DE1623791A1

DE1623791A1 - System zum Erzeugen von Darstellungen oder Oszillogrammen von normalen und anomalen Variablen

Info

Publication number: DE1623791A1
Application number: DE19671623791
Authority: DE
Inventors: Bet Donald Victor
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1967-02-06
Filing date: 1967-12-07
Publication date: 1971-04-22
Also published as: US3469252A; GB1145010A

Description

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N 497

North American Rockwell Corporation 17oo East Imperial Highway, El Segundo, California/USA

"System zum Erzeugen yon Darstellungen pder Qszillogrammen von nprmalen und anomalen Variablen".

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen von Darstellungen oder Gszillogrammen von normalen und anomalen Variablen, und im besonderen ein QszillPgraphiersystem zum aufeinanderfolgenden Darstellen von Gruppen überwachter Variabler, das in einer Form nprnjale Variable, und in einer anderen Form eine anomale Variable innerhalb einer dargestellten Gruppe, anzeigt.; Das System enthält eine Steuerschaltung für das Unterbrechen der normalen Verarbeitung der Variablen zu einem Oszillogramm zum sofortigen Darstellen oder Oszillographieren einer anomalen Variablen unter Steuerung eines als Funktion der anomalen Variablen erzeugten Steuersignals. Die Variablen werden mit Bezugsgrössen verglichen, um anomale Variable zu bestimmen, bevor die verglichenen

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Variablen zu dem Qszillogramm verarbeitet werden.

Nach dem Stand der Technik war das übliche Verfahren bei der Planung von Überwachungs- und Oszillographiersystemen der Entwurf eines geeigneten Systems für eine besondere Anwendung, Wenn sich die Anzahl der Variablen oder die Anwendung ändert, muß die Anlage ebenfalls wesentlich geändert werden. Eine der bisherigen Aufgaben war, ein System oder Systeme zu entwerfen, die mit Steuerungen durch Rechner zusammenwirken konnten, um bessere Flexibilität, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit bei verhältnismässig geringen Kosten zu schaffen. Durch Verwendung eines Rechners konnten Instruktionen in die gespeicherte Information, wie Information über obere und untere Grenzen der Variablen sowie Linearisierungsinformation, eingeschlossen werden,.

Obwohl die bekannten von Rechnern gesteuerten Systeme vielseitig und leicht zu modifizieren sind, sind sie auch umfangreich und teuer. Es besteht Bedarf für ein vielseitiges System, das verhältnismässig einfach und billig ist. Ein solches System könnte eine Einrichtung zum sichtbaren Darstellen oder Oszillographieren der Variablen in wiederholter Folge aufweisen. In dem System sollte eine Möglichkeit gegeben sein, die normale Verarbeitung von Variablen zu unterbrechen, um eine anomale Variable sofort in einer Form darzustellen, die sie von ei·

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ner normalen Variablen unterscheidet*

Kurz zusammengefaßt enthält die vorliegende Erfindung eine Einrichtung für das Erzeugen von Darstellungen oder Oszillogrammen, die die Grosse oder Stärke von Gruppen von Variablen darstellen. Die Oszillogramme liegen in Form von Balkenmustern vor, deren Darstellung der Grosse der Variablen entspricht. Die Variablen werden vor dem Darstellen auf eine gemeinsame Basis bezogen (normalisiert) und, falls notwendig, linearisiert. Das System enthält Einrichtungen für das ununterbrochene Vergleichen jeder Variablen mit Grossen, die obere und untere Grenzwerte für die Variablen darstellen. Wenn eine anomale Variable ermittelt ist, wird sie einer Einheit zugeordnet, die wenigstens eine Variable umfaßt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Einheit eine Vielzahl von Variablen umfassen. Durch Aufteilen der Variablen in Einheiten oder Gruppen kann mehr als eine Variable gleichzeitig dargestellt werden.

Es ist eine Logikschaltung für das Verarbeiten der Variablen vom Eingang bis zur Darstellung vorgesehen» Die Prozeßlogik teilt die Variablen in Einheiten, deren Anzahl mit den Einheiten übereinstimmt, welche durch die Vergleichseinrichtung gebildet werden.

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Die Prozeßlogik ist durch Taktsignale gesteuert, welche eine wesentlich geringere Geschwindigkeit haben als die Geschwindigkeit, mit der die Variablen verglichen und einer Darstellungseinrichtung, z.B. Oszillographiereinrichtung, zugeordnet werden. Als Ergebnis des Zeitunterschiedes zwischen der Arbeit der Prozeßlogik und der Vergleichseinrichtung können die Variablen wenigstens einmal verglichen und alle anomalen Variablen können auf eine Einheit bezogen werden, bevor die Variablen in Einheiten geteilt und durch die Prozeßlogik durchgeschaltet werden.

Die Vergleichseinrichtung enthält eine Vorrichtung für die Erzeugung eines Steuersignals für Unterbrechung, wenn eine anomale Variable ermittelt ist, um das Durchtasten der Variablen durch die Prozeßlogik zu steuern. Daher wild die Einheit, der die anomale Variable zugeordnet wurde, sofort an die Oszillographiereinrichtung durchgeschaltet.

Die durch die Prozeßlogik durchgetasteten Variablen werden auch durch einen zweiten Vergleicher gemessen. Wenn eine anomale Variable ermittelt ist, wird während des Zeitintervalls der anomalen Variablen ein Signal erzeugt, um die Darstellung der anomalen Variablen in eine von der Form einer normalen Variablen unterschiedene Form zu ändern.

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Die Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Testsystems dar;

Fig. 2 zeigt ein typisches BaIkenoszillagramm, das eine Vielzahl normaler Variabler darstellt;

Fig, 5 ist ein Balkenoszillogrannii, das eine Vielzahl von Variablen mit einer anomalen Variablen zeigt;

Fig. 4 zeigt eine Vielzahl von Signalen für das Steuern des Systems;

Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Folge, von Spannungspegeln, die normale Variable einer besonderen Einheit darstellen; .

Fig. 6, zeigt ein Beispiel einer Folge von Spannungspegeln^..

