RU140746U1

RU140746U1 - ALARM DEVICE UNDER PERMISSION CONTROL

Info

Publication number: RU140746U1
Application number: RU2014100363/08U
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Федоренко; Валерий Евгеньевич Рачков; Ярослав Игоревич Пономарев; Дмитрий Валерьевич Шлаев
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-05-20

Abstract

Устройство сигнализации при допусковом контроле, содержащее последовательно соединенные генератор счетной частоты, первый счетчик импульсов, первый дешифратор и коммутатор, n датчиков, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами коммутатора, формирователь сигнала "Отклонение вверх" и формирователь сигнала "Отклонение вниз", объединенные входы которых подключены к выходу коммутатора, два генератора импульсов, RS-триггер, два формирователя единичных импульсов, регистр сдвига, элемент ИЛИ, три элемента И, блок реверсивных регистров, блок установки в исходное состояние, два блока элемента И, шифратор, блок памяти, блок индикации и кнопку "Пуск", подключенную к первому входу элемента ИЛИ и S входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика импульсов, второй выход которого подключен к второму входу первого генератора импульсов, входу второго генератора импульсов и входу второго формирователя единичного импульса, выход которого подключен к информационному входу регистра сдвига, второй выход которого подключен к R входу RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента И, управляющим входом второго блока элементов И и вторым входом генератора счетной частоты, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, выход которого подключен к второму входу первого дешифратора, выход которого подключен к первому управляющему входу блока реверсивных регистров, суммирующий информационный вход которого соединен с выходом первого э�Alarm control device for tolerance control, comprising a counted frequency generator, a first pulse counter, a first decoder and a switch, n sensors whose outputs are connected to the corresponding information inputs of the switch, an upward deflector and a downward deflector, combined inputs which are connected to the output of the switch, two pulse generators, RS-trigger, two shaper of single pulses, shift register, OR element, three AND elements, block regular register, initialization block, two blocks of AND element, encoder, memory block, display unit and Start button connected to the first input of the OR element and S input of the RS-flip-flop, the direct output of which is connected to the control input of the first pulse counter the second output of which is connected to the second input of the first pulse generator, the input of the second pulse generator and the input of the second shaper of a single pulse, the output of which is connected to the information input of the shift register, the second output of which is connected to R in an ode to the RS flip-flop, whose inverse output is connected to the second input of the OR element, the first input of the third AND element, the control input of the second block of AND elements, and the second input of the counter frequency generator, the output of which is connected to the second input of the third AND element, the output of which is connected to the control input a memory block, the output of which is connected to the second input of the first decoder, the output of which is connected to the first control input of the block of reversible registers, summing the information input of which is connected to the output of the first e

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к области релейной защиты и автоматики и может быть применена в системах многоканального контроля и сигнализации для различных технологических процессов.The utility model relates to the field of relay protection and automation and can be applied in multi-channel monitoring and alarm systems for various technological processes.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для сигнализации отклонений параметра при допусковом контроле, состоящее из датчиков, коммутатора, формирователей сигналов «Отклонение вверх» и «Отклонение вниз», генераторов импульсов, дешифраторов, счетчиков импульсов, элементов ИЛИ-НЕ, буферного каскада и элементов индикации (см. авторское свидетельство СССР №1357991, МПК G08B 23/00, опубл. 07.12.1987 в бюл. №45).A device is known for signaling deviations of a parameter during tolerance control, consisting of sensors, a switch, signal generators "Deviation Up" and "Deviation Down", pulse generators, decoders, pulse counters, OR-NOT elements, a buffer cascade, and indication elements (see copyright USSR certificate No. 1357991, IPC G08B 23/00, published on December 7, 1987 in Bulletin No. 45).

Недостатком указанного устройства является низкое быстродействие сигнализации при многоканальном контроле сигналов. Это обусловлено тем, что анализ каждого канала ведется до тех пор, пока не будет вынесено решение о наличии или отсутствии отклонений параметра сигнала от установленных допусков. Если такой сигнал находится в каналах с последними номерами, то он может быть обнаружен только после просмотра всех каналов, что требует значительных временных затрат и не всегда приемлемо в системах реального времени.The disadvantage of this device is the low speed alarm when multi-channel signal control. This is due to the fact that the analysis of each channel is carried out until a decision is made on the presence or absence of deviations of the signal parameter from the established tolerances. If such a signal is in the channels with the latest numbers, then it can be detected only after viewing all the channels, which requires considerable time and is not always acceptable in real-time systems.

Известен комплекс сбора и анализа телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов, описанный в патенте Российской Федерации №2337391, МПК G05D 19/02 (опубликован 21.03.2007, бюл. №30), содержащий набор датчиков, преобразователи, усилители, фильтры, два источник питания, аналого-цифровой преобразователь, блок входных данных, блок управления, запоминающее устройство, три задатчика уровня, блок анализа информации порогового уровня, три оперативных запоминающих устройства, счетчик количества циклов, блок формирования команды предельного уровня, блок выходных данных и регистратор.A known collection and analysis of telemetry information for monitoring the safety of objects described in the patent of the Russian Federation No. 2337391, IPC G05D 19/02 (published March 21, 2007, bull. No. 30), containing a set of sensors, converters, amplifiers, filters, two power source , analog-to-digital converter, input data block, control unit, memory device, three level adjusters, threshold level information analysis unit, three random access memory devices, number of cycles counter, maximum command unit on the level block and output data logger.

