Устройство для автоматического управления режимами пуска и останова химико-технологических процессов

Устройство для автоматического управления режимами пуска и останова химико-технологических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации химических производств, может быть использовано для управпения режимами пуска и останова химико-технологических процессов и позволяет расширить функциональные возможности устройства ч уменьшить время пускоостановочных операций Устройство содержит блок логического управления, выполненный на взаимосвязанных логических элементах 3, 5-10, 19-24, 29-33, 36, 37, 42, 44-51 и соединенный через коммутатор 2 с датчиками 1 технологических параметров, а через дешифратор 12 и блок 13 усилителей - с исполнительными механизмами 14, блок 15 задания технологических параметров состояния, блоки заданий гОПГ 7FJ If П SS Ьэ СО ОЭ Ј СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЫ:ТВУ (21) 4707544/26 (22) 26.04 ° 89 (46) 23.03.91. Бюл. и - 11 (7!) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) П.!1.Шоболов, B.И.Рубштейн, Т.А.Чиркина, Б.В.Долотин, E.Н.Селин, M.È.Ðåçåíüêîâ и В.В.Вороненко (53) 66.012-52 (088 ° 8) (56) Павлов В.В, и др ° Логические блоки для управления исполнительными механизмами. — М. . Энергия, 1972, с. 58-59.

Торопцов В.С. Управление химикотехнологическими процессами с использованием логических переключательных операций. — Обзорная информация. Сер.

Системы и средства автоматизации химических производств. N. НИИТЭХИ11, !

985, с. 33-36.

С 05 В 21/00, С 05 D 27/00

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ РББП1АЬЯ ПУСКА И ОСТАНОВА

ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к автоматизации химических производств, может быть использовано для управления режимами пуска и останова химико-технологических процессов и позволяет расширить функциональные воэможности устройства и уменьшить время пускоостановочных операций, Устройство содержит блок логического управления, выполненный на взаимосвязанных логических элементах 3, 5-10, !9-24, 29-33, 36, 37, 42, 44-5! и соединенный через коммутатор 2 с датчиками технологических параметров, а через дешифратор 12 и блок 13 усилителей— с исполнительными механизмами 14, блок 15 задания технологических параметров состояния, блоки заданий

163641 3 операций пуска-останова 11, ситуаций пуска-останова 34, режима операций

25, смены режима ситуаций 40, максимального времени проведения операций

Изобретение относится к автоматизации химических производств и может бbITE использовано для управления режимами пуска и останова химико-технологических процессов, в частности процесса производства минеральных удобрений. 15

Целью изобретения является расшир ение функциональных во зможно ст ей устройства и уменьшение времени пускоостановочных операций.

На чертеже представлена блок-схе- 20 ма устройства для автоматического пуска (останова) химико-технологических процессов.

Схема содержит датчики 1 параметров состояния технологического про- 25 цесса и оборудования, которые через первый коммутатор 2 соединены с первым блоком 3 сравнения, кнопку 4 за— пуска устройства, один контакт которой соединен с земляной шиной, а второй через первую схему ИЛИ 5 — с входом одновибратора 6 и через вторую и третью схемы ИЛИ 7 и 8 — со сбрасывающими входами счетчика 9 ситуаций и счетчика 10 операций, блок 11 задания операций пуска (останова), который через дешифратор 12 и блок 13 усилителей соединен с исполнительными механизмами 14 клапанов, задвижек, дымососов, шиберов, вентиляторов и т.п., блок 15 задания технологических параметров состояния процесса и технологического оборудования, который через второй коммутатор 16 сое— динен с соответствующими входами первого блока 3 сравнения, блок 17 задания максимального времени проведения каждой операции, который через тре тий коммутатор 18 соединен с соответствующими входами второго блока 19 сравнения, четвертую схему ИЛИ 20, соединенную своими входами с выхода— ми дешифратора 12, а выходом — со счетным входом первого триггера 21, счетчик 22 времени, который через третий блок 19 сравнения соединен с первым входом первой схемы И 23,шифратор 24, соответствующие выходы которого соединены с установочными vxo17 и числа операций в каждой ситуации 27, коммутаторы 16, 18, 26, 28, 35, 38, 39, 41, 43, кнопку 4 пуска и кнопку 52 повторного пуска. 1 ил. дами счетчиков 9 и 10, а через вторую и третью схемы ИЛИ 7 и 8 — со сбрасывающими входами этих счетчиков, первый блок 25 задания смены режима работы устройства при отклонении параметра состояния, соединенный своими выходами через четвертый коммутатор