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Fig. 7 stellt eine Ausführungsform einer Zählerschaltung für

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das Durchtasten von Gruppen von Variablen an eine Darstellungseinrichtung dar;

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform einer Vergleichsschaltung, die in dem System als Vergleicher für oberen/unteren Grenzwert verwendet werden kann.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 ist ein System 1 zum Darstellen oder Oszillographieren mit einer Anzeigeeinrichtung 11, wie einer Kathodenstrahlröhre, einer elektrolumineszierenden Plattenanordnung etc,, dargestellt. In der besonderen beschriebenen und dargestellten Ausführungsform ist eine Kathodenstrahlröhre als Anzeigeeinrichtung verwendet.

Die Prozeßlogik 2 und die Vergleichslogik 3 enthalten die Hauptteile des Systems. Zähler 4 und 5 mit Decodern %, 22, 19 und erzeugen ,Durchschalt- oder Steuersignale (gating-£ignals) für die Steuerung der Anlage. Horizontal- und Vertikalkippgeneratoren 6 und 9. eine Mischstufe 8, ein Inhibitschalter. 58, ein Austastverstärker Io und ein Sinusgenerator 3o erzeugen das

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Oszillogramm der Kathodenstrahlröhre. Eine Pufferstufe 13 ist mit der Prozeßlogik und der Vergleichslogik verbunden. Die Pufferstufe kann eine Vielzahl hochohmiger Eingangskreise haben, um die Vergleichs- und die Prozeßlogik von den die Variablen erzeugenden Quellen zu isolieren. Wenn bei einer speziellen Anwendung keine Belastungswirkungen auftreten, kann die Pufferstufe wegfallen.

Die Vielzahl der variablen Eingangssignale für die Pufferstufe kann durch Wandler, wie Thermoelemente, Widerstandsthermometer, balggesteuerte Potentiometer u.s.f. und andere bekannte Vorrichtungen für das Abtasten von Mriablen, wie Temperatur, Druck, Flußgeschwindigkeit, Vibration und andere Parameter, erzeugt werden« Die Variablen werden, falls notwendig, linearisiert und auf eine gemeinsame Basis bezogen, so daß die Signale von dem System leichter verarbeitet werden können. Mit anderen Worten, wenn die Variablen normalisiert wjrden, kann ein einziger oberer/unterer Grenzwert in dem System verwendet werden, um anomale Variable zu ermitteln. Eine anomale Variable würde entweder oberhalb/unterhalb der Testgrösse liegen. Linearisierung und Normalisierung der Variablen werden durchgeführt, bevor die Variablen Eingangssignale für die Pufferstufe werden. Schaltungsanordnungen für die Linearisierung und Normalisierung sind für die Fachwelt bekannt.

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Bei der besonderen dargestellten und beschriebenen Ausfuhrungsform sind zweiunddreissig (32) Variable für die Verarbeitung ausgewählt« Die Variablen sind in vier Gruppen oder Einheiten von je acht (8), von denen jede dargestellt oder oszillographiert wird, unterteilt. Bei einem besonderen Anwendungsfail kann eine Vorauswahl vor dem Linearisieren oder Normalisieren der Signale erforderlich sein«

An den Eingängen werden die Variablen durch Spannungspegel dargestellt, die der Grosse der gemessenen Variablen proportional sind. Wenn die Variablen durch die Proezß- und Vergleichslogik verarbeitet werden, werden die konstanten Spannungspegel in Signale mit diskretem Wert und Dauer umgewandelt« Die Dauer entspricht dem Intervall eines Verarbeitungs- oder Durchschaltsignals. -

Die Eingangssignale werden gleichzeitig über die Pufferstufe auf die Multiplexlogik 14 für die Einheiten und auf die Multiplexlogik 15 für die Variablen geführt. Die Pufferstufe ist über zweiunddreissig (32) Eingangsleitungen mit beiden Logikgruppen verbunden.

Die Multiplexlogik.-14 kann mit vier Gruppen von acht (8) ünd-Gattern und acht (8) Oder-Gattern ausgestattet sein, um gleichzeitig acht Ausgangssignale für die Folgelogik 16 der Variablen

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zu erzeugen. Jede Gruppe der acht AusgangsSignaIe enthält eine der vier Einheiten der Variablen, die nacheinander durch die Anzeigeeinrichtung 11 dargestellt werden sollen. Die Multi· plexlogik 14 istinit dem Decoder 57 und mit der Folgelogik 16 für die Variablen verbunden. Der Decoder 57 ist mit dem Zähler 4 verbunden. Ein Taktgeber 72 ist mit dem Zähler 4 verbunden.

Der Decoder kann vier Und-Gatter aufweisen, die zur Aufnahme von Signalen vom Zähler geschaltet sind. Das Ausgangssignal jedes Und-Gatters stellt eine der vier Einheiten der Wiablen dar, die zu der Multiplexlogik durchgeschaltet werden. Die Verbindungen zwischen dem Decoder und der Multiplexlogik sind von eins bis vier numeriert, um die Nummern der Einheiten anzuzeigen, in die die Variablen aufgeteilt sind. Offensichtlich könnte die Anzahl der Einheiten geändert werden, um das System einer anderen Anwendung oder derselben Anwendung mit einer anderen Zahl von Eingängen anzupassen.

Der Zähler kann zwei Start-RÜckstell-Flipflops zum Zählen von vier 'Binärintervallen haben. Für das Steuern der Zählfolge können Torkreise enthalten sein. Der Zähler hat Eingänge, die mit "Handbetrieb" und "Automatikbetrieb" bezeichnet sind. Wenn der Zähler automatisch arbeitet, wird der Zählwert vergrössert und entsprechend dem Eingangssignal des Taktgebers 72 automatisch wiederholt. Wenn der Zähler mit Handbetrieb arbeitet,

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wird der Zählwert und daher auch das Oszillogramm aufrechterhalten, bis der Eingang für Handbetrieb verändert wird.