Недостатком данного комплекса является низкое быстродействие обнаружения сигналов тревоги, приводящее к снижению безопасности самих объектов, вследствие отсутствия дифференциального учета степени важности информации о состоянии объектов мониторинга.The disadvantage of this complex is the low speed of detection of alarm signals, which leads to a decrease in the safety of the objects themselves, due to the lack of differential accounting for the degree of importance of information about the state of monitoring objects.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство сигнализации отклонений параметра при допусковом контроле, описанная в патенте РФ №68736, МПК G08B 23/00 (опубликовано 27.11.2007, бюл. №33), принятое за прототип. Данное устройство содержит кнопку «Пуск», RS-триггер, генератор счетной частоты, счетчик импульсов, дешифратор, коммутатор, датчики по числу контролируемых каналов, формирователь сигнала «Отклонение вверх», формирователь сигнала «Отклонение вниз», три элемента И, два генератора импульсов, блок реверсивных регистров, элемент ИЛИ, два формирователя единичного импульса, блок установки в исходное состояние, регистр сдвига, два блока элементов И, шифратор, блок памяти и блок индикации.The closest in technical essence to the proposed device is a device for signaling deviations of the parameter during tolerance control, described in RF patent No. 68736, IPC G08B 23/00 (published November 27, 2007, bull. No. 33), adopted as a prototype. This device contains a “Start” button, an RS-trigger, a counting frequency generator, a pulse counter, a decoder, a switch, sensors according to the number of monitored channels, an “Deviation Up” signal conditioner, a “Down Deviation” signal conditioner, three I elements, two pulse generators , a block of reverse registers, an OR element, two formers of a single pulse, an initialization block, a shift register, two blocks of And elements, an encoder, a memory block and an indication block.

Недостатком устройства является низкое быстродействие поиска сигнала тревоги с фиксированной длительностью (по объему измерений) этапа предварительного контроля каналов в случае изменения погрешности измерения:The disadvantage of this device is the low speed of the search for an alarm with a fixed duration (in terms of measurement) of the stage of preliminary control of channels in case of a change in the measurement error:

при увеличении погрешности измерения снижается доверительная вероятность нахождения результата измерения в заданном допусковом интервале, что обуславливает уменьшение вероятности присутствия сигнала тревоги в первом (после ранжировки) канале и, следовательно, увеличение длительности второго этапа;with an increase in the measurement error, the confidence level of finding the measurement result in the specified tolerance interval decreases, which leads to a decrease in the probability of the presence of an alarm in the first (after ranking) channel and, consequently, an increase in the duration of the second stage;

при уменьшении погрешности измерения фиксированная длительность первого этапа является избыточной.with a decrease in the measurement error, the fixed duration of the first stage is excessive.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Технический результат - повышение быстродействия двухэтапного поиска сигнала тревоги в системе многоканального контроля с изменяющейся погрешностью измерений путем адаптивного изменения длительности предварительного просмотра каналов, т.е. числа измерений на первом этапе поиска сигнала тревоги.The technical result is an increase in the speed of a two-stage search for an alarm in a multi-channel control system with a varying measurement error by adaptively changing the duration of the channel preview, i.e. the number of measurements in the first stage of the alarm search.