26 с соответствуюшими входами шифратора 24, другие входы которого соединены, соответственно с выходом первой схемы И 23 и выходом первого блока

3 сравнения, блок 27 задания числа операций, который через пятый коммутатор 28 соединен с третьим блоком

29 сравнения, второй триггер 30,соединенный первым выходом с первым входом второй схемы И 31, вторым выходом — с первым входом третьей схемы

И 32, счетным входом — с выходом третьего блока 29 сравнения, а сбрасывающим входом через пятую схему

ИЛИ 33 — с соответствующим выходом второго шифратора 24, блок 34 зада— ния библиотеки ситуаций, который через шестой коммутатор 35 соединен с четвертым блоком 36 сравнения,третий триггер 37, соединенный выходом с входом седьмого коммутатора 38, другие входы которого соединены с датчиками 1 и через восьмой коммутатор 39 — с выходами счетчика 9, а выходы — с. с оо тв е тс твующими входами четвертого блока 36 сравнения; второй блок 40 задания смены режима, который через девятый коммутатор 41 соединен со вторым шифратором 42, другие входы которого соединены с выходами четвертого блока 36 сравнения, а соответствующие выходы через вторую и третью схемы ИЛИ 7 и 8 со сбрасывающими входами счетчиков

9 и 10 и с установочными входами этих счетчиков. Кроме того, выходы счетчиков 9 и 10,соединены соответственно через восьмой и десятый коммутаторы 39 и 43 с соответствующими входами дешифратора 12 третьего блока

29 сравнения и коммутаторов 2,16,18, 26,28,35,38,41, Соответствующий выход четвертого блока 36 сравнения соединен через первую схему ИЛИ 5 с

6413

15

25

5 163 входом одновибратора 6. Выход одновибратора 6 через шестую схему ИЛИ

44 и седьмую схему ИЛИ 45 соединен со счетными входами счетчиков 9,10 и со сбрасывающим входом третьего триггера 37. Выходы счетчика 10 соединены через десятый коммутатор 43 с соответствующими входами третьего блока 29 сравнения, второй вход третьей схемы И 32 соединен с выходом первого блока 3 сравнения, а ее выход через седьмую схему ИЛИ 45 соединен со счетным входом счетчика 10. Выход первого триггера 21 соединен с входом генератора 46 импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика 22 времени, выход первого блока 3 сравнения соединен также со вторым входом второй схемы И 31,через восьмую схему 47 ИЛИ вЂ” со сбрасывающим входом первого триггера 21 и через девятую схему 48 ИЛИ вЂ” со сбрасывающим входом счетчика 22. Выход второй схемы И 31 соединен со счетным входом третьего триггера 37.

Соответствующие выходы первого и второго шифраторов 24 и 42 через десятую схему ИЛИ 49 соединены с установочным входом четвертого триггера

50, сбрасывающий вход которого через одиннадцатую схему 51 ИЛИ соединен соответственно с контактами кнопки

52 повторного пуска и кнопки 4 пуска.

Выход четвертого триггера 50 соединен с управляющими входами восьмого и десятого коммутаторов 39 и 43.

Устройство работает следующим образом.