Der Zähler nimmt auch Steuersignale für die Unterbrechung auf, die durch die Vergleichslogik erzeugt werden, Die Unterbrechungssignale werden, wenn sie von dem Zähler aufgenommen sind, einer besonderen Gruppe oder Einheit der acht (8) Variablen zugeordnet. Der Zähler wird gezwungen, die Binärzählung zu übernehmen, wodurch die zugeordnete Einheit von Variablen durch die Multiplexlogik hindurchgeführt wird.

Die Folgelogik 16 für die Variablen ist mit dem Horizontalkippgenerator 9 und der Vergleichsschaltung 21 für oberen/unteren Grenzwert verbunden. Sie ist auch zur Aufnahme von Eingangssteuersignalen von dem Decoder 22 und von variablen Eingangssignalen von der Multiplexlogik 14 geschaltet. Die einer Einheit zugeordneten variablen Eingangssignale werden parallel empfangen und in Durch- oder Multiplexschaltung unter Steuerung der Dürchschalt- oder Steuersignale vom Decoder 22 an die Vergleichsschaltung und den Horizontalkippgenerator übertuen. Die Folgelogik kann mit acht (8) Ünd-Gattern ausgerüstet sein, die eine gemeinsame Ausgangsverbindung mit dem Horizontalkippgenerator und der Vergleichsschaltung 21 für oberen/unteren Grenzwert haben.

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Der Horizontalkippgenerator ist mit der Kathodenstrahlröhre und dem Austastverstärker Io verbunden, Beides sind übliche Schaltungen für die Verwendung mit Kathodenstrahlröhren und aus diesem Grunde nicht im einzelnen beschrieben. Das Ausgangssignal des Generators ist eine lineare Sägezahnspainung mit fester Frequenz. Die Amplitude der Sägezahnspannung verändert sich als Funktion des Spannungspegels der Variablen. Die Amplitude der Sägezahnspannung steuert die Länge der horizontalen Auslenkung des Kathodenstrahls. Ein Beispiel des SignalVerlaufs, ist am Ausgang des Generators zeichnerisch dargestellt. Der Austastverstärker steuert die Intensität der oszillographierten Variablen. ·

Die Vergleichsschaltung 21 für oberen/unteren Grenzwert ist mit dem Inhibitschalter 58 verbunden. Die Multiplexeingangssignale, die von der Folgelogik aufgenommen werden, werden einzeln mit vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten verglichen oder gegenüber vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten getestet. Die Grenzwerte werden nach Untersuchung aller zu überwachenden Variablen festgelegt« Die Variablen werden mit einer gemeinsamen Basis, wie einem Spannungspegel in Beziehung gesetzt, so daß eine Reihe von Grenzwerten für alle Variablen verwendet werden kann.

Beispielsweise können die Grenzwerte durch hohe und niedrige

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Spannungspegel dargestellt sein. Wenn eine Variable eine Stärke oder Grosse hat, die innerhalb der Grenzen liegt, würde sie als normale Variable gelten. Wenn eine Variable · einen der Grenzwerte überschreitet, gilt sie als anomal und es wird ein AusgangsSignal für den Inhibitschalter erzeugt.

Die Vergleichsschaltung kann zwei direkt gekoppelte Differenzverstärker aufweisen, die so vorgespannt sind, daß ein Verstärker ein Ausgangs signal erzeugt, wenn die obere Grenze überschritten wird, und der andere Verstärker ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die untere Grenze unterschritten wird. Die Ausgänge sind miteinander verbunden.

Die Fig. 8 ν zeigt eine Ausführungsform einer Schaltung, die für den Vergleich ankommender Signale mit vorbestimmten Grenzwerten verwendet werden kann . Für das System müssen zwei von diesen Schaltungen vorgesehen werden. Die Schaltung hat einen Verstärker 8o zum Ermitteln der Eingangssignale, die unter dem unteren Testwert liegen und einen Verstärker 8o' für die Ermittlung der Eingangssignale, die über dem oberen Grenzwert liegen. Widerstände R und R¹ sind entsprechend mit einer Quelle für niedere und hohe Bezugsspannungspegel verbunden. Eingangswiderstände R^ und R₁' sind ebenfalls mit den Eingangsklemmen der Schaltung verbunden. Rückkopplungselemente 81 und

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81' enthalten übliche Kondensator- und Widerstandskombinationen, um eine positive Rückkopplung vom Ausgang auf den Eingang jedes Detektors zu schalten. Jeder Verstärker arbeitet als Regenerativdetektor, wobei der anfängliche Zustand des Ausgangs in einen entgegengesetzten Zustand umkippt, wenn der Signalschwellwert überschritten wird.

Die Ausgänge sind mit dem Oder-Gatter 82 verbunden. Der Ausgang des Oder-Gatters ist entweder mit dem Inhibitschalter oder mit der Referenzlogik 12 für die Einheiten verbunden.

Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist die Schaltung mit dem Folgelogikausgang für die Variablen verbunden. Am Eingang ist bei 83 ein Eingangssignal dargestellt. Es ist angenommen, daß das Signal, das acht Variable darstelltj negativ wird. Der willkürlich ausgewählte normale Spannungsbereich ist minus zwei (-2) Volt für den unteren Grenzwert und minus 6 (-6) Volt für den oberen Grenzwert.

Wenn die Signalpegel innerhalb des normalen Bereichs liegen, zeigt der negative Ausgang des Detektors für den unteren Pegel "falsch" oder Null (0) Volt« Der positive Ausgang des Detektors für den oberen Pegel ergibt ebenfalls die Anzeige "falsch". Wenn eine Variable innerhalb einer ausgewählten Einheit kleiner als der untere Grenzwert des Detektors für den Pegel ist, wird

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der Ausgang dieses Detektors "richtig". In ähnlicher Weise ergibt der Ausgang des Detektors für den oberen Pegel "richtig", wenn eine Variable in einer ausgewählten Einheit auf einen Wert ansteigt, da: grosser ist als der obere Grenzwert. Die zwei "richtigen" Ausgangssignale werden dann durch das Oder-Gatter logisch verarbeitet.