Этот результат достигается тем, что в предложенное устройство сигнализации при допусковом контроле, содержащее последовательно соединенные генератор счетной частоты, первый счетчик импульсов, первый дешифратор и коммутатор, n датчиков, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами коммутатора, формирователь сигнала «Отклонение вверх» и формирователь сигнала «Отклонение вниз», объединенные входы которых подключены к выходу коммутатора, два генератора импульсов, RS-триггер, два формирователя единичных импульсов, регистр сдвига, элемент ИЛИ, три элемента И, блок реверсивных регистров, блок установки в исходное состояние, два блока элемента И, шифратор, блок памяти, блок индикации и кнопку «Пуск», подключенную к первому входу элемента ИЛИ и S входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика импульсов, второй выход которого подключен к второму входу первого генератора импульсов, входу второго генератора импульсов и входу второго формирователя единичного импульса, выход которого подключен к информационному входу регистра сдвига, второй выход которого подключен к R входу RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента И, управляющим входом второго блока элементов И и вторым входом генератора счетной частоты, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, выход которого подключен к второму входу первого дешифратора, выход которого подключен к первому управляющему входу блока реверсивных регистров, суммирующий информационный вход которого соединен с выходом первого элемента И, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя сигнала «Отклонение вверх», вычитающий информационный вход блока реверсивных регистров соединен с выходом второго элемента И, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя сигнала «Отклонение вниз», а информационные входы первого и второго элементов И соединены с выходом первого генератора импульсов, первый вход которого вместе с входом блока установки в исходное состояние подключены к выходу первого формирователя единичного импульса, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход блока установки в исходное состояние подключен к второму управляющему входу блока реверсивных регистров, выход которого подключен к информационному входу первого блока элементов И и первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, информационный вход которого подключен к выходу блока памяти, информационный вход которого соединен с выходом шифратора, вход которого подключен к выходу первого блока элементов И, управляющий вход которого соединен с первым выходом регистра сдвига, тактовый вход которого подключен к выходу второго генератора импульсов, дополнительно введены блок времязадающих элементов, управляющий вход которого подключен к прямому выходу RS-триггера, последовательно соединенные ключ, компаратор, второй счетчик импульсов и второй дешифратор, M выходов которого подключены к соответствующим информационным входам блока времязадающих элементов, выход которого подключен к первому входу генератора счетной частоты, информационный вход второго счетчика импульсов подключен к выходу третьего элемента И, управляющий вход ключа соединен с инверсным выходом RS-триггера, а информационный вход ключа соединен с выходом блока реверсивных регистров.This result is achieved by the fact that in the proposed signaling device with tolerance control, comprising serially connected counting frequency generator, a first pulse counter, a first decoder and a switch, n sensors whose outputs are connected to the corresponding information inputs of the switch, a signal shaper “Deviation up” and a shaper “Deviation down” signal, the combined inputs of which are connected to the output of the switch, two pulse generators, RS-trigger, two single pulse shapers, shift register, OR element, three AND elements, reverse register block, initialization block, two AND element blocks, encoder, memory block, display unit and the Start button connected to the first input of the OR element and S input of the RS-trigger the direct output of which is connected to the control input of the first pulse counter, the second output of which is connected to the second input of the first pulse generator, the input of the second pulse generator and the input of the second single pulse shaper, the output of which is connected to the information input the shift register, the second output of which is connected to the R input of the RS-flip-flop, the inverse output of which is connected to the second input of the OR element, the first input of the third element And, the control input of the second block of elements And and the second input of the counting frequency generator, the output of which is connected to the second input of the third element And, the output of which is connected to the control input of the memory block, the output of which is connected to the second input of the first decoder, the output of which is connected to the first control input of the block of reversible registers, summing the info the radiation input of which is connected to the output of the first element And, the control input of which is connected to the output of the “Deviation up” signal shaper, the subtracting information input of the reverse register block is connected to the output of the second element And, the control input of which is connected to the output of the “Deviation down” signal, and the information inputs of the first and second elements And are connected to the output of the first pulse generator, the first input of which, together with the input of the installation unit to the initial state, is connected to the output of the first of the first single pulse shaper, the input of which is connected to the output of the OR element, and the output of the installation unit in the initial state is connected to the second control input of the reverse register block, the output of which is connected to the information input of the first block of AND elements and the first input of the display unit, the second input of which is connected to the output of the second block of AND elements, the information input of which is connected to the output of the memory block, the information input of which is connected to the output of the encoder, the input of which is connected to the output of the first block And elements, the control input of which is connected to the first output of the shift register, the clock input of which is connected to the output of the second pulse generator, an additional block of timing elements is introduced, the control input of which is connected to the direct output of the RS trigger, a key, a comparator, a second pulse counter and second decoder, M outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the block of timing elements, the output of which is connected to the first input of the generator of the counting frequency, inf rmatsionny input of the second pulse counter connected to the output of the third AND gate, a control input coupled to the key inverted output RS-flip-flop, a data input connected to the output switch reversing unit registers.

Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing

На фиг. представлена структурная электрическая схема устройства сигнализации при допусковом контроле.In FIG. presents a structural electrical diagram of the alarm device with tolerance control.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Устройство содержит кнопку 1 «Пуск», RS-триггер 2, генератор 3 счетной частоты, первый счетчик 4 импульсов, первый дешифратор 5, коммутатор 6, датчики 7₁, …, 7_n по числу контролируемых каналов, формирователь 8 сигнала «Отклонение вверх», формирователь 9 сигнала «Отклонение вниз», первый и второй элементы И 10 и 11, первый генератор 12 импульсов, блок 13 реверсивных регистров, элемент ИЛИ 14, первый формирователь 15 единичного импульса, блок 16 установки в исходное состояние, второй формирователь 17 единичного импульса, второй генератор 18 импульсов, регистр 19 сдвига, первый блок 20 элементов И, шифратор 21, блок 22 памяти, третий элемент И 23, блок 24 индикации, второй блок 25 элементов И, ключ 26, компаратор 27, второй счетчик 28 импульсов, второй дешифратор 29, блок 30 времязадающих элементов.The device contains a Start button 1, an RS-trigger 2, a counter 3 frequency generator 3, a first 4 pulse counter, a first decoder 5, a switch 6, sensors 7 ₁ , ..., 7 _n according to the number of monitored channels, an 8 “Deviation up” signal shaper , shaper 9 of the signal "Deviation down", the first and second elements And 10 and 11, the first pulse generator 12, block 13 of the reverse registers, element OR 14, the first shaper 15 of a single pulse, block 16 initialization, the second shaper 17 of a single pulse second pulse generator 18, register 19 shift, the first block of 20 And elements, the encoder 21, the memory block 22, the third element And 23, the display unit 24, the second block of 25 And elements, the key 26, the comparator 27, the second counter 28 pulses, the second decoder 29, block 30 timing elements .

Ключ 26 обеспечивает прохождение информации о состоянии анализируемых каналов на втором этапе их контроля с регистров блока 13 на вход компаратора 27. Управляющий вход ключа 26 соединен с инверсным выходом RS-триггера 2, а информационный вход ключа 26 соединен с выходом блока 13 реверсивных регистров.The key 26 provides information on the state of the analyzed channels at the second stage of their control from the registers of block 13 to the input of the comparator 27. The control input of the key 26 is connected to the inverse output of the RS flip-flop 2, and the information input of the key 26 is connected to the output of the block 13 of the reverse registers.