Нажатием кнопки 4 осуществляют запуск устройства. При этом обнуляются счетчики 9 и 10, триггеры 21, 30,50, запускается одновибратор б,который задним фронтом формируемого импульса записывает "1" в счетчики

9 и 10 и сбрасывает в нулевое состояние триггер 37. Начинает выполняться первая операция первой технологической ситуации. Под операцией понимается действие, направленное, например, на изменение какого-. то сырьевого потока, а под ситуацией— известный (заданный) результат совокупности некоторого числа операций, на которые можно разбить пускоостановочный процесс. При записи

"1" в счетчики 9 и 10 триггером 50 разрешается прохождение сигналов через коммутаторы 39,43 и на входах дешифратора !2 имеем определенную комбинацию двоичных сигналов,определяемую выходами блока 11 задания опе раций и счетчиками 9,10. Построение дешифратора выполняется таким образом, что определенной заданной комбинации указанных сигналов на его входах, соответствуют строго заданные сигналы на его выходах. Каждому выходу блока 11 поставлен в соответствие определенный исполнительный механизм (И1!) 14, который включается посредством усилительного блока 13 (HM может служить обычные реле, контакты которых задействованы в целях управления исполнительных механизмов) ° При включении соответствующего (или соответствующих) ИМ начинается отработка первой операции, При этом с помощью датчиков 1 осуществляется контроль за ее выполнением.

Одновременно с появлением сигнала на любом выходе дешифратора 12 через схему ИЛИ 20 включается триггер 21 который разрешает запуск генератора

46 импульсов, работающего с заданной временной частотой. Счетчик 22 времени начинает отсчитывать время с начала выдачи сигнала на реализацию выбранной операции, В соответствии с комбинацией двоичных сигналов на выходах счетчиков 9 и 10 коммутатор

2 подключает к блоку 3 сравнения соответствующий (соответствующие) датчик 1, а коммутатор 16 — заданное (заданные) для конца операции значение соответствующего (соответствующих) параметра (параметров), Блок 3 осуществляет сравнение текущего и заданного значений параметра и при достижении параметром заданного значения на втором своем выходе выдает сигнал, который поступает на второй вход схемы И 32.

На первый вход этой схемы поступает разрешающий сигнал с первого (прямого) выхода триггера 30. В этом случае на выходе схемы И 32 формируется сигнал, поступающии через схему ИЛИ 45 на счетный вход счетчика 10 операций, который увеличит свое "содержимое" на 1. Аналогичным образом осуществляется реализация второй операции и т.д.

Определенной комбинации сигналов с выхода счетчиков 9 и 10 (т.е. определенной отрабатываемой ситуации и определенной операции) с помощью бло1636413 ка 17. задания максимального времени отработки операции и коммутатора 18 поставлено в соответствие заданное максимальное время, в течение которого эта операция; должна быть произведена. Указанное время при каждой смене ситуации и (или) операции (зна,чение которого для разных комбинаций в общем различно) из блока 17 заданий через коммутатор 18 поступа ет в блок 19 сравнения. Туда же пос!

О тупает значение времени с начала выполнения операции из счетчика 22 времени. Ясли по каким-либо причинам

15 пает с блока 25 задания смены режима команда, которая в зависимости от комбинации сигналов на входе шифратора 24 может иметь одно из следующих смысловых значений, переход к другой операции (в этом случае с выхода шифратора на установочные входы счетчика 9 поступают сигналы, изме35 няющие соответствующим образом число, записанное в счетчике); переход к другой технологической ситуации (аналогичным образом изменяют число в счетчике 9); переход к ручному управ- 40 лению; останов (в этом случае счетчики 9 и 10 обнуляются).

При переходе к ручному управлению сигнал с выхода шифратора 24 через схему ИЛИ 49 переключает триггер 50, 45 с выхода которого на управляющие входы коммутаторов 39 и 43 поступает запрещающий сигнал. Коммутаторы 39 и 43. блокируют прохождение сигналов с выходов счетчиков 9 и 10. После окончания ручных операций нажатием кнопки 52 повторного пуска триггер

50 возвращается в исходное состояние и разрешает прохождение сигналов с выхода счетчиков 9 и 10, обеспечивая тем самым продолжение процесса пуска (останова). Так как счетчики 9 и 10 не обйуляются в описываемом режиме, 50

55 то процесс пуска (останова) продолжа, выполнение операции затянулось больше заданного, то блок 19 сравнения формирует сигнал, который поступает на один иэ входов схемы И 23; На второй ее вход в этом случае посту- 20

1 пает разрешающий сигнал с выхода бло,ка 3 сравнения. Это приводит к срабатыванию схемы И 23, сигнал с выхода которой поступает на шифратор 24.