Beispielsweise überschreitet die erste Variable bei dem dargestellten Signal den -6 Volt Pegel, und es wird ein "richtiges" Signal erzeugt. Die siebente Variable ist kleiner als -2 Volt, so daß ein zweites Signal erzeugt wird.

-Der Inhibitschalter ist mit dem Sinusgenerator 2o verbunden, der mit der Mischstufe 8 verbunden ist. Die Hischstufe ist zwischen den Kippgenerator 6 und die Kathodenstrahlröhre geschaltet. Der Inhibitschalter, der auch als Sichtsignalschalter bezeichnet wird, ist eine übliche Ausführungsform zur Verwendung mit Kathodenstrahlröhren. Auch der Vertikalgenerator, die Mischstufe und der Sinusgenerator sind bekannt. Spezielle Ausführungsformen dieser Schaltungen sind daher im einzelnen nicht dargestellt und beschrieben.

Der Vertikalkippgenerator ist für die Aufnahme von Eingangssignalen von dem Decoder 22 geschaltet« Jedesmal, wenn ein Eingangssignal empfangen wird, wächst ein stufenförmiges

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Ausgangssignal zur Mischstufe um eine Stufe (Treppenspannungsförni) in vertikaler Richtung an· Ein Beispiel des Signals ist am Ausgang des Vertikalkippgenerators dargestellt.

Das Signal wächst um acht Stufen und dann wiederholt sich diese Folge· Das von dem Sinusgenerator 3o erzeugte Hochfrequenzsignal wird mit dem Vertikaltreppensignal gemischt oder diesem überlagert, so daß die jeder Stufe entsprechende Oszillo· grammdarstellung eine Höhe hat, die eine Funktion der Grosse der Sinuswelle ist. Da die Frequenz relativ hoch ist, erscheint das Balkenoszillogramm ununterbrochen. Wenn das Signal jedoch ausserhalb der Toleranz liegt, sperrt der Inhibitschalter das Sinussignal während dieses Zeitraumes, so daß das Oszillogramm eine gerade Linie anstelle eines Balkenmusters "bei normalen Bedingungen ist. Beispielsweise wird bei Ermittlung einer anomalen Variablen durch die Vergleichsschaltung 21 das von der Vergleichsschaltung erzeugte Ausgangssignal auf eine besondere Variable bezogen. Das Ausgangssignal triggert den Inhibitschalter, um eine Mischung der Sinuswelle mit dem Inhibitstufensignal des Kippgenerators während der Dauer des Ausgangssignals zu verhindern. Daher ändert sich das Oszillogramm für diese Variable in diesem Zeitraum von einem Balkenmuster in eine gerade Linie. Die horizontale Ausdehnung der oszillographierten Variablen wird durch den Horizöhtalkippgenerator gesteuert.

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Die Vergleichslogik für die Unterbrechung der Steuerung enthält die Multiplexlogik 15 für dieVariablen, die zur Aufnahme von 32 Eingangssignalen von der Pufferstufe gesehaltet ist. Ein zusätzliches Eingangssignal wird von dem Decoder 7 aufgenommen. Das Decodereingangssignal enthält ein Durchschalt- oder Steuersignal zum Durchtasten von Proben der Variablen (MuItipiexsampling) an die Vergleichsschaltung. 17 für oberen und unteren Grenzwert. Beispielsweise wird während jedes "richtigen" Intervalls des Durchschalt-Steuer-Signals ein die Grosse der Variablen für diesen Zeitraum darstellender Spannungöpegel auf die Vergleichsschaltung gegeben.

Die Multiplexlogik für die Variablen kann 32 Und-Gatter haben. Jedes Und-Gatter hat einen Eingang, der -zur Aufnahme einer der zweiunddreissig Variablen und eines Durchschalt-, oder Steuer-Signals von dem Decoder 7 geschaltet ist. Die Und-Gatter haben einen gemeinsamen Multiplexausgang, der mit der Vergleichsschaltung 17 für oberen und unteren Grenzwert verbunden ist.

Der Decoder 7 ist mit dem 5-bit-Zähler 5 verbunden, der mit dem Taktgeber 2o verbunden ist. Der Decoder kann aus zweiunddreissig Und-Gattern für logisches Kombinieren (Decodieren) der Ausgangssignale des 5-bit-Zählers bestehen. Die zweiunddreissig Und-Gatter erzeugen zweiunddreissig Signale mit

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"richtigen" Intervallen, die einem Zählwert von zweiunddreissig des 5-bit-Zählers entsprechen. Beispielsweise würde ein "richtiges" Ausgangssignal vom ersten Gatter des Decoders eine erste Variable durch die MuItipiexlogik hindurchschalten. Dies wird für zweiunddreissig Intervalle fortgesetzt und dann wiederholt.

Der 5-bit-Zähler kann aus bekannten Schaltungskreisen mit fünf Flipflops und entsprechenden Gattern zum Zählen von zweiunddreissig Binärintervallen, ansprechend auf Signale vom Taktgeber 2o, aufgebaut sein.

Die Signale vom Taktgeber 2o haben eine im Verhältnis zu den Signalen von dem Taktgeber 72 höhere Frequenz, so d& der Zähler 4 mit geringerer Geschwindigkeit zählt als der Zähler 5. Der Unterschied der Zählgeschwindigkeiten ist wichtig, da eine anomale Variable ermittelt werden kann, bevor irgendeine Variable durch die Multiplexlogik gelangt.

Die Vergleichsschaltung für oberen und unteren Grenzwert ist mit der Referenzlogik 12 für die Einheiten verbunden. Sie kann zwei direkt gekoppelte Differenzverstärker aufweisen, deren Eingänge zusammengeschaltet sind. Die Verstärker sind, wie bereits in Verbindung mit der Vergleichsschaltung 21 angedeutet,

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so vorgespannt, dß ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn das Eingangssignal in bezug auf die Grenzwerte entweder höher oder niedriger ist.

Die Referenzlogik für die Einheiten ist mit der Steuerlogik 18 zwecks Unterbrechung verbunden und nimmt Eingangssignale vom Decoder 19 auf. Die Ausgangssignale identifizieren eine besondere Einheit von Variablen, wenn eine Variable anomal ist.

