Патент ссср 406518

Патент ссср 406518

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

40 If) 5Il8

Союз Со(в(этских

Социалистических

Республик

33;l!cli.,!Ос от явт. Свидетельства Л вЂ”вЂ”. (1(. К.!. А 0)c) 27/00.)>.:1))вл(!о 21.1Х.1970 (№ 1476430/30-151

= прнсседи:!еш)ем заявки №вЂ”

1 осудврственный комитет

Саввта Министров СССР по долам изобретений и открытий

IIð: оритет—, .,:), K 6)31.548,3:631.67 (O88.8) Оп) блпковано 21.Х1.1973. Б!о!;icTc;;h Х -6, 1ата опубликования описания 2(. ) 1.)97?1

L

,в горы . :: > ) O !) >) Т (! ! и

H. 3. Стрыгин и В, П. Диденко

И (с)1ггут питом;)тики АН 1,"иргизской ССР

СИСТЕМА АВ1 ОМА РИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ>1

РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ВОДЫ МЕЖДУ ПОЛИВНЫМИ УЧАСТ1(АМИ

11зобрстс!шс о)носит ll к обл:!cTil ирри: ации

:I может найти при)1енсние !!3 виутрихозяйстВЕННЫХ ), c! BÑÒÅB. ЯВТОМЯТИЗИРОВ31!!!ЫХ ÎPOC:I! с?!ьч!ых систем.

Извecf!IB» система автомат!!ческого управления распрсделе)гисм Воды мсжд) поливными участками содерж! T полевыс датчики, блок памяти, блоки цикл!Вчссксго последовательно1.0 ООХОДЯ:IЧССК ПЯМЯТИ iiP.:i ЗЯ ПИ::> 11 ООСЛ > ж!1ванин, шифратор,,1сшифрато)). реверсивный блок изменения псла Од!)овремснпо обслужиВаемых участков, ячейки совпадения И, разрешающие запись кодов у !астков В ячейк>и памятll и их считывание пр:l обслу>кивапии, блок хране;(ия программ полива, датчик расхода, блок ticilo;il 3 ITC, Ihlihh ()р! 3iio>!) 11 бло! 06pBTНОп связи ?I автомат(ше ки выполняет следующие ()?Ii ?) c1li?1!!.

1. формирует по си-палам-требованиям пo . евых датчиков о repe1il(:сть подачи воды па поливные участки в пор"1дке поступления треоовапии;

2. Осуществляет поочередную подачу воды

;?а поливные участки и нормирование ее согласно программы, предварительно занесенной в олок хра:!сипя программ;

3. фиксирует момент окончания подачи воды па участок, начинает подачу ее на следуюпвий

ll0 очереди и о нпцает предыдущ)ш регистр памиги, в котo)())i хранилсн I o;I обслужен(к)го

I c1> ТХ cl

1. изме)!я,т 1псло одновремен обслуж. !вас)?ых п()лппкь)х у)астков в соответствии с изме: с;!ис)1 расхода .iB хозяйственном годовыделе.

1-1сдост )тка м и т )кон автомати нес) ои .сНсТемы управлс??ия является то, что обслужива111IС ВОДОЙ ПОЛIIBHhlX >> >1ЯСТКОВ ПРОИЗВОД?1ТС11 в пор)(дке поступления требований; такой по10 рядок ие позволяет достаточно эффективно !

С(шль: овать поливную воду, особенно при ес ,1сф:щптс, так как у !астки могут бычь перавпоцc!I!Ihl)!!l 110 "-на:I .! )Iocòí; система имеет завы111си:;ый объем амятп для пр грамм полива

15:i, кроме то .О. c:?Стеме требуется зпачптель1!ьш ?Icðpîä времени для поиска программ полив?1 33 счет завышенного объема памяти и ш)слсдовательного способа по!гека пх.