На другие входы шифратора через коммутатор. 26, который работает аналогично описанным коммутаторам, постуется с той же операции, на которой он был прекращен.

Для достижения каждой необходимой ситуации необходимо реализовать некоторое конечное число операций (в общем случае разное для каждой ситуации). С помощью блока 27 задания числа операций, коммутатора 28 и блока

29 сравнения осуществляется контроль количества выполненных операций. В зависимости от комбинации сигналов на выходе счетчика 9 с выхода коммутатора 28 на вход блока 29 сравнения поступает заданное число операций для каждой ситуации, С выхода счетчика 10 на вход блока 29 сравнения поступает также текущее число выполнен— ных операций. При выполнении последней операции, относящейся к данной ситуации, сигнал с выхода блока

29 переключает триггер 30 ° Последний запрещает прохождение сигнала через схему И 32 на переход на новую операцию и подает разрешающий потенциал на один из входов схемы И 31. Тогда при окончании последней операции данной ситуации на другой из входов схемы И 31 поступает сигнал с выхода блока 3 сравнения. Схема H 31 срабатывает и переключает триггер 37.

Последний подает разрешаюший сигнал на работу коммутатора 38, который в зависимости от комбинации сигналов на его входах, поступающих с выхода счетчика 9 (т.е. в зависимости от рассматриваемой ситуации), подключает к блоку 36 сравнения все датчики 1, значения параметров которых характеризуют ситуацию, сложившуюся к данному моменту, В зависимости от той же комбинации сигналов с выхода счетчика 9 коммутатор 35 осуществляет соответствующую выборку заданных значений этих же параметров из блока

34 задания ситуаций (по существу из библиотеки ситуаций). Блок 35 сравнения осуществляет сопоставление текущей ситуации с заданной и в зависимости от его результатов либо дает команду на переход к отработке новой ситуации (путем подачи сигнала на

I вход одновибратора 6 и с одновременным обнулением счетчика 10), либо по аналогии с идентификацией нарушений при выполнении операций с помощью блока 40 задания смены режима, коммутатора 41 и шифратора 42 осуществляет идентификацию нарушений в це1636413

10 лом по сложившейся ситуации. При этом, в зависимости от задания, заложенного в блоке 40, шифратор 42 подает сигналы либо на установочные

5 входы счетчика 9 (смена ситуации) либо на установочные входы счетчика

10 (переход к новой операции), либо через схему ИЛИ 49 на срабатывание триггера 50 (переход к ручному управ- 1ð лению), либо на обнуление счетчиков

9,10 (" Останов" ).

Формул а изобретения

Устройство для автоматического управления режимами пуск а и о ст анова химико-технологических процессов, содержащее блок логического управления, соединенный через первый коммутатор с датчиками технологических параметров состояния, а через дешифратор и блок усилителей — с исполнительными механизмами, блок задания технологических параметров состояния икнопкупуска, о тлич ающе ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и уменьшения времени пускоостановочных операций, оно дополнительно 30 содержит блоки заданий операций пуска-останова, ситуаций пуска-останова, режима операций, режима ситуаций,времени проведения операций и числа операций в каждой ситуации, девять дополнительных коммутаторов и кнопку повторного пуска, а блок логического управления содержит одновибратор, четыре блока сравнения, счетчики числа операций и ситуаций, счетчик вре- рр мени, два шифратора, одиннадцать схем

ИЛИ, три схемы И, четыре триггера и генератор импульсов, при этом кнопка пуска соединена одним контактом с земляной шиной, а другим контактом через 45 первую схему V IN — с входом одновибратора, через вторую схему ИЛИ вЂ” со сбрасывающим входом счетчика ситуаций, через третью схему ИЛИ вЂ” со сбрасывающим входом счетчика операций, через девятую схему ИЛИ вЂ” со сбрасывающим входом счетчика времени, а через пятую, восьмую и одиннадцатую схемы ИЛИ вЂ” со сбрасывающими входами соответственно второго, перво- 55 го и четвертого триггеров, выход одновибратора соединен со сбрасывающим входом третьего триггера, а через .