Компаратор 27 представляет собой схему сравнения результатов анализа каналов, записанных в соответствующие регистры блока 13 на втором этапе контроля, с некоторым пороговым уровнем, превышение которого свидетельствует о наличии сигнала тревоги. Вход компаратора 27 подключен к выходу ключа 26.Comparator 27 is a scheme for comparing the results of the analysis of channels recorded in the corresponding registers of block 13 at the second stage of control, with a certain threshold level, the excess of which indicates the presence of an alarm. The input of the comparator 27 is connected to the output of the key 26.

Второй счетчик 28 импульсов предназначен для подсчета количества каналов, анализируемых на втором этапе контроля до обнаружения канала с сигналом тревоги. Информационный вход счетчика 28 соединен с выходом третьего элемента И 23, а управляющий вход счетчика 28 соединен с выходом компаратора 27.The second counter 28 pulses is designed to count the number of channels analyzed in the second stage of control before detecting a channel with an alarm. The information input of the counter 28 is connected to the output of the third element And 23, and the control input of the counter 28 is connected to the output of the comparator 27.

Второй дешифратор 29 выполнен по схеме двоичного дешифратора, реализующую функцию преобразования двоичного сигнала, поступающего на его вход с выхода счетчика 28, в код «1 из М» (см. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. - СПб.: СХВ-Петербург, 2004. - С. 46-47). В предлагаемом устройстве M - количество выходов дешифратора 29, подключенных к соответствующим информационным входам блока 30 времязадающих элементов.The second decoder 29 is made according to the binary decoder scheme, which implements the function of converting the binary signal supplied to its input from the output of the counter 28 into the code “1 from M” (see Ugryumov EP Digital circuitry. - SPb .: SHV-Petersburg, 2004 .-- S. 46-47). In the proposed device M is the number of outputs of the decoder 29 connected to the corresponding information inputs of the block 30 of the timing elements.

Управляющий вход блока 30 времязадающих элементов подключен к прямому выходу RS-триггера 2, а выход блока 30 соединен с первым входом генератора 3 счетной частоты. В качестве времязадающих элементов в блоке 30 используются RC-цепи, которые образуют емкостную часть цепи обратной связи для генератора 3 (см. «Ламанов Г.И. Генератор импульсов с возможностью программной перестройки частоты. // Электронная техника, сер. 10. Микроэлектронные устройства, 1983, вып. 5(41), с. 27-28»). Выбор конденсатора в цепи осуществляется при помощи сигнала, поступающего на один из информационных входов блока 30 с соответствующего выхода второго дешифратора 29. Номинал выбранного конденсатора времязадающей RC-цепи определяет период следования счетных импульсов, формируемых генератором 3.The control input of block 30 of the timing elements is connected to the direct output of the RS-trigger 2, and the output of block 30 is connected to the first input of the generator 3 of the counting frequency. As timing elements in block 30, RC circuits are used, which form the capacitive part of the feedback circuit for generator 3 (see. "Lamanov GI. Pulse generator with the possibility of software frequency tuning. // Electronic Engineering, ser. 10. Microelectronic devices , 1983, issue 5 (41), pp. 27-28 "). The choice of the capacitor in the circuit is carried out using a signal supplied to one of the information inputs of block 30 from the corresponding output of the second decoder 29. The value of the selected capacitor of the RC timing circuit determines the period of the counting pulses generated by the generator 3.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При нажатии кнопки 1 «Пуск» на S вход RS-триггера 2 подается напряжение и RS-триггер 2 переводится в состояние логической единицы. Напряжение с прямого выхода RS-триггера 2 через блок 30 времязадающих элементов подается на первый вход генератора 3 счетной частоты и управляющий вход первого счетчика 4 импульсов для обеспечения его функционирования. С выхода генератора 3 счетной частоты на информационный вход первого счетчика 4 поступают импульсы с периодом τ, намного меньшим времени, необходимого для окончательного вынесения решения о наличии сигнала тревоги в анализируемом канале. Временная величина τ определяет продолжительность контроля канала на первом этапе.When the “Start” button 1 is pressed, voltage is applied to the RS-flip-flop 2 input S and the RS-flip-flop 2 is put into the state of a logical unit. The voltage from the direct output of the RS-flip-flop 2 through the block 30 of timing elements is supplied to the first input of the generator 3 of the counting frequency and the control input of the first counter 4 pulses to ensure its operation. From the output of the generator 3 of the counting frequency, the information input of the first counter 4 receives pulses with a period τ much shorter than the time required for the final decision on the presence of an alarm signal in the analyzed channel. The temporary value of τ determines the duration of the control channel in the first stage.

