных эле ментов 25-1...25-5), блок 26 управле:ния, дополнительные блоки 27-1 и 27-2 управления режимами зало.пнения, дополнительные блоки 28-1...28-5 управления для формирования величины-отклонения и дополнительные блоки

29-1...29-3 управления законами регулирования, Дополнительные блоки управления снабжены на входах переключателями 30...32, имеющими управ- 40 ляющие элементы 33...35;, Кроме того, модуль 6 постоянной памяти включает блоки 36 ° ..38 регулирования, которые связаны между собой с ячейками 39...

42 уставок и ячейками 43. ° .45 данных 45 блока 5 оперативной памяти., Особенности компоновки и оборудования перегораживающих сооружений предопределяют возможность десятков схем блоков и вариантов программ управления ими, Микропроцессорное устройство упрощает управление тем, что это многообразие обобщается неболь-. шим числом элементов техпроцесса, основные иэ которых: защита от пе55 реполнения, режим начального заполнения канала, формирование величины отклоненИя режима и управляющего воздействия, а также (иногда) распре37 деления регулирования между несколькими затворами многопролетного сооружения (эти элементы техпроцес< а имеют ограниченное число известных вариантов реализации, обычно 2 или

3), Именно такой концепции построения соответствует структура блоков управления (фиг,3), содержаших блок 26-1 управления защитой, блоки 27-1 и

27-2 управления режимом заполнения канала соответственно снизу и сверху, блоки 28-1..,,° 28-5 управления для формирования величины отклонения по всем известным схемам (способам) управления: стабилизация уровней верхнего и нижнего бьефа, стабилизация перепада и отношения отклонений уровней и другие. Аналогично этому построены блоки 29-1...29-3 вариантов законов регулирования: пропорциональный, пропорционально-дифференциальный, пропорционально-дифференциально-интегральный, Блоки других элементов технологического процесса, в частности распределения регулировок между затворами, не показаны, они присоединены аналогично, Схемы и алгоритмы работы всех блоков управления известны, Они сравнивают значения фактических данных о параметрах режима, состоянии оборудования и расчетные величины, которые блок 25 координации определил (по результату опроса датчиков 10-1, 10-2... и преобразователей 14-1...

14-3) и зафиксировал в ячейках 43...

45 данных, со значениями, зафиксированными в ячейках 39,, ° 42 уставок, Величины-условия, которые не могут изменяться, записаны при программировании, а те величины, которые могут корректироваться, заносит блок

25 координации по результату опроса, задатчиков 13 l 13-2..., (или блок

8 телемеханики). Если по результату сравнения изменять состояние оборудования не трубется, тогда осуществляется переход к очередному блоку управления, в противном случае соответствующий блок 36, 37 или 38 регулирования выдает команду на предусмотренную изменяемую операцию техпроцесса, Переход к очередному блоку управления производится после выполнения этой операции, что фиксируется

1548337 6

45

55 по изменению в соответствующих ячей-. ках 43...45 данных, Ключи 11-1...11-3 выбора программы через блок 25 координации и соответствующие управляющие элементы

33...35 однозначно определяют положение переключателей 30...32 ° Это обеспечивает возможность выбрать один (иэ десяти возможных) вариант схемы управления перегораживающим сооружением (и каналом в целом) путем переключения нескольких ключей выбора программ, Одной ячейке с 39 по 45 (фиг,3) фактически может соответствовать несколько машинных ячеек с полным набором данных, необходимых дпя работы связанного с этими ячейками блока управления °

Устройство работает следующим образом, Перед включением в работу в соответствии с особенностями компановки и конкретного состава оборудования данного перегораживающего сооружения устанавливается положение ключей

11-1...11-3 выбора программы и задатчиков 13-1...13-3, После включения питающего напряжения модуль 7 автоматического запуска включает в работу модуль 1 процессора и устройство начинает работу по программе, записанной в модуле 6 постоянной памяти, При этом осуществляются, в частности, следующие операции, Блок 25-2 координации (фиг,3) через модуль 12 аналоговых входов опрашивает технологические преобразователи 14-1...14-3 и датчики 10-1 и 10-2 и соответствующие значения заносят в ячейки 43...45 данных, Блок

25-3 опрашивает ключи 11-1...11-3 выбора программы и устанавливает переключатели 30 ° . ° 32 в положение, которое соответствует выбранной для данного объекта схеме автоматизации.

