CS215732B1

CS215732B1 - Circuit for. sensing analog signal limits

Info

Publication number: CS215732B1
Application number: CS610280A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Hudec; Antonin Foldyna; Zdenek Randa; Vladimir Naprstek; Arnost Schlemmer
Original assignee: Frantisek Hudec; Antonin Foldyna; Zdenek Randa; Vladimir Naprstek; Arnost Schlemmer
Priority date: 1980-09-09
Filing date: 1980-09-09
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Vynález se týká diskrétního řízení technologických procesů na základě analogových signálů zaváděných do obvodu pozůstávajícího ze selektivního zesilovače, komparátoru, kalibrovaného nastavitelného referenčního zdroje, zpožděného' koncového obvodu, odporového čidla a zdroje konstantního proudu. Ten je paralelně napojen jak na selektivní zesilovač tak i na odporové čidlo. Výstup selektivního zesilovače je připojen na jeden vstup komparátoru, na jehož druhý vstup je připojen referenční zdroj. Na výstup komparátoru je napojen zpožděný koncový obvod. Na tento základní obvod může být napojeno přes příslušné dvoupolohové přepínače i několik přídavných skupin I, II atd,z nichž každá má svůji komparátor; švůJTíalibrovaný nastavitelný referenční zdroj a svůj zpožděný koncový obvod. Obvodu podle vynálezu lze použít také pro zajišťování ochranných zásahů i pro signalizaci průběhu sledovaného postupu a to jak za účelem jeho řízení tak i k zavádění potřebných zásahů.The invention relates to discrete control of technological processes based on analog signals introduced into a circuit consisting of a selective amplifier, a comparator, a calibrated adjustable reference source, a delayed final circuit, a resistance sensor and a constant current source. The latter is connected in parallel to both the selective amplifier and the resistance sensor. The output of the selective amplifier is connected to one input of the comparator, to the other input of which a reference source is connected. A delayed final circuit is connected to the comparator output. Several additional groups I, II, etc. can be connected to this basic circuit via appropriate two-position switches, each of which has its own comparator; calibrated adjustable reference source and its own delayed final circuit. The circuit according to the invention can also be used for providing protective interventions and for signaling the progress of the monitored process, both for the purpose of its control and for introducing the necessary interventions.

Description

Vynález ee týká obvodu pro snímání mezí analogových signálů.The invention relates to a circuit for sensing the limits of analog signals.

Dosud známá obvody, které provádějí takové snímání, jsou obvykle řešeny jakožto hladinové, resp. úrovňové členy reagující na unifikovaný signál. Z toho vyplývá jejioh značná nevýhoda, neboť mezí čidlo nebo zdroj signálu se musí zařadit speciální převodník, který na tento unifikovaný signál reaguje. Jsou také známy obvody, které snímají mez analogového signálu bezprostředně z čidla, nebo ze zdroje signálu. Pro snímání meze nastaveného signálu je v tomto případě nutné použít speciálních přípravků, např. zdroje signálu nebo odporové dekády. V aplikacích v průmyslové automatizaci nastávají tím značné komplikace a to jak při oživování tak i při vlastním provozu. Při zvýšeném požadavku snímání několika mezí analogových signálů, pak u známých zapojení je nutné zařadit paralelně více obvodů, což zvyšuje složitost celého zapojení.Previously known circuits which carry out such sensing are usually designed as level and / or level sensors. level elements responsive to the unified signal. This results in a considerable disadvantage, since a special transducer that responds to this unified signal must be included between the sensor or signal source. Circuits that sense the analog signal limit directly from a sensor or signal source are also known. In this case it is necessary to use special fixtures, eg signal sources or resistance decades, for sensing the limit of the set signal. In industrial automation applications, there are considerable complications, both during commissioning and operation. If there is an increased demand for sensing several limits of analog signals, then in known wiring it is necessary to arrange more circuits in parallel, which increases the complexity of the whole wiring.