Сигнал, соответствующий номеру поступающего импульса, с первого выхода первого счетчика 4 через первый дешифратор 5 подается на управляющий вход коммутатора 6 для поочередного подключения датчиков 7₁, …, 7_n к формирователям 8 и 9 соответственно сигналов «Отклонение вверх» и «Отклонение вниз». Измеренный одним из датчиков 7 сигнал с уровнем U_X сравнивается с напряжением верхнего порогового уровня U_B в формирователе 8 сигнала «Отклонение вверх» и с напряжением нижнего порогового уровня U_H в формирователе 9 сигнала «Отклонение вниз».The signal corresponding to the number of the incoming pulse from the first output of the first counter 4 through the first decoder 5 is fed to the control input of the switch 6 for alternately connecting the sensors 7 ₁ , ..., 7 _n to the shapers 8 and 9, respectively, the signals "Deviation up" and "Deviation down" . The signal measured with one of the sensors 7 with a level of U _{X is} compared with the voltage of the upper threshold level U _B in the driver 8 of the “Deviation up” signal and with the voltage of the lower threshold level U _H in the driver of the driver 9 of the signal “Deviation down”.

В случае, если U_X>U_B, то с выхода формирователя 8 сигнал открывает первый элемент И 10 для импульсов, поступающих с выхода первого генератора 12 импульсов на суммирующий информационный вход одного из регистров блока 13 реверсивных регистров; при U_X<U_H сигнал с выхода формирователя 9 открывает второй элемент И 11 для обеспечения прохождения тактовых импульсов с генератора 12 на вычитающий информационный вход одного из реверсивных регистров блока 13; если U_H≤U_X≤U_B, то на выходах формирователей 8 и 9 сигналы отсутствуют. При этом к выходу элементов И 10 или 11 подключается тот регистр блока 13 реверсивных регистров, номер которого соответствует номеру анализируемого датчика 7. Это обеспечивается за счет подачи разрешающего сигнала на управляющий вход соответствующего из регистров блока 13 с выхода первого дешифратора 5.If U _X > U _B , then from the output of the shaper 8 the signal opens the first element And 10 for pulses coming from the output of the first generator 12 pulses to the summing information input of one of the registers of the block 13 of the reverse registers; when U _X <U _{H, the} signal from the output of the shaper 9 opens the second element And 11 to ensure the passage of clock pulses from the generator 12 to the subtracting information input of one of the reverse registers of block 13; if U _H ≤U _X ≤U _B , then there are no signals at the outputs of the shapers 8 and 9. In this case, the output of the And 10 or 11 elements is connected to that register of the block 13 of the reverse registers, the number of which corresponds to the number of the analyzed sensor 7. This is achieved by supplying an enable signal to the control input of the corresponding from the registers of the block 13 from the output of the first decoder 5.

Генератор 12 формирует импульсы с периодом следования t_И<<τ. Количество измерений k₁ состояний канала на первом этапе контроля определяется отношением k₁=τ/τ_И, т.е. зависит от периода следования импульсов на выходе генератора 3 счетной частоты, а следовательно, от времязадающего элемента в составе блока 30.The generator 12 generates pulses with a repetition period t _AND << τ. The number of measurements of k ₁ channel states at the first stage of control is determined by the ratio k ₁ = τ / τ _AND , i.e. depends on the repetition period of the pulses at the output of the generator 3 of the counting frequency, and therefore, on the timing element in the block 30.

Исходное состояние реверсивных регистров блока 13 обеспечивается при нажатии кнопки 1 «Пуск» и подаче напряжения через элемент ИЛИ 14 на вход первого формирователя 15 единичного импульса. Импульс с выхода формирователя 15 поступает на вход блока 16 установки в исходное состояние, который обеспечивает запись в реверсивные регистры блока 13 определенного количества логических единиц, начиная с первых триггеров данных регистров. Кроме того, импульс с формирователя 15, подаваемый на первый вход первого генератора 12 импульсов, обеспечивает его включение.The initial state of the reverse registers of block 13 is provided by pressing the “Start” button 1 and applying voltage through the OR element 14 to the input of the first unit 15 of a single pulse. The pulse from the output of the shaper 15 is fed to the input of the initial installation block 16, which provides a record in the reverse registers of the block 13 of a certain number of logical units, starting with the first triggers of these registers. In addition, the pulse from the shaper 15, supplied to the first input of the first pulse generator 12, ensures its inclusion.

Если импульсы с генератора 12 поступают на суммирующий информационный вход (в случае U_X>U_B), то число логических единиц в соответствующем реверсивном регистре блока 13 увеличивается, если импульсы поступают на вычитающий информационный вход (при U_X<U_H), то число логических единиц в регистре блока 13 уменьшается, при соотношении U_H≤U_X≤U_B число логических единиц не изменяется (так как в этом случае оба элемента И 10 и 11 будут закрыты). Таким образом, к концу первого этапа контроля во всех реверсивных регистрах блока 13 будет записано количество логических единиц, пропорциональное уровням сигналов на выходе соответствующих датчиков 7₁, …, 7_n.If the pulses from the generator 12 are fed to the summing information input (in the case of U _X > U _B ), then the number of logical units in the corresponding reversing register of block 13 increases, if the pulses arrive at the subtracting information input (for U _X <U _H ), then the number logical units in the register of block 13 decreases, with the ratio U _H ≤U _X ≤U _{B the} number of logical units does not change (since in this case both elements And 10 and 11 will be closed). Thus, by the end of the first stage of control, in all the reverse registers of block 13, the number of logical units proportional to the signal levels at the output of the corresponding sensors 7 ₁ , ..., 7 _n will be recorded.