Блок 25-4 опрашивает задатчики 13-1,, °

13-4 и установленные при наладке соответствующие значения заносит в ячейки 39...42 уставок, После этого блок 25-5 координации включает в работу блок 26-1 управления (защита верхнего бьефа от переполнения), который сравнивает сигнал с выхода ячеек данных 43 и уставок 39, Если из сравнения следует, что уровень воды в верхнем бьефе не превысил установленное значение, тогда управление передается очередному блоку 27-1 или

27-2, если превысил, тогда блок 26-1 через блок 36 регулирования и модуль

16 дискретных выходов включает устройство 17-1 управления, .которое открывает затвор 20 (через двигатель

18 и привод 19). Этот процесс продолжается до тех пор, пока фактический уровень воды в верхнем бьефе (значение из ячейки 43 данных) не снизится до установленного (в ячейке

39 уставок), Выбранный переключателем 30 блок, например 27-2 (заполнение сверху), сравнивает фактический уровень воды в верхнем бьефе (из ячейки 43) с заданным в ячейке 40 минимальным значением, Если первая величина больше (канал работает), управление передается очередному блоку, если меньше (канал только наполняется), тогда блок 27-2 управления через блок 37 регулирования обеспечивает полное закрытие затвора, 20 °

Такое состояние сохраняется до тех пор, пока верхний бьеф не заполнится (значение уровня в ячейке 43 не превысит значение в ячейке 40), после чего устройство переходит в основной режим работы, когда управление передается выбранному переключателем 31 блоку 28, например блоку 28-3 (стабилизация перепада уровней между бьефами), Блок 28-3 сравнивает разность уровней в ячейках 43 и 45 с заданным в ячейке 41 значением, определяет величину отклонения и передает управление выбранному переключателем 32 блоку, например блоку 29-1, Последний сравнивает полученное значение величины отклонения с заданным значением зоны нечувствительности (из ячейки 42). Если отклонение меньше, регулировка не про» изводится и управление передается блоку 25-1 координации, если же режим водораспределения вышел за уста новленные пределы (отклонение больше), тогда управление передается блоку 38 регулирования, и последний прикрывает или открывает (направление действия определяется знаком разности отклонения и уставки) затвор 20 до тех пор, пока не выполняется установленное соотношение сигналов с ячеек данных 43 и 45 и уставок 41 и 42, после чего управление передается блоку 25 координации, Далее весь процесс повторяется, обес1548337 печивая заданную работу перегораживающего сооружения (в режиме локального авторегулятора) и канала в цел м (в режиме каскадного регулирования) .

Таким образом, обеспечена возможнОсть комплектной поставки устройства с универсальным программным обеспечением, исключены затраты на разработку, отладку и ввод специальной программы для каждого перегораживающего сооружения, Устройство позволяет бь1стро, просто, практически без затрат и непосредственно на объекте ч изменить как уставкИ регулирования, так и способ автоматического управлен я по каждому из основных элементов (операций) технологического процесса раздельно, необходимо только иметь соответствующие датчики и преобразова тели в составе перегораживающего сооружения канала, l0

1

Ф ормула изобретения Микропроцессорное устройство упрв вления перегораживающим сооруже- 3 на ем канала, включающее модуль микропроцессора, выполненный в виде блока цифровых входов, подключенных к блоку процессора, имеющего двустороннюю

1 связь с блоком цифровых выходов и с 40 блоком оперативной памяти, модули автоматической записи и телемеханит

Экономическая эффективность при применении устройства проявляется, главным образом, в исключении затрат на индивидуальную (для каждого перегораживающего сооружения) разработку м тематического обеспечения, . 30 ки, подключенные к блоку цифровых входов, а также подключенные к соответствующим входам блока цифровых входов выходы модулей аналоговых и дискретных входов, к входам первого из которых подключены технологические преобразователи положения исполнительных элементов, а к второму— датчики процесса водораспределения на канале, а также включающее модули аналоговых и дискретных выходов с подключенными к ним блоками управ пения технологическим оборудованием, и модуль постоянной памяти, включающий блок координации и блоки управления записью в ячейки данных блока оперативной памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения оперативности управления и расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено ключами выбора программ технологического процесса, подключенными к соответствующим входам модуля дискретных входов, задатчиками технологических параметров, подключенными к соответствующим входам модуля аналоговых входов, а модуль постоянной памяти снабжен дополнительными блоками управления записью в ячейки данных блока оперативной памяти, число которых соответствует количеству ключей выбора программ технологического процесса, входы которых подключены к блоку координации и к ячейкам данных блока оперативной памяти, а выходы связаны с переключателями, управляющие элементы которых через блок координации и модуль дискретных входов подключены к ключам выбора программы технологического процесса, t 548337 ж-г

Составитель Г, Параев

Техред М.Моргентал Корректор T. Палий

Редактор Н,Рогулич

Заказ 1464 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101