Цель:1зобретения — создать систему, кото20 рая автоматически корректирует с учетом зна-! имости у !астков, сформированный по времени поступления требований порядок обслуживания участков. Система должна быть свободна îf указанных недостатков и должна позволят!. Вк 110ciBTh H Bhll<.7IOc!BTb 0?10! ОбСлуживашгя В зависимости от шсла находящихся и с:I.".òcìå требований, стирать коды поставленных па обслуживание участков и иметь повышенную помехозащищенность и быстродействие пр!1 записи. Эта цель достигается допо1и:406518

1—

2— входных шин А и Б; блока записи, содержащего шифратор А2, буферный регистр Б> 1lF регистров В>, логические ячейки совпадения ИС2 и ячейки ИЛИ вЂ” НЕ по одной на каждый разряд регистров В2 и регистр соответственно и блок циклического последовательного обхода регистров Е>, содер>кащий ключ К, генератор импульсов 12 и циклический счетчик ЦПОЗ; блока обслуживания, содержащего логические ячейки совпадения ИАз по одной на каждый,из основных и добавочных разрядов регистров В2 и блок циклического последовательного обхода регистров

Б, содержащий ключ Кз, генератор импульсов Гз и циклический счетчик ЦПОО; блока поиска кода значимости, содержащего устройство сравнения УС», счетчик

СЧ» и ячейку совпадения И4, блока передачи программы, содержащего ячейки совпа дения ИА5 по одной на ка>кдый из разря|дов основного кода и,дешифратор Б5, блока считывания программы, содержащего.ключ Кб, генератор импульсов Гб,счетчик СЧ6, устройство сравнения УС6 и логическую ячейку совпадения И6, разрешающую включение генератора импульсов Гб, блока хранения программ, содержащего матрицу (т)(ю2) регистров Р7, циклический счетчик ЦПОЗ для обхода матрицы по столбцам при записи программ, циклический счетчик ЦПОО для обхода матрицы по строкам записи и считывания программ, дешифратор кода значимости

Д7 в номер столбца, логические ячейки совпадения ИА7 по одной на каждый разряд регистра матрицы Р, для разрешения с (è Tûâà Flèÿ программ, логические ячейки совпадения ИЕ7 по одной на каждый регистр для разрешения записи программ и логических ячеек И7 и И,, блока исполнительных органов, содержащего устройства отработки программ на поливных участках и устройство, разрстельным введением блоков поиска кодов значимости, реверсивного счетчика, блока стирания, блока задержки и введением буферного регистра, генератора импульсов и ключа, дополнительных разрядов в шифраторе и регистрах и дополнительных я FeeF» совпадения И ,на .каждый из этих разрядов в блоке записи, введением ячеек совпадения И на каждый из дополнительных, разрядов регистра, генератоуа импульсов и ключа в блок обслуживания, изменением блока хранения программ и блока считывания.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг, 1 показана блок-схема, а на фиг. 2 и 3 — блочно-функциональные схемы устройства.

Система состоит из следующих блоков. шающее подачу воды к поливным участкам;

9 — блока обратной связи;

10 — реверсивного счетчика;

11 — датчика расхода на хозяйственном водовыделе;

12 — реверсивного счетчика;

18 — блэка стирания, содержащего ячейки памяти П д, ...., П",, и логические ячей10 ки ИЛИ по одному комплекту на каждый регистр блока записи 2;

14 — блока задержки, содержащего ячейку памяти П », две логические ячейки, совпадения И» и И14 и инвертор Т1», 15 — блока полевых датчиков П F„, П" 5.

Назначение блоков

Блок записи 2 предназначен для циклического последовательного поиска свободного ре>0 гистра, записи кодов участка и его значимости и хранения этих кодов до начала обслуживанияя уч а стра.

Блок обслуживания 3 предназначен для коммутации канала обслуживания.

25 Блок поиска кода значимости 4 предназначен для контроля кодов значимости участков, хранящихся в регистрах, причем контроль производится последовательно в порядке возрастания номеров регистров в пределах одного

30 цикла контроля, а от цикла.к циклу код значимости, подлежащий контролю и обслуживанию, изменяется также циклически.

Блок передачи программ 5 предназначен для передачи программ обслуживания в блок исЗ5 полнительных органов 8.