После подсчета n-го импульса первым счетчиком 4 с его второго выхода поступит сигнал на второй вход первого генератора 12 импульсов для его остановки, а также на входы второго формирователя 17 единичного импульса и второго генератора 18 импульсов. Выходной импульс формирователя 17 поступает на информационный вход регистра 19 сдвига в виде логической единицы, которая при подаче на тактовые входы данного регистра импульсов с выхода генератора 18 продвигается по триггерам регистра 19.After counting the nth pulse by the first counter 4, from its second output, a signal will arrive at the second input of the first pulse generator 12 to stop it, as well as at the inputs of the second single pulse shaper 17 and the second pulse generator 18. The output pulse of the shaper 17 is fed to the information input of the shift register 19 in the form of a logical unit, which, when applied to the clock inputs of this pulse register from the output of the generator 18, moves along the triggers of the register 19.

Опрашивающие импульсы с выхода триггеров регистра 19 сдвига последовательно поступают на управляющий вход первого блока 20 элементов И, информационный вход которого соединен с выходами триггеров соответствующих реверсивных регистров блока 13. Опрос регистров блока 13 начинается с анализа состояния последних триггеров одновременного для всех регистров блока 13, затем анализируются предпоследние триггеры регистров блока 13 и т.д. На шифратор 21 через блок 20 элементов И вначале поступит импульс с того реверсивного регистра блока 13, в триггерах которого наибольшее число логических единиц, что соответствует максимальному уровню сигнала из числа измеренных на первом этапе контроля.The interrogating pulses from the output of the triggers of the shift register 19 are sequentially fed to the control input of the first block of 20 AND elements, the information input of which is connected to the outputs of the triggers of the corresponding reversing registers of block 13. The interrogation of the registers of block 13 begins with an analysis of the state of the last triggers simultaneously for all registers of block 13, then the penultimate triggers of the registers of block 13 are analyzed, etc. On the encoder 21 through the block of 20 elements And first, an impulse will come from the reverse register of block 13, in the triggers of which the largest number of logical units, which corresponds to the maximum signal level from the number measured at the first stage of control.

С выхода шифратора 21 на вход блока 22 памяти вначале поступает и записывается в первую ячейку памяти информация о номере того датчика 7, который измерил сигнал с максимальным уровнем. Во вторую ячейку блока 22 памяти записывается номер датчика 7, измерившего сигнал с несколько меньшим уровнем сигнала, и т.д. Таким образом, первый этап контроля заканчивается ранжировкой номеров канальных датчиков 7 в блоке 22 памяти в зависимости от вероятности нахождения сигналов тревоги в контролируемых каналах.From the output of the encoder 21 to the input of the memory unit 22, information on the number of the sensor 7 that measured the signal with the maximum level is first received and recorded in the first memory cell. In the second cell of the memory unit 22, the number of the sensor 7 is recorded, which measures the signal with a slightly lower signal level, etc. Thus, the first control stage ends with the ranking of the numbers of channel sensors 7 in the memory unit 22, depending on the probability of the presence of alarms in the monitored channels.

При прохождении единичного импульса через все триггеры регистра 19 сдвига на втором его выходе появляется сигнал, который поступает на R вход RS-триггера 2 и перебрасывает данный триггер в состояние логического нуля. Первый счетчик 4 импульсов, подключенный к прямому выходу RS-триггера 2, выключается. Кроме того, напряжение с инверсного выхода RS-триггера 2, подаваемое через элемент ИЛИ 14 на первый формирователь 15, обеспечивает формирование единичного импульса, включающего первый генератор 12 импульсов и устанавливающего с помощью блока 16 реверсивные регистры блока 13 в исходное состояние.When a single pulse passes through all the triggers of the shift register 19, a signal appears on its second output, which arrives at the R input of the RS-trigger 2 and throws this trigger to the state of logical zero. The first counter 4 pulses connected to the direct output of the RS-trigger 2 is turned off. In addition, the voltage from the inverse output of the RS flip-flop 2, supplied through the OR element 14 to the first driver 15, provides the formation of a single pulse, which includes the first pulse generator 12 and sets the reversible registers of the block 13 to its initial state using block 16.

Напряжение с инверсного выхода RS-триггера 2 подается также на второй вход генератора 3 счетной частоты. С выхода генератора 3 через открытый элемент И 23 на управляющий вход блока 22 памяти поступают импульсы, период следования Τ (Τ>>τ) которых равен времени, достаточному для полного анализа сигнала, измеряемого любым из датчиков 7. Данные импульсы обеспечивают последовательное подключение ячеек памяти блока 22 к второму входу дешифратора 5, обеспечивая при этом контроль состояния тех каналов, вероятность нахождения сигналов тревоги в которых максимальна.The voltage from the inverse output of the RS-trigger 2 is also supplied to the second input of the generator 3 of the counting frequency. From the output of the generator 3 through the open element And 23, pulses are received at the control input of the memory unit 22, the repetition period Τ (Τ >> τ) of which is equal to the time sufficient for a complete analysis of the signal measured by any of the sensors 7. These pulses provide serial connection of the memory cells unit 22 to the second input of the decoder 5, while ensuring control of the state of those channels, the probability of finding alarms in which is maximum.