Důležité je, aby použité zapojení bylo odolné proti nežádoucím interferenčním signálům vyskytujícím se ve vlastním provozu. Taková odolnost se řeší zpožďovacími filtry, příp. zpožďovacími členy. Přesto však se stává, že u známých zapojení není jimi docilována odolnost dostačující.It is important that the wiring used is resistant to undesirable interference signals occurring in the actual operation. Such resistance is solved by delay filters, resp. by delay members. In spite of that, in known wiring, they do not achieve sufficient resistance.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny obvodem obsahujícím selektivní zesilovač, komparátor, kalibrovaný nastavitelný referenční zdroj, zpožděný koncový obvod, odporové čidlo a zdroj konstantního proudu podle vynálezu. Podle potřeby může být tento obvod doplněn alespoň jednou přídavnou skupinou, která je tvořena komparátorem, kalibrovaným nastavitelným referenčním zdrojem, zpožděným koncovým obvodem a dvoupolohovým přepínačem.These disadvantages are overcome by a circuit comprising a selective amplifier, a comparator, a calibrated adjustable reference source, a delayed terminal circuit, a resistance sensor, and a constant current source according to the invention. If desired, this circuit may be supplemented by at least one additional group consisting of a comparator, a calibrated adjustable reference source, a delayed end circuit, and a two-position switch.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že obě svorky zdroje konstantního proudu jsou paralelně napojeny na obě svorky selektivního zesilovače, jehož výstupní svorka je spojena s první svorkou komparátoru, na jehož druhou vstupní svorku je připojena výstupní svorka základního kalibrovaného referenčního zdroje. Výstupní svorka komparátoru je spojena se vstupem zpožděného koncového obvodu. Do- paralelního spojeni mezi selektivním zesilovačem a zdrojem konstantního proudu je svými koncovými svorkami zapojeno odporové čidlo.SUMMARY OF THE INVENTION The two constant current source terminals are connected in parallel to both selective amplifier terminals, the output terminal of which is connected to a first comparator terminal, the second input terminal of which is a base calibrated reference source output terminal. The comparator output terminal is connected to the delayed terminal input. A resistance sensor is connected by its terminals to the parallel connection between the selective amplifier and the constant current source.

Tento základní obvod může být doplněn alespoň jednou přídavnou skupinou, která je tvořena komparátorem, kalibrovaným nastavitelným referenčním zdrojem, zpožděným koncovým obvodem a dvoupolohovým přepínačem. Podstata tohoto doplnění podle vynálezu spočívá v tom, že střední kontakt tohoto dvoupolohového přepínače je spojen a první vstupní svorkou přídavného komparátoru. Jeden krajní kontakt tohoto dvoupolohového přepínače je spojen s výstupní svorkou selektivního zesilovače, zatímco jeho druhý kontakt je připojen na výstupní svorku kalibrovaného nastavitelného referenčního zdroje.This base circuit may be supplemented by at least one additional group consisting of a comparator, a calibrated adjustable reference source, a delayed end circuit, and a two-position switch. The principle of this addition according to the invention is that the middle contact of the two-position switch is connected to the first input terminal of the additional comparator. One extreme contact of this two-position switch is connected to the output terminal of the selective amplifier, while its other contact is connected to the output terminal of the calibrated adjustable reference source.

Základní výhodou obvodu podle vynálezu, resp. příslušného zapojení je, že pomocí stupnice kalibrovaného referenčního zdroje umožňuje přímé nastavení požadované snímané meze analogového signálu, napěťového či proudového, a to bez použití přídavných přípravků. Takto provedený obvod má vysokou odolnost vůči nežádoucím interferenčním signálům bez ohledu na to, zda tyto signály mají periodický nebo impulsní charakter. Tato velmi výhodná vlastnost obvoduThe basic advantage of the circuit according to the invention, respectively. The corresponding wiring is that it allows to directly set the desired sensing limit of the analog signal, voltage or current, using the scale of a calibrated reference source, without the use of additional jigs. This circuit has a high resistance to undesirable interference signals, regardless of whether these signals are of a periodic or pulse nature. This very advantageous feature of the circuit

215132 podle vynálezu je dána použitím selektivního zesilovače, tj. dolnofrekvenční propuatě a aplikací zpožděného koncového členu.215132 according to the invention is given by the use of a selective amplifier, i.e., low frequency propulsion and application of a delayed terminal.