Der Decoder 19 enthält vier Und-Gatter, die zur Aufnahme von Ausgangssignalen vom Zähler 5 geschaltet sind. Beispielsweise kann ein Und-Gatter Signale von Flipflops des Zählers während acht Binärintervallen aufnehmen. Während dieses Zeitraumes hat das Und-Gatter ein "richtiges" Intervall. Dieses "richtige" Intervall entspricht einer der vier Einheiten, auf die die Variablen bezogen sind. Während der nächsten acht Intervalle würde ein zweites Und-Gatter "richtige" Signale erzeugen. Die Folge würde fortgesetzt, bis Signale mit vier "richtigen" Intervallen entsprechend den ausgewählten Einheiten erzeugt werden, zu welchem Zeitpunkt die Folge wiederholt würde. Die vier Signale, die von dem Decoder 19 erzeugt werden, sind Unterteilungsfaktoren der Signale, die von dem Decoder 7 und von dem Decoder 22 erzeugt werden.

Wenn daher eine anomale Variable ermittelt ist, wird sie einer

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besonderen Einheit zugeordnet, wenn sie durch die Referenzlogik geführt wird.

Die Steuerlogik für Unterbrechung ist mit dem Zähler 4 verbunden und weist einen Ruckste11eingang für die Rückstellung der Ausgangssignale auf, nachdem eine anomale Variable ermittelt ist. Die Logik kann aus vier Flipflops bestehen. Jedes der vier Flipflops hat Eingänge, die mit einem der vier Und-Gatter der Referenzlogik verbunden sind. Anfänglich sind alle Flipflops in den Zustand "falsch" eingestellt. Wenn eine Vari able auftritt, wird dasjenige Flipflop, das der Einheit entspricht, in der die anomale Variable auftritt, in den Zustand "richtig" gekippt. Jedes Flipflop der Steuerlogik für Unterbrechung hat einen "richtigen" und einen "falschen" Ausgang, die mit dem Zähler 4 verbunden sind. Die einzelnen Flipflops, aus denen die Logik besteht, können als Steuerflipflops für Unterbrechung (IC) bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Flipflop, das einem der Einheit Nr. 1 zugeordneten Unterbrechungs- oder Obersteuerungssignal entspricht, als IC, bezeichnet werden. Andere Flipflops können in gleicher Weise mit IC2, ICj und IC* bezeichnet werden. Die Signale der Flipflops unterbrechen die normale Folge und ziehen das Oszillogramm der Einheit dem der anomalen Variablen vor.

Die Fig. 2 zeigt ein Oszillogramm von acht Variablen in der

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Einheit Nr. 2. Die Bezeichnungen für Druckverhältnis, Maschinendruck, Brennstoffluß, usf« können auf einem Schirmraster der Kathodenstrahlröhre angegeben sein; das Raster bezeichnet die untere (L), die normale (N) und die obere (H) Grenze für die Variablen«. Die vier Maschinennummern entsprechen den vier Einheiten von Variablen, die durch das System verarbeitet werden sollen..Da jede Maschine acht kritische Parameter hat, die eine oszillographische Aufzeichnung erfordern, sind jeder Einheit acht Variable zugeordnet. Die Einheit Nr. 1 entspricht der Maschinennummer 1. Die Einheit Nr. 2 entspricht der Maschinennümmer 2 usw.. Eine zusätzliche Anzeigevorrichtung 7o, wie eine Tafel mit Lichtquellen, kann an die Ausgänge des Decoders 57 angeschlossen sein, um die Einheiten zu identifizieren. Die das Oszillogramm betrachtende Bedienungsperson kann leicht bestimmen, ob die Parameter innerhalb ihrer Normalgrenzen liegen.

Die Fig. 3 zeigt ein Oszillogramm von acht Variablen der Einheit Nr. 4 (Maschine Nr. 4), bei dem zwei Variable ausserhalb der vorbestimmten Grenzen liegen. Die Parameter für Druckverhältnis und Brennstoffluß wurden als anomale Variable durch die Vergleichslogik 17, welche das Oszillogramm der Einheit Nr. 4 einleitet und durch die VergleicMogik 21 ermittelt. Wie zuvor erwähnt, war das Mischen des Signals von dem Sinusgenerator und von dem Verikalkippgenerator während des zweiten und achten

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Intervali der Einheit Nr. 4 verhindert* Daher änderte sich das Balkenmuster der Variablen in die dargestellte gerade Linie,

Die Fig« 5 und 6 zeigen Spannungspegel am Ausgang der Folgelogik für die Variablen. Die besonderen dargestellten Pegel entsprechen dem Oszillogramm nach Fig. 2 und 3 für die Einheiten Nr. 2 und 4. Die Spannungspegel sind negativ, obwohl sie in einem speziellen System auch positiv sein können. Die Pegi sind infolge der Wirkung der Signale von dem Decoder 22 in Reihe oder Mültiplexanordnung gegeben. Alle Parameter nach Fig. 5 liegen innerhalb der Normalgrenzen. Die Signale in Fig. 6 zeigen für die Einheit Nr. 4 zwei anomale Variable.

Die Fig. 4 zeigt die von den Decodern 7, 19 und 22 ansprechend auf die Binärzahl im Zähler 5 erzeugtenSignale. In Fig. 4 sind die Signale von allen Decodern und von dem Taktgeber 2o zur leichten Darstellung des Verhältnisses zwischen allen Durchschalt- oder Steuersignalen kombiniert. Der Zählwert in dem bit-Zähler 5 entspricht den beim Taktgebersignal angegebenen Nummern«

Die variablen Samplingsignale vom Decoder 7 führen die Variablen durch die Multiplexlogik ISin zweiunddreissig Intervalle über, die den zweiunddreissig Eingangsvariablen entsprechen« Falls sich die Anzahl der Variablen ändert, ändert sich das MuI-

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tiplexsignal entsprechend. Die Geschwindigkeit des von dem Taktgeber 2o gelieferten Signals kann vergrössert oder verringert werden, um die Geschwindigkeit zu ändern, mit der die Variablen durch die Logik 15 hindurchgeschaltet werden.