По аналогии с первым этапом контроля коммутатор 6 осуществляет подключение датчиков 7 к формирователям сигналов 8 и 9. При этом в первую очередь подключается датчик 7, номер которого записан в первую ячейку памяти блока 22, так как в сигнале с его выхода наибольшая вероятность тревожной информации, затем к формирователям 8 и 9 подключается датчик 7, номер которого записан во второй ячейке блока 22 памяти, и т.д.By analogy with the first stage of control, the switch 6 connects the sensors 7 to the signal conditioners 8 and 9. In this case, the sensor 7 is first connected, the number of which is recorded in the first memory cell of unit 22, since the signal from its output has the highest probability of disturbing information, then a sensor 7 is connected to the shapers 8 and 9, the number of which is recorded in the second cell of the memory unit 22, etc.

В формирователях 8 и 9 осуществляется сравнение уровней U_X измеренных сигналов с пороговыми уровнями: верхним U_B и нижним U_H. Если U_X>U_B, то с формирователя 8 сигнал «Отклонение вверх», подаваемый на управляющий вход элемента И 10, обеспечит прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 12 на суммирующий информационный вход одного из реверсивных регистров блока 13. Число логических единиц при этом в регистре блока 13 будет увеличено на число поступивших тактовых импульсов. Выбор реверсивного регистра, соответствующего номеру анализируемого канала, обеспечивается за счет подачи сигнала на первый управляющий вход блока 13 реверсивных регистров с выхода дешифратора 5, на второй вход которого поступает информация с выхода блока 22 памяти.In shapers 8 and 9, the levels U _{X of the} measured signals are compared with threshold levels: upper U _B and lower U _H. If U _X > U _B , then from the shaper 8 the signal "Deviation up", applied to the control input of the element And 10, will ensure the passage of clock pulses from the output of the generator 12 to the summing information input of one of the reversing registers of block 13. The number of logical units in the register of block 13 will be increased by the number of received clock pulses. The selection of the reverse register corresponding to the number of the analyzed channel is ensured by supplying a signal to the first control input of the block 13 of the reverse registers from the output of the decoder 5, the second input of which receives information from the output of the memory block 22.

При U_X<U_H сигнал «Отклонение вниз», подаваемый с формирователя 9 на управляющий вход элемента И 11, обеспечит уменьшение числа логических единиц в регистре блока 13 на число тактовых импульсов, поступающих с генератора 12 на вычитающий вход реверсивного регистра.When U _X <U _{H the} signal "Deviation down", supplied from the shaper 9 to the control input of the element And 11, will reduce the number of logical units in the register of block 13 by the number of clock pulses from the generator 12 to the subtracting input of the reverse register.

На втором этапе контроля в первую очередь анализируется состояние тех каналов, вероятность нахождения сигналов тревоги в которых максимальна (по результатам первого этапа контроля). Результат текущего контроля состояния каналов отражается в блоке 24 индикации, первый вход которого подключен к выходу блока 13 реверсивных регистров. Индикация номера контролируемых каналов (датчиков 7) обеспечивается за счет подачи информации на второй вход блока 24 с выхода второго блока 25 элементов И, информационный вход которого подключен к выходу блока 22 памяти, а управляющий вход - к инверсному выходу RS-триггера 2.At the second stage of control, first of all, the state of those channels is analyzed, the probability of finding alarms in which is maximum (according to the results of the first stage of control). The result of the current monitoring of the state of the channels is reflected in the display unit 24, the first input of which is connected to the output of the block 13 of the reverse registers. The number of monitored channels (sensors 7) is displayed by supplying information to the second input of block 24 from the output of the second block of 25 And elements, the information input of which is connected to the output of memory block 22, and the control input is connected to the inverse output of the RS-trigger 2.

Количество каналов, анализируемых на втором этапе контроля, подсчитывает второй счетчик 28 импульсов, информационный вход которого подключен к выходу третьего элемента И 23.The number of channels analyzed at the second control stage is counted by the second pulse counter 28, the information input of which is connected to the output of the third element And 23.

Результаты анализа каналов на втором этапе их контроля поступают с выхода блока 13 реверсивных регистров через открытый ключ 26 на вход компаратора 27, где сравниваются с некоторым пороговым (идентификационным) уровнем. В случае превышения заданного порогового уровня сигнал тревоги идентифицируется компаратором 27, с выхода которого на управляющий вход счетчика 28 импульсов поступает сигнал для его остановки. Результат счета в виде с выхода второго счетчика 28 подается на вход второго дешифратора 29. Поступившая двоичная кодовая комбинация определяет номер выхода дешифратора 29, на котором появляется управляющий сигнал. Данный сигнал управляет выбором времязадающего элемента в блоке 30, а следовательно периодичностью сигнала на выходе генератора 3 счетных импульсов.The results of the analysis of channels at the second stage of their control come from the output of the block 13 of the reverse registers through the public key 26 to the input of the comparator 27, where they are compared with a certain threshold (identification) level. If the specified threshold level is exceeded, the alarm signal is identified by the comparator 27, from the output of which a signal is supplied to the control input of the pulse counter 28 to stop it. The result of the count in the form of the output of the second counter 28 is fed to the input of the second decoder 29. The received binary code combination determines the output number of the decoder 29, on which the control signal appears. This signal controls the choice of the timing element in block 30, and therefore the frequency of the signal at the output of the generator 3 counting pulses.