Блок считывания программ 6 предназначен для:считывания программ обслуживания, зафиксированных в блоке хранения программ 7

40 для каждой из а приоритетных групп объектов п на каждый из т поливов.

Блок исполнительных органов 8 предназначен для разрешения транспортирования поливного тока к поставленному на обслу>кивание

45 участку и для отработки программы обслуживания на поливном участке.

Блок обратной связи 9 предназначен для формирования сигналов окончания обслуживания участков.

Реверсивный счетчик 12 предназначен для автоматического изменения числа одновременно обслуживаемых участков в соответствии с показаниями расходомера 11.

55 Реверсивный счетчик 10 предназначен для контроля числа находящихся в системе требований l(t) и автоматического включения и выключения блока обслу>кива ния 3.

Блок задержки 14 предназначен для задер>кки сигнала включения блока обслуживания до окончания передачи программы полива участку, ставшему последним на обслуживание, в случае их совпадения.

Назначение блока полевых датчиков 15 оче05 видно.

406518

З5 о

О 6сл «.ж!lb а нпе

S0

П! I

Работа устройства

Система автоматически упраьляет распределением воды между и поливными участками некоторого массива, орошаемого от одного хозяйственного водовыдела. Предполагается, что участ1еи разбиты на и гру ппы (п (и) согласно пх зн1ачимости. В пределах одной груплы поливные участки идентичны, т. е имеют одинаковые культуры, площадь и конфигурацию участка, агротехиическую обработку, ожидаемую урожа1 1ность и т. и.

Каждому поливному участку на вегетационный период присваивается номер

Ы (1, ..., и,, и код значимости 1, jc

11 " "- г.

В исходном состоянии регистры блока 2 и счетчики СЧ4 блока 4 и С -1в блока б очищены;

ЦПОЗ блока 2 и ЦПОО блока 3, а также блоки 10 и 12 " хранят единицы в нулевых разря;lах, а ЦПОЗ и ЦПОО блока 7 — в первом разряде, генераторы Г, Г., Гв заперты .ключами

К, Ка, Кв, а в регистрах блока 7 записаны п1 програгммы полива на каждую приоритетную группу (m — некоторое число; если для участков некоторой, например, /г-й группы значимости исло поливов г меньше rn) то в строках г+1, ..., т 1г-го столбца (rn>

+Q (t).

Блоки системы работают в режиме автосипхронизации; ее работу можно представить в виде ряда аьтопомных процессов.

Запись сигналов-требований

При необходимости в поливе некоторого, например, 1 -го ir f 1, ..., Iz < поливного участка, соответствующий полевой датчик П 1в (i L 1, ..., 11 () выдает сигнал-требование, который по каналу связи поступает на входную шину системы, соотвстству1ощую его кодам, например, 1с-у!о (кc $ 1, ..., n < ). Предполагается, что олповременное поступление двух (или более) ситпалов к«скл1очается либо принципом Лей ствил каналов связи (например системы телемеханики с временным разделением каналов), либо способом организации связи (например параллельllо алрес ым).

С л.-ой шины сигнал-требование поступает на вход шифратора А блока 2, с выхода последнего кол с1п нала-требования поступает на входы буферноro регистра Б2 этого >ке блока.

Прп этом код участка записывается в основные (), а код значимости — в добавочные () его разряды.

::= В блоках 10 и I2 нулевыми являются последние в прямом направлении ячейки.

2Q о

-,о

I Iìïóëbc, образующийся прп записи кода зпачпх1о-ти в регистр Б2, поступает на включающий вход 4" ключа I(q., последний срабатычает и отпирает генератор Г, который начинает выдавать импульсы на вход 2 счегчика

ЦПОЗ. Каждый,из импульсоз сдвигает открытую ячейку ЦПОЗ на единицу по циклу (0— — -1 — 2 — ... — nl — 0...).

В 1 аждый момент мон«ет 6bITb ol крыта 1lllllb одна ячейка.

