Управляющие вычислительные системы (увс)

Они нашли широкое применение в промышленном производстве при оптимизации технологического процесса, обеспечивая максимальную производительность оборудования, экономию материалов и энергии.

Блок-схема увс

x₁,x₂,..,x_n– измеряемые выходные параметры

y₁,y₂,..,y_n– регулируемые параметры технологического процесса

f₁,f₂,..,f_k– нерегулируемые не измеряемые параметры, например, химический состав сырья

u₁,u₂,..,u_n– управляющие воздействия

ДП – датчик прерываний

Д – измерительный датчик

ИМ – исполнительный механизм

На вход управляющей ЦВМ от соответствующих датчиков (термопар, расходомеров, толщины и т.д.) поступает измерительная информация о текущих значениях параметров x₁,x₂,..,x_n. В соответствии с алгоритмом управления ЦВМ обрабатывает эту информацию и определяет величины управляющего воздействияu₁,u₂,..,u_n, которые необходимо применить к исполнительным механизмам для изменения регулируемых параметровy₁,y₂,..,y_nс тем, чтобы управляемый процесс протекал оптимальным образом.

Измерительные датчики, как правило, вырабатывают свои сигналы в виде напряжения, тока или угла поворота, т.е. в форме непрерывного сигнала. Подобным же образом подводимые к исполнительным механизмам управляющие воздействия должны вырабатываться в форме напряжений, т.е. в непрерывной форме.

Поэтому на входе ЦВМ и ее выходе должны стоять преобразователи непрерывно-дискретного (Н/Д) и дискретно-непрерывного (Д/Н) типов. С целью уменьшения оборудования преобразователи выполняются многоканальными.

Посредством коммутаторов преобразователь поочередно подключается к каждому датчику и осуществляет непрерывной величины в цифровую форму, после чего результат преобразования вводится в ЗУ ЦВМ. Аналогично коммутатор в выходных цепях обеспечивает передачу в нужную цепь управляющего воздействия, преобразованного из цифровой формы в соответствующее напряжение.

Это напряжение сохраняется, пока в следующем цикле управления ЦВМ не выработает новое значение управляющего воздействия.

Синхронизация связи ЦВМ с объектом, при котором процесс управления разбивается на циклы равной продолжительности тактирующими импульсами, осуществляется электронными часами. При асинхронном режиме работы вместо тактирующих импульсов в ЦВМ поступают импульсы от датчика прерываний.

ЦВМ реагирует на импульсы прерываний с учетом права приоритета одних сигналов прерываний перед другими.

В представленной системе ЦВМ включена в замкнутую цепь управления производственным процессом. Такой режим работы называется прямым цифровым управлением.

Однако для сложных систем, а также комплексов алгоритмов, связанных между собой через технологический процесс, система управления может быть построена так, чтобы отдельные параметры процесса регулировались соответствующими автоматическими регуляторами, а ЦВМ рассчитывала, обрабатывала и устанавливала оптимальный режим настройки этих регуляторов. Работая в разомкнутой системе управления, ЦВМ выполняет функцию советчика. При подобном построении схемы управления повышается надежность системы, т.к. ее работоспособность сохраняется при отказах ЦВМ.