Další výhodou obvodu podle vynálezu je možnost jeho rozšíření o několik přídavných skupin s jednoduchou aplikací dvou- případně i víoepoluhového přepínače, re3p. přepínačů. V důsledku toho je umožněno bez obtíží aplikovat i několik takových přídavných skupin na základní uspořádání ae selektivním zesilovačem, komparátorem, kalibrovaným nastavitelným referenčním zdrojem, zpožděným koncovým obvodem, odporovým čidlem a zdrojem konstantního proudu. Pro dostavování těchto přídavných mezí je výhodné využít kalibrovaný nastavitelný' referenční zdroj první meze, což zjednodušuje celé zapojení.A further advantage of the circuit according to the invention is the possibility of its extension by several additional groups with a simple application of a two- or multi-position switch, re3p. switches. As a result, it is possible to apply several such additional groups to the basic arrangement without difficulty with a selective amplifier, a comparator, a calibrated adjustable reference source, a delayed terminal circuit, a resistance sensor, and a constant current source. For adjusting these additional limits, it is advantageous to use a calibrated adjustable reference source of the first limit, which simplifies the wiring.

Na výkresu je v blokové formě schematicky nakreslen jeden příklad provedení obvodu podle vynálezu. U tohoto příkladu provedení mohou být snímány až tři meze z odporového čidla, na které je analogový signál přiváděn.In the drawing, one embodiment of a circuit according to the invention is schematically drawn in block form. In this embodiment, up to three limits can be sensed from the resistance sensor to which the analog signal is applied.

Zdroj 70 konstantního proudu je svými výstupními svorkami 71 a 72 připojen jednak na vstupní svorky 11 a 12 selektivního zesilovače 10, jednak na svorky 61 a 62 odporového čidla 60. V základním řetězci obvodu podle vynálezu je na výstupní svorku 13 selektivního zesilovače 10 připojen svojí první vstupní svorkou 21 komparátor 20, na jehož druhou vstupní svorku 22 je napojena výstupní svorka 31 kalibrovaného nastavitelného referenčního zdroje 30» Výstupní svorka 23 komparátoru 20 je spojena se vstupní svorkou 41 zpožděného koncového obvodu 40. Tlm je vytvořen základní řetězec.The constant current source 70 is connected with its output terminals 71 and 72 to the input terminals 11 and 12 of the selective amplifier 10 and to the terminals 61 and 62 of the resistance sensor 60. The output terminal 23 of the comparator 20 is connected to the input terminal 41 of the delayed terminal circuit 40. The basic string is formed.

Za účelem zvětšení použitelnosti vynálezu může být .ia tento základní řetězec napojeno jednoduše i několik přídavných skupin, např. skupina I a skupina II. z nichž každá obsahuje komparátor 20A se dvěma vstupy 21A a 22A včetně výstupu 23A spojeného se vstupem 41A zpožděného koncového obvodu 40 a také samostatný kalibrovaný nastavitelný referenční zdroj 30A s výstupní svorkou 31A. V obou skupinách I a II je také dvoupolohový přepínač 50A: jeho střední kontakt je spojen se vatupem 21A komparátoru 20A; jeden jeho krajní kontakt je spojen s výstupem 13 základního selektivního zesilovače 10, druhý pak a výstupem 31 základního kalibrovaného nastavitelného referenčního zdroje 30. Přeložením dvoupolohového přepínače 50A do neutrální polohy je skupina I nebo II. případně i obě tyto skupiny, vyřazena z činnosti.In order to increase the usefulness of the invention, several additional groups, such as Group I and Group II, may be simply attached to the backbone. each comprising a comparator 20A with two inputs 21A and 22A including an output 23A coupled to the input 41A of the delayed end circuit 40 as well as a separate calibrated adjustable reference source 30A with an output terminal 31A. In both Groups I and II there is also a two-position switch 50A: its intermediate contact is coupled to the inlet 21A of comparator 20A; one of its extreme contacts is connected to the output 13 of the basic selective amplifier 10, the other then to the output 31 of the basic calibrated adjustable reference source 30. When the two-position switch 50A is moved to the neutral position, Group I or II. eventually both of these groups, decommissioned.

Velkou výhodou obvodu podle vynálezu je, že snadno umožňuje snímání mezí jak napěťového tak i proudového analogového signálu.A great advantage of the circuit according to the invention is that it easily allows sensing the limits of both voltage and current analog signals.