Ein Gatter des Decoders 7 ist für ein Bit aus zweiunddreissig für den Taktgeber dargestellten Bits vorgesehen, Mit anderen Worten, jedes der zweiunddreissig Gatter des Decoders hat ein "richtiges" Intervall aus den zweiunddreissig Intervallen. Sonst würden Proben der Variablen während jedes "richtigen" Intervalls durchgetastet werden.

Die Folgelogik für die Variablen erfaßt acht Signale» Jedes Signal entspricht einer Variablen. Da der Zähler bis 32 hinaufzählt, kann der Decoder 22 seine acht Signale erzeugen, indem die ersten acht Zählwerte, die von dem Zähler entwickelt werden, verwendet werden. Wie in der Figur dargestellt, hat jedes der acht Signale ein "richtiges" Intervall für je acht Zählungen. Beispielsweise hat das erste Signal der Gruppe ein "richtiges" Intervall zu der Zeit 1, zu der Zeit 17 und zu der Zeit 25. Während jedes "richtigen" Intervalls wird eine Variable durch die Folgelogik für die Variablen an den Horizontäikippgenerator und an die Vergleichsschaltung 21 durchgeschaltet» Jedes Gatter der Folgelogik 16 hat einen Eingang zur Aufnahme eines der Folgesignale. Auch der Vertikalkippgenerator schreitet während

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eines jeden "richtigen" Intervalls um eine Stufe fort, bis ein Anwachsen auf acht Stufen beendet ist, worauf er zurückgeschaltet wird.

Die Referenzlogik für die Einheiten erfaßt vier Signale, von -denen jedes ein "richtiges" Intervall von acht Taktgeberperioden hat. Jedes Und-Gatter der Referenzlogik für die Einheiten ist zur Aufnahme eines der Durchschalt- oder Steuersignale geschaltet. Diese Logik identifiziert eine anomale Variable mit einer der vier Einheiten der Variablen.

Wie bereits ausgeführt, hat das von dem Taktgeber 2o erzeugte Signal eine Frequenz, die wesentlich höher ist als die Frequenz des Taktgebers 72, Beispielsweise kann der Taktgeber 72 eine Frequenz von 1 Hz haben. Die Frequenz des Taktgebers 2o kann 5 Hz sein. Daher können die 32 Variablen der vorliegenden Ausführungsform durch die Monitorlogik durchgeschaltet und mit oberen und unteren Grenzwerten verglichen werden, bevor der Zähler 4 eine binäre Eins gezählt hat, um die Einheit Nr, 1 durch die Einheitenmultiplexlogik durchzutasten. Wenn daher eine Variable in der Einheit Nr. 4 als anomal bestimmt wird, zählt der Zähler 4 auf eine Zahl 4, um die Einheit Nr. 4 sofort durch die Multiplexlogii 14 hindurchzuschalten.

In Fig. 7 ist ein Beispiel eines Zählers dargestsLlt, der als

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logischer Zähler 4 verwendet werden kann. Flipflops A und B erzeugen den Zählwert* indem sie eingestellt und zurückgestellt werden, als Funktion der Eingangssignale von den Gattern 4o und 41 an der Startseite S und von den Gattern 42 und 43 an der Rückstellseite R. Das Flipflop kann ein übliches Start-Rückstellflipflop sein. Die Gatter 4o bis 43 sind Und-Gatter, so daß die Eingangs signale vom Taktgeber 72 und auch die Eingangssignale von den Oder-Gattern 44 bis 47 "richtig" sein müssen, bevor ein Start- oder Ruckste11signal erzeugt wird. Die Gatter 44 und 45 sind entsprechend mit den Gattern 4o und 41 verbunden. Die Gatter 46 und 47 sind entsprechend mit den Gattern 42 und 43 verbunden.

Jedes Oder-Gatter hat drei Eingänge. Jeder der drei Eingänge erzeugt ein Ausgangs signal, das verwendet werden Tkann, um den Zustand der Flipflops einzustellen. Die Eingangs signale IC, und IC. zum Gatter 44 werden von der Steuerlogik für Unterbrechung abgeleitet. Wenn während des Zeitintervalls für die dritte oder vierte Einheit eine anomale Variable ermittelt wird, wird das Steuersignal für dieses Intervall "richtig". Zu allen anderen Zeiträumen verbleibt das Signal "falsch". Gleichartige Eingänge IC₂ und IC. sind mit dem Gatter 4 5 verbunden. Die Gatter 46 und 47 haben entsprechende Eingänge IC-., IC₂ und IC₁ bzw, IC₃ von der Logik für Unterbrechung.

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Das dritte Eingangssignal für jedes Oder-Gatter wird, wie dargestellt, von den Und-Gattern 48, 49, 5o'und 51 abgeleitet. Wenn beispielsweise alle Eingangssignale zum Gatter 48 "richtig" sind, wird ein Äusgangssignal zum Gatter 44 erzeugt. Die Eingänge für die Und-Gatter können von Hand geregelt werden, indem die Stellung des Schalters 52 geändert wird. Angenommen, jede Schalterstellung verbindet mit einem Spannungspegel, der einem logischen Zustand entspricht, so ändert sich der Zählwert jedesmal, wenn sich die Schalterstellung ändert. Da dies von Hand geschieht, kann das Zählen und daher das vom Zähler gesteuerte OsζilIogram für eine unbestimmte Periode aufrechterhalten werden*

Andernfalls werden die Schalter 53 und 54 während eines normalen Arbeitszyklus in automatische Stellung gebracht, so daß sich das Zählen automatisch wiederholt. Die Ausgänge der Flipflops sind als Eingänge mit den Und-Gattern 49, 51, 55 und 56 verbunden,um das automatische Zählen zu bewirken.

Die Logik für den Zähler mit Unterbrechungssteuerung wird wie folgt dargestellt:

s_a = Ä β Tc₁ Tc₂ + IC₃ +IC₄

S_K = B IC₁ TC, + IC₉ + IC. b 13 2 4

R_a - A B TU₃ Tt₄ +IC₂ +IC₁ R_b = B TZ₂ IC₄ + IC₁ + IC₃

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S und Sv bedeuten die Starteingangssignale, und R und R, bedeuten die Rückstellsignale für die Flipflops A und B.