Есл п1и 1,ныш сигнал с выхода открытой, например, r-й (rc 1 1, ..., nl ) ) ячейки поступает на входы соответствующей группы С ячеек И.

Такая группа имеется у каждого ре.-истра. Если r-й регистр «-.вободен, то колы с выходов буферного регистра через открытую r-ю группу ячеек И пер записываются из Б. соответственllo в основные и добавочные разряды г-регистра 13 . При этом, поскольку обход регистров производи гся циклически, то r- и — регистр соответствует паименыпему номеру cBoáoäI!îTO р:: истра.

11мпульс, образующийся при записи кода з1гачимости ь 1-и регистр, поступает на отключа1ощий вход 8 клюга К на стиоающие входы регистра Б2 и на вход 3" блока 12.

При этом ключ Ке отключается, запирая генератор Г и переводя елишгцу в пулевой разряд счетчика ЦПОЗ, а регистр Б очищается лля приема слелу1о1цегo сигнала-требования.

С выходов добавочных разрядов 1-го регистра код значимости поступает параллельно на г-ю группу лог1гческих ячеек И подблока Ав блока 8 и входы 1-и логической ячейки ИЛИНЕ подблока Д блока 2. С выхода последней сигнал поступает на входы r-й группы ячеек И подблока С. блока 2. При этом г-я группа ячеек закрывается и новая запись в г-й регистр пеьозможна до тех пор, пока он нс будет предварительно о1ии1ен.

Лналогично производится запись сигналовтребований и в другие регпстрь1.

Предполагается, что на хозяйственном водовыделе в течение всего вегетационного периода существует некоторый расход ф (t) )О. В общем случае на обслуживание лапного орошаемого массива используется лишь часть Q (1) этого раскола, остальная 1асть ф (t)— — Qc(t) =Q является «транзитным» расходом, который;1спользуется хозяйством лля пекоторых целей. Для упрощения описания работы системы положим, что Q;-=cons(, хотя в принципе система допускает и режим Я =Г: .

Величина расхода Q (t) контролируется блоком 11, который при изменении Qr (t) па величину стандартного поливного тока д (т. е. при «1» î (t) =4-q ) выдает импульсный сигнал соответственно на вход 3 или 8 блока 10.

Поступивший на вход 8 импульс сдвигал открытую ячейку блока 10 па единицу в сто рону убывания номеров, а если была открн;

406518

15

25 зо

?5

4О

5О

60 (. 5 та нулевая ячейка — пояьляется импульс па выходе блока, поступающий через блок 14 на включающий вход 1" ключа К„-. Импульс, поступивший на вход 3 блока 10, сдвигает его открытую ячейку в обратном направлении.

Обслуживание поливных участков (т. е. подача на них воды) возможно лишь в случае, когда Qñ (t) д . Для этого перед подачей воды на данный хозяйственный водовыдел должЯт на быть открыта (--)-I- 1) — ячейка бло11п ) ка 10. Когда расход на всдовыделе Qr (/) станет равным тра нзитному Q., будет открыта первая его ячейка (поскольку с ростом Q (/) на каждые су,номер открытой ячейки уменьшается на единицу).

При возрастании Qp (t) до (QT+qn) на вход ,? блока 10 поступает очередной импульс от блока 1,1, открывается нулевая ячейка блока 10, и система приходит в исходное со сто я н не.

П1?едположим, ITo K I IccTBo работы cHcTpilihr оценивается распределением времени ожидания обслу?кпвания (т. с. распределение.,1 периодов времени от момента подачи требсвашш до начала Ilx обслуживания) . Чтобы пе происходило существенных потерь урожая из-за несоблюдения оптимальных сроков начала по;п1вов, время ожидания участками обслуживания должно быть минимальным, т. с. система должна начинать обслуживание с поступлением первого же требования, а заканчивать обслуживание с окончанием обслуживания последнего. Для этого импульсный сигнал с выхода первой ячейк.I блока 12, появляющийся прп се открытии, поступает па вход 1" ключа I(3, который открывается и отпирает генератор Гg. Генератор начпнаст выдавать импульсы па вход 2 счетчика ЦПОО. Счетчики