Při napěťovém analogovém signálu ae příslušné napětí přivede na obě svorky 11 a 12 selektivního zesilovače 10. Je výhodné jej realizovat jako dolnofrekvenční propust, která potlačí všechny vyšší interferenční frekvence včetně rušení z napájecí sítě. Při použití zdroje 70 konstantního proudu k napájení odporového čidla 60, je úbytek na jeho svorkách 61 a 62 vznikající přiveden přímo na svorky 11 a 12 selektivního zesilovače 10.In the case of a voltage analog signal and the appropriate voltage is applied to both terminals 11 and 12 of the selective amplifier 10. It is advantageous to implement it as a low-pass filter which suppresses all higher interference frequencies, including interference from the mains. When using a constant current source 70 to power the resistance sensor 60, the loss on its terminals 61 and 62 arising directly is applied directly to the terminals 11 and 12 of the selective amplifier 10.

Z jeho výstupní svorky 13 je napájena přímo základní skupina a nebo také přes dvoupolohový přepínač 50A přídavná skupina J, případně přes další dvoupolohové přepínače 50A i další přídavné skupiny II, atd. V každé z nich je přicházející signál porovnáván s napětím kalibrovaného nastavitelného referenčního zdroje 30. resp. 30A. Je výhodné, že tyto referenční zdrojá nemusí být vybaveny přesnými kalibrovanými nastavovacími prvky; nastavení se totiž provádí pomocí základního referenčního zdroje 30 a to v takové poloze přepínačů 50A, při které jsou jedny vstupy 21A komparátorů 20A připojeny na výstup 31 kalibrovaného nastavitelného referenčního zdroje 30.Its output terminal 13 feeds directly to the basic group or also via the two-position switch 50A to the additional group J, possibly through the other two-position switches 50A to the additional group II, etc. In each of them the incoming signal is compared with respectively. 30A. It is preferred that these reference sources need not be equipped with precision calibrated adjusters; in fact, the adjustment is performed by the basic reference source 30 in the position of the switches 50A, in which one of the inputs 21A of the comparators 20A is connected to the output 31 of the calibrated adjustable reference source 30.

Obvod podle vynálezu se plně uplatní např. při diskrétním řízeni technologických procesů. Umožňuje totiž získávání z analogových signálů, přicházejících z různě rozmístěných čidel, logické signály vhodné pro mnoho použití; patři k nim řízení různých postupů, zajišťování ochranných zásahů a v četných přípádech i signalizace průběhu sledovaného postupu a to Jak za účelem jeho řízení, tak i k zaváděni potřebných zásahů.The circuit according to the invention can be used, for example, in discrete control of technological processes. In fact, it makes it possible to obtain logical signals suitable for many applications from analog signals coming from differently distributed sensors; these include the management of various procedures, the provision of protective interventions and, in many cases, the signaling of the course of the monitored procedure, both for the purpose of its management and for the introduction of the necessary interventions.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An analog signal limit sensing circuit comprising a selective amplifier, a comparator, a calibrated adjustable reference source, a delayed terminal circuit, a resistance sensor, and a constant current source, characterized in that both terminals (71, 72) of the constant current source (70) are connected in parallel to the two terminals (11, 12) of the selective amplifier (10), whose output terminal (13) is connected and the first input terminal (21) of the comparator (20), to the second input terminal (22) the output terminal ( 31) a basic calibrated reference source (30), wherein the output terminal (23) of the comparator (20) is coupled to the input (41) of the delayed terminal circuit (40) while still in parallel connection between the selective amplifier (10) and the source (70) of constant current, a resistance sensor (60) is connected by its terminals (61, 62).

2. The circuit according to claim 1, supplemented by at least one additional group consisting of a comparator, a calibrated adjustable reference source, a delayed end circuit and a two-position switch, characterized in that the middle contact of said two-position switch (50A) is connected to the first input terminal ( 21A) of an additional comparator (20A), wherein one extreme contact of the two-position switch (50A) is connected to the output terminal (13) of the selective amplifier (10), while the other extreme contact of the two-position switch (50A) is connected to the output terminal (31) a calibrated adjustable reference source (30).