Die Ausgänge A, Ä_f B, B der Flipflops sind in geeigneter Weise zusammengeschaltet, beispielsweise durch Und-Gatter im Decoder 57, um decodierte Signale zu erzeugen, die den Zählwert darstellen.

Der Ausgang Nr. 1 entspricht einem decodierten binären Zählwert eins für Einheit Nr. 1« Der Ausgang Nr. 2 entspricht einem decodierten binären Zählwert von zwei für die Einheit Nr. 2. Die anderen Ausgänge entsprechen decodierten Zählwerten drei und vier für Einheiten Nr. 3 und Nr. 4.

Die Zählfdge ist in der folgenden Funktionstabelle dargestellt:

Start-RückstelΙ	Ausgänge
Ε ineänge	A B
^Sa ^Sb ^Ra ^Rh	0 0
0 0 11	0 1
0 110	1 0
10 0 1	1 1
110 0

- Einheit Nr. 1

- Einheit Nr. 2 (vom Deco·

- Einheit Nr. 3 der)

- Einheit Nr. 4

Wie in der Tabelle dargestellt, wird ein decodiertes Signal erzeugt, wenn A und B beide "falsch" sind, um eine erste Vielzahl von Variablen in der Einheitenmultiplexlogik 14 durchzuschalten.

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Das erste Signal verbleibt "richtig", bis die die Variablen der Einheit Nr. 1 darstellenden Signale durch die Logik getastet worden sind. Das zweite Signal wird sofort nach dem ersten "richtig". Die Folge schreitet fort, bis alle Einheiten durch die. Logik geführt sind. Danach wird die Folge bei relativ kleiner durch den Taktgeber 12 gesteuerter Geschwindigkeit fortgesetzt.

Wenn jedoch durch die Vergleichsschaltung 16 eine anomale Variable ermittelt ist, beispielsweise in der Gruppe Nr. 3, unterbricht das Steuersignal IC- die normale Folge« Das Flipflop A erzeugt eine "Eins" und das Flipflop B erzeugt eine "Null", um die binäre Zahl 3 zu bilden. Das Unterbrechungs-Steuersignal für Unterbrechung "übersteuert" andere Eingangssignale zu dem Zähler,

Beim Betrieb werden die 32 \feriablen über die Pufferstufe auf die Einheitenmultiplexlogik und auf die Variablenmultiplexlogik gekoppelt. Die Variablen sind durch relativ konstante Spannungspegel im Gegensatz zu sinusförmigen Signalen dargestellt. Während eines jeden "richtigen" Intervalls der einzelnen von dem Decoder 7 erzeugten Durchschalt- oder Steuersignale wird ein Spannungspegel für eine Variable einer VergleichsT schaltung 16 zugeführt und mit oberen und unteren Grenzwerten verglichen. Alle Variablen werden in die Vergleichsschaltung

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eingetastet und geprüft, bevor der erste Zählwert von dem Zähler 4 entwickelt werden kann.

Solange die Variablen innerhalb der durch die Vergleichsschaltung bestimmten Grenzen liegen, wird kein übersteuerndes Steuerausgangssignal erzeugt. Wenn jedoch eine anomale Variable ermittelt wird, beispielsweise die Variable 26, wird von der Vergleichsschaltung ein Ausgangssignal erzeugt. Obwohl der Decoder.19 die Referenzlogik für die Einheiten ununterbrochen speist, wird kein Ausgangssignal in die Steuerlogik eingetastet. Während des ZeitIntervalls der Variablen 26 gibt das von dem Decoder 19 erzeugte Signal die Variable Nr. 26 in das Flipflop Nr. 4 der Unterbrechungslogik. Das spezielle von dem Decoder 19 erzeugte Signal würde der Einheit Nr. 4 entsprechen und das Intervall zwischen der Zeit 25 und 32, wie in der Fig. 4 dargestellt, überdecken. Vor dem Empfang des Eingangssignals sind alle Hauptausgangsleitungen der Unterbrechungssteuerlogik "richtig". Das Eingangssignal bewirkt, daß die Leitung IC₁ "richtig" wird. Der Zähler 4 wird auf einen binären Zählwert vier gebracht. Der Zählwert "vier" wird decodiert in ein Durchschalt- oder Steuersignal, das auf die Einheit Nr. 4 in der Multiplexlogik bezogen ist, so daß die acht Variablen der Einheit Nr. 4 durch die Logik 14 und gleichzeitig durch die Folgelogik 16 hindurchgeschaltet werden. Wenn die Unterbrechungssteuerlogik zurückgestellt ist, nimmt der Zähler seine normale Zählfolge wieder auf.

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Die acht Variablen der Einheit Nr. 4 werden hintereinander von der Folgelogik gleichzeitig an den Horizontalkippgenerator und die Vergleichsschaltung 21 für oberen/unteren Grenzwert durchgeschaltet.

Die anomale Variable wird wiederum von der zweiten Vergleichsschaltung ermittelt. Während des Zeitintervalls 26 wird die verhältnismässig hohe von dem Sinusgenerator 3o erzeugte Sinusfrequenz daran gehindert, sich mit den Vertikalkomponenten der von dem Veitikalkippgenerator erzeugten Treppenspannung zu überlagern. Der Inhibitschalter wird von dem Signal der zweiten Vergleichsschaltung getriggert.

Die Höhe eines jeden in dem Oszillogramm enthaltenen Balkens wird durch das Vorhandensein oder NichtVorhandensein der Sinuswelle bestimmt. Daher würde die anomale Variable 26, die beispielsweise als niedrig angenommen ist, innerhalb des Bereichs (L). oder des unteren Bereichs sein und als gerade linie aufgezeichnet.

Die horizontale Auslenkung wird durch die Grosse des von dem Horizontalkippgenerator erzeugten Sägezahnsignals gesteuert.