ЦПОО и ЦПОЗ идентичны до взаимозаменяемости. Сигнал с выхода открытой ячейки

ЦПОО поступает на входы r-й («=1...., n) группы логических ячеек И подблока А-„ бло.ка 8. При этом дополнительная группа этих ячеек, на котору1о поступает код значимости некоторого, например, х-го (xc-: (I, ..., и 1 ) участка, записанного в «-й регистр, открывается и этот код поступает на входы УС блока 4. На другнс входы УС; поступают коды с выхода СЧ1, определяющие текущий (подлежащий обслуживапню) код значимости. На вход СЧ» подается импульсный спгнал с гыхода первой ячейки ЦПОО при се открытии.

Поскольку с этого ?Iее 110меpя пя 1и!1яется Очередной цикл обходя регистров, то смена текущего кода;начимости происходит одновременно с пачалом очередпогс цик lа поиска Tj)сбова н1и.

При совпадешьи кодов значимости х-го полив11ого участка и текущего приоритетного УС» выдается сигнал, поступающий ня отключающий вход 2" ключа Кз, на входы логических ячеек И подблокя А, олока 3, па кото1? ы с поступ 11 ют т и 1 ?I(c код ы 14 3 0 с1! О в 11 ы х р 11 i—

j!sI.ioI; рс1 iicT ?on В, пя входы логrr iccII!" х ячеек И., разрешающих подачу кода зиа п1мости ня вход дешпфратора Д7 блока 7, и на вход 1 ключ". К блока б. При этом ключ К и генератор Г> бло"à 8 запираются, а навыходедешифратора Д-„соответствующем номеру группы значимости х-го участка псявлястся сигнал и открывается ключ 1(6. Коды основных разрядов х-ro регистра по шине Б через логические ячейки Hr подблска Аз поступают па Ion!I÷ccкие ячейки И подблока А; блока 5 и r-и логи1ескую ячейку ИЛИ блока 1д, с выхода ее сигнал поступает на ячейку памяти Ïi„блока И, которая запоминает, что участок. i од которого за1писан в 1-м регистре, стал на обслуживание. Ключ К6 через логическую ячейку И6 воздействует на вход Г . Г„па чи пает выдавать импульсы па вход C 16, с выхода которого сигналы накопленного кода поступают на входы УС, и на входы логических ячеек И подблока А5 блока 5.

Каждый поступивший Ii;I входы логических ячеек И псдблока А5 импульсный сигнал открывает их, в результатс чего код х-го объекта поступает на вход дешифратора Б5. На х-м выходе дсшифратора появлястся импульсный сигнал, который исчезает в момент начала паузы па выходе Гб, Сигналы на гыходс I появля1стся до тех пор, пока Кв не будет выключе н сигналом с выходя УС6. ь1исло поступивших через х-й выход дешифратора Б: па х-й исполнительный орган блока 8 импульсов соответствует коду программы полива. Согл "сно этому коду выбирается одна из программ, заложенных в пямягн устройства управления поливом, разрешается подача 1годы пя х-й поливной участок и начинается обслуживание участка согласно выбранной программе -- отрасоткя программы.

Запись и считывание программ полива

Запись программ полива в блок 7 производится диспетчером илп автоматически ЭВМ перед пуском системы через входные шины 1-В.

В течение вегетационного периода возможна их оперативная перезапись. При этом под программой полива понимается, например, общий сток 1а участок при поливе, или сток и его распределение по площади участка, или интенсивность ri чередование полива <»мик1?оучастков» с течением времени и т. д.

Очевидно, что при любом способе пол inя имеется лишь конечное множество возможных программ полива некоторого конкретного участка. В зависимости от внешних усло,èé произрастапия растений, водообеспсченностп системы, прогноза метеорологических и т. и. условий каждому участку на ка?кдый полив диспетчером или автоматически ЗВМ определяется оптимальная (для данных условп14) программа из этого множества. Оня зяносит406518 ся B соотпетству ющую яче5!Ку матр(н(ы блока 7.