I шестую и седьмую схемы ИЛИ вЂ” со счетными входами соответственно счетчиков ситуаций и счетчика операций, выходы счетчика ситуаций соединены через восьмой коммутатор с соответствующими входами первого, второго, третьего, четвертого, шестого, седьмого, девятого коммутаторов и с соответствующими входами дешифратора, выходы счетчика операций соединены через десятый коммутатор с соответствующими входами первого, второго, четвертого, девятого коммутаторов, дешифратора и трегьего блока сравнения, выходы блока задания операций соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого сое— динены через четвертую схему ТТИ со счетным входом первого триггера и через блок усилителей — с исполнительными механизмами, выходы блока задания значений параметров соетояния соединены .через второй коммутатор с соответствующими входами первого блока сравнения, другие входы коТорого соединены с выходамн первогс коммутатора, а выход соединен с первым входом первой схемы И, с вторым входом второй схемы И, с.нервым входом третьей схемы И, с соответствующим входом первого шифратора, а через восьмую и девятую схемы ИЛИ со сбрасывающими входами соответственно первого триггера и счетчика времени, входы первого коммутатора соединены через третий коммутатор с соответствующими входами второго блока сравнения, управляющий вход седьмого коммутатора соединен с прямым выходом третьего триггера, счетный вход которого соединен с выходом второй схемы И, блок задания ситуации

1 пуска-останова через шестой коммутатор соединен с соответствующими входами четвертого блока сравнения, один выход которого соединен через первую схему ИЛИ с входом одновибратора, а другие выходы соединены с соответствующими входами второго шифратора, блок задания режима ситуаций через девятый коммутатор соединен с соответствующими входами второго шифратора, соответствующие выходы которого соединены соответственно с установочными входами счетчика ситуаций, с установочными входами счетчика операций, через десятую схему ИЛИ вЂ” с установочным входом четвертого триггера, а через вторую и третью схемы

Составитель Г.Кротков

Техред Л. Олийнык

Корректор С.Шекмар

Редактор Н. Гунько

Заказ 795 Тираж 296 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

: li 16364

ИЛИ вЂ” со сбрасывающими входами соот-. в етс твенно, счетчика ситуаций и счетчика операций, блок задания числа операций в каждой ситуации соединен с соответствующими входами пятого ком.

5 мутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего

I блока сравнения, счетный вход второго триггера соединен с выходом 10 третьего блока сравнения, прямой выход второго триггера соединен с вто.рым входом второй схемы И, а его инверсный выход — с первым входом третьей схемы И, блок задания максимального времени проведения операции через третий коммутатор соединен с соответствующими входами второго блока сравнения, другие входы которого соединены с выходами счетчика вре- 20 мени, выход первого триггера соединен с входом генератора импульсов, соецинейного выходом со счетным вхо13 12 дом счетчика времени, выход второго блока сравнения соединен с вторым входом первой схемы И, выход которой соединен с входом первого шифратора, блок задания смены режима соединен через четвертый коммутатор с соответствующими входами первого шифратора,соответствующие выходы которого соединены соответственно с установочными входами счетчика операции, с установочными входами счетчика ситуации, через третью, пятую и вторую схемы

ИЛИ вЂ” со сбрасывающими входами соответственно, счетчика операции, второго триггера и счетчика ситуации, а через десятую схему ИЛИ вЂ” с установочным входом четвертого триггера, инверсным выходом соединенного с управляющими входами восьмого и десятого коммутаторов, а сбрасывающим входом через одиннадцатую схему ИЛИ вЂ” с кнопкой повторного пуска,