Obwohl die Erfindung im einzelnen beschrieben und dargestellt wurde, ist klar, daß dies nur beispielsweise geschah und nicht

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als Beschränkung aufgefaßt werden kann. Das Wesen und der Bereich der Erfindung ist nur durch den Wortlaut der anliegenden Patentansprüche begrenzt.

Patentansprüche:

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Claims

P ate η t a η s ρ r u c - h e ;

1. System zum Erzeugen von Darstellungen oder Öszillogrammen von normalen und anomalen Variablen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Aufteilen einer Vielzahl von Variablen in Einheiten von wenigstens einer Variablen und zum Durchschalten der genannten Einheiten an eine Darstellungs« vorrichtung, z.B. Oszillographiervorrichtung, wobei die Einrichtung zum Durchschalten eine Vorrichtung zum Ändern der Form der Darstellung oder des Oszillogramms einschließt, wenn eine Variable als ausserhalb vorbestimmter Grenzen liegend bestimmt wird, und durch eine Einrichtung zum Vergleichen jeder Variablen mit vorbestimmten Grenzen, bevor eine der genann/iten Einheiten zur Darstellungsvorrichtung durchgeschaltet wird, und zum Erzeugen eines überdeckenden Steuersignals, wenn die Variable als ausserhalb der genannten Grenzen liegend bestimmt ist, wobei die genannte Einrichtung zum Erzeugen eines überdeckenden Steuersignals mit der Einrichtung zum Durchschalten zwecks sofortigen Durchtastens der die anomale Variable enthaltenden

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Einheit an die Darstellungsvorrichtung verbunden ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Einrichtung zum Vergleichen mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die wesentlich höher ist als die Geschwindigkeit, mit der die Einrichtung zum Durchschalten arbeitet.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillö graphiervorrichtung (11) die Variablen in einer Form darstellt, die die Zahl der Variablen darstält, daß die genannte Einrichtung zum Vergleichen eine erste Vergleichsschaltung

(21) einschließt, die auf Variable der genannten Einheiten anspricht, um ein Signal zu erzeugen, wenn eine anomale Variable ermittelt ist, wobei die erste Vergleichsschaltung Einrichtungen (9, 3o, 8) aufweist, die auf das erwähnte Signal ansprechen, um die Form des Oszillogramms der anomalen Variablen zu ändern, und eine zweite Vergleichsvorrichtung (3) zum Erzeugen eines Signals umfaßt, wenn eine Variable als anomal bestimmt ist, wobei die zweite Vergleichsschaltung eine dritte Einrichtung einschließt, um das genannte Steuersignal (12, 18) zu erzeugen, das auf eine Einheit bezogen ist, wenn eine anomale Variable ermittelt ist, wobei die zweite Vergleichsschaltung mit einer

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Geschwindigkeit getastet wird, die höher als die Geschwindigkeit ist, mit der die genannte Einrichtung (14) zum Aufteilen getastet wird, wobei jede anomale Variable ermittelt werden kann, bevor die Variablen in Einheiten aufgeteilt und durch die erste Vergleichsschaltung (12) verglichen sind, wobei die genannte Einrichtung (4, 57) auf das Steuersignal anspricht, um sofort die die anomale Variable enthaltende Einheit durch die Einrichtung zum Aufteilen durchzutasten.

4, System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (13) aufweist, um die Variablen gleichzeitig als'Eingangs signale in die Einrichtung (14) für das Aufteilen und in die zweite Vergleichsschaltung (3) einzugeben.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung (14) für das Aufteilen eine Vorrichtung hat, um gleichzeitig ansprechend auf die Durchschalteinheit (4, 57) Ausgangssignale zu erzeugen, die alle Variablen einer Einheit einschliessen, daß die Durchschalteinheit eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3, Nr. 4) Durchtasten der Einheiten in die Ein-

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richtung (14) zum Aufteilen einschließt, bis eine anomale Variable durch die genannte zweite Vergleichsschaltung (3) ermittelt ist, und daß eine Einrichtung für hintereinander erfolgendes Durchschalten der Variablen der genannten Einheiten an die erste Vergleichsschaltung (21) und an die Vorrichtung zum Oszillographieren (11) vorgesehen ist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchschalten aufeinanderfolgend geschieht und daß die Einrichtung zum Durchschalten Mittel (A,B) aufweist, die auf das Steuersignal als Unterbrechung des aufeinanderfolgenden Durchschaltens der Einheiten an die genannte Einrichtung zum Aufteilen ansprechen und die Wiederaufnähme des aufeinanderfolgenden Durchschaltens der Einheiten ermöglichen, nachdem die Einrichtung zum Aufteilen ansprechend auf das Steuersignal geöffnet ist.

7. System nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine zweite Durchschaltvorrichtung zum öffnen der zweiten Vergleichsschaltung und durch eine dritte Durchschaltvorrichtung zum Erzeugen eines Taktsignals einer Geschwindigkeit, die ein in der Geschwindigkeit der zweiten Gatter-

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vorrichtung enthaltener Faktor ist, wobei das Taktsignal eine Vielzahl logisch "richtiger" Intervalle hat, von denen jedes eine der genannten Einheiten darstellt, wobei die zweite Vergleichsschaltung eine Einrichtung zum Zuordnen einer anomalen Variablen zu einer Einheit einschließt, und diese Einrichtung durch die dritte Einrichtung gesteuert wird, so daß eine anomale Variable beim Durchgang durch diese Einrichtung zum Vergleichen auf eine besondere Einheit bezogen wird.

8« System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge?· kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Oszillograpnieren horizontale und vertikale Steuereinrichtungen einschließt, daß die horizontale Steuereinrichtung auf die Grosse einer der Variablen einer Einheit anspricht, um eine dieser Grosse proportional horizontale Ablenkung zu erzeugen, und daß die vertikale Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer vertikalen Osζillogrammablenkung aufweist, die alle Variablen einer Einheit umfaßt, und eine Einrichtung hat, die auf die erste Vergleichsschaltung anspricht, um die Form des Oszillogramms der als anomal bestimmten Variablen zu ändern»

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