Запись программы S-ro полиз; 5= — 1< и>, х-го участка производится последов((тсль(ой подачей соответствующего числа импул(>сон на записыва(ощи)1 вход регистра Р— S К, где

Se ) 1,...,т), а Кс ) 1,..., nq < (х-::". Полив<пой участок относится к К-й приоритетной группе). При этом запись в рег5!Стр во..:мож((а лишь в том случае, если подачей соотгстстзующего числа импульсов па 2-(о шину 1-В открыта К-я ячейка счетчика ЦПОЗ блэ)а 7, а подачей на 1-ю шину 1- — S-я я(ейка счетчика ЦПОО. Счстш: и ЦПОЗ вЂ” и ЦПОО блоКр: 7 идентичны соответствующим счет гикам блоков 2 и 3.

Сигналы с глз олтан сткрытых SÊ-й и КЗ-й ячеек соотвстствс((но ЦПОЗ и ЦПОО воздействуют .Иа or!«iecкую ячейку И.>ь разрвшающу:о запись В соотвстствующии регистр I T блока 7. Прп Гоступ;!С(!Ии 1> >(г() II сов кода IIperр ам мы II

Отц)ы1!ается II и;)Опу скаст имп>< л1>сь(иа В. Од регистра. В регистре Р— S — К блока 7 фиксируется код программы S-го полива для E-й

Группы знач:f:>locти у<частк0!;.

Считывание .тои программы полнга производится при постановке на о(>служ!шанпе н

S-й раз ifoooro II участков К-й приоритетной группы (например, х-го).

При 3T03I и;)ст> па(0!ц! и н;! ?) i03, д II!H(f)p1тора Д7 код значимости х-го поливного участка (см. п. «Обслуживание») i>l!; ываст появление сигнала I(3 f(S-м его Выходе. 3ТоТ сиг<иал поступает на входы т групп or!i;rO столбца разрешающих прохождение из рсгнстров ->то! о столбца па

УС, кодов и программ Кй группы значимости участков. В каждый момент открыта лишь одна из ни>х ((в рассматриваемом случае S-я) сигналом К-й открытой ячейки ЦПОО. Требуемая ячейка ЦПОО открьигастся подачей

1 -IO шину 1 — B. Подача этих нмпуль ов может производиться по истеченшl !(Скоторого промежутка времени, либО по Окончании каждого полива орошаемого массива. В случае регулярной ОпераTIf!)FIOй перез 111иси программ полпна (раз в деш, в пятидневку, и т. и.) достаточно иметь постоя(гно открытой лишь одну ячейку .QIIOO.

Код 5-й программы полива К-й группы значимост!! у ьастков в УС6 сравнивается с текуIi!,(f)f кодо СЧ .

Прп их совпадении УС, выдает команду I!;I отключение К), останавливающего Г;„1! Иа стирание кола, накопленного н С 1;к

Перса(! и ись прОГря м м пол 1(в;> произ вод! Iтся так кс, как запись, необходимо толь(о пре.(— вар.iic;i;>:о очистить требуемый регистр, например, 1> — 5 — К (цепи стирания, <(то бы не усло)ки5(ть Сi)T. 3, If<(((с." (i! L пбк<(заны) . При по,(ачс и)(пу !!>c!!0! 0 (. . riff((<1 f

1- -B Ц1103 li >" 1100:;о: вп:.>(Па:„-тся в ксхо.(>(<>С 00 Т )51! >С (! :.ОТ(ОМ От>()><>!Tbl 11Х ПСРВЫС

5! I Сй:.. Ii (.

Пос: с -то(о пол;,::i coîòзстствующего числа нмпул! соп !. а шины 1;f 2 1 В открывают;5! ".-я и К-я 1>(.й.и соотвстсг!c::но ЦПОО и

1)>103. >а) 0..1 IIO.,,ã>fc>) спс(!И(!л: ного импульса (З (ОГ Т!>(".РСТВ>><

<<

<

<

<<