Чем большее количество каналов просмотрено на втором этапе контроля до обнаружения сигнала тревоги, тем больше погрешность первого этапа контроля. Большое значение двоичного сигнала на выходе счетчика 28, поступившего в дешифратор 29, позволяет выбрать такой времязадающий элемент блока 30, при котором увеличивается период следования импульсов с выхода генератора 3, а, следовательно, продолжительность анализа каналов на первом этапе контроля.The more channels are watched in the second monitoring stage before the alarm is detected, the greater the error in the first monitoring stage. The large value of the binary signal at the output of the counter 28, received in the decoder 29, allows you to choose a time-setting element of block 30, which increases the pulse repetition period from the output of the generator 3, and, therefore, the duration of the channel analysis at the first stage of control.

Количественный анализ достоинства предлагаемого устройства рассмотрим на следующем примере. Пусть для достоверного вынесения решения о наличии сигнала тревоги в канале требуется провести 50 измерения. В этом случае полный цикл одноэтапного контроля 100 каналов состоит из 5000 измерений. При равновероятном нахождении сигнала тревоги в анализируемых каналах среднее число измерений до обнаружения данного сигнала составляет 2500 измерений.A quantitative analysis of the advantages of the proposed device will consider the following example. Suppose that a reliable decision on the presence of an alarm in a channel requires 50 measurements. In this case, the full cycle of one-stage control of 100 channels consists of 5000 measurements. With an equally probable occurrence of an alarm in the analyzed channels, the average number of measurements before the detection of this signal is 2500 measurements.

При проведении двухэтапного контроля с помощью предлагаемого устройства среднее число измерений до нахождения канала с сигналом тревоги определяется выражением:When conducting two-stage control using the proposed device, the average number of measurements before finding the channel with the alarm signal is determined by the expression:

где к] - количество измерений при анализе одного канала на первом этапе контроля (k₁=τ/t_И); k₂ - количество измерений при анализе одного канала на втором этапе контроля (в данном примере k₂=T/t_И=50); n - общее число контролируемых каналов (в данном примере n=100); α - вероятность нахождения сигнала тревоги в первом канале из ранжированного «списка» (записанного в блоке 13 реверсивных регистров), анализируемом на втором этапе контроля.where k] is the number of measurements in the analysis of one channel at the first stage of control (k ₁ = τ / t _AND ); k ₂ - the number of measurements in the analysis of one channel in the second stage of control (in this example, k ₂ = T / t _And = 50); n is the total number of monitored channels (in this example, n = 100); α is the probability of finding an alarm in the first channel from a ranked “list” (recorded in block 13 of the reverse registers) analyzed at the second stage of control.

Результаты численной оценки продолжительности двухэтапного контроля каналов (по суммарному числу измерений до обнаружения сигнала тревоги) представлены в таблице 1. Здесь значения доверительной вероятности α для различного числа измерений при обеспечении фиксированной погрешности измерения взяты из справочника: «Маркин Н.С. Основы теории обработки результатов измерений. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 176 с».The results of a numerical evaluation of the duration of two-stage monitoring of channels (by the total number of measurements before the alarm is detected) are presented in Table 1. Here, the confidence values α for a different number of measurements while ensuring a fixed measurement error are taken from the reference book: “N. Markin Fundamentals of the theory of processing measurement results. - M .: Publishing house of standards, 1991. - 176 p. "

Число измерений на первом этапе, k₁ The number of measurements in the first stage, k ₁ Доверительная вероятность, αConfidence Probability, α Число каналов, анализируемых на втором этапе, (1-α)n/2The number of channels analyzed in the second stage, (1-α) n / 2 Суммарное число измерений при двухэтапном контроле, ΘThe total number of measurements in two-stage control, Θ 4four 0,60.6 20twenty 14001400 88 0,80.8 1010 13001300 1616 0,90.9 55 18501850

Как видно из таблицы 1, существует оптимальная продолжительность (по числу измерений) первого этапа контроля каналов (в данном случае, k₁=8), при котором уменьшается продолжительность поиска сигнала тревоги в многоканальной системе.As can be seen from table 1, there is an optimal duration (according to the number of measurements) of the first stage of channel monitoring (in this case, k ₁ = 8), at which the duration of the search for an alarm in a multi-channel system decreases.

Таким образом, предлагаемое устройство сигнализации при допусковом контроле, реализующее метод адаптивного изменения длительности предварительного просмотра каналов на первом этапе контроля по результатам подсчета числа каналов, анализируемых на втором этапе, позволяет повысить быстродействие двухэтапного поиска сигнала тревоги в системе многоканального контроля.Thus, the proposed alarm device with tolerance control, which implements the method of adaptively changing the duration of the channel preview at the first control stage by counting the number of channels analyzed at the second stage, allows to increase the speed of the two-stage alarm search in the multi-channel control system.

Claims

Alarm control device for tolerance control, comprising a counted frequency generator, a first pulse counter, a first decoder and a switch, n sensors whose outputs are connected to the corresponding information inputs of the switch, an upward deflector and a downward deflector, combined inputs which are connected to the output of the switch, two pulse generators, RS-trigger, two shaper of single pulses, shift register, OR element, three AND elements, block regular register, initialization block, two blocks of AND element, encoder, memory block, display unit and Start button connected to the first input of the OR element and S input of the RS-flip-flop, the direct output of which is connected to the control input of the first pulse counter the second output of which is connected to the second input of the first pulse generator, the input of the second pulse generator and the input of the second shaper of a single pulse, the output of which is connected to the information input of the shift register, the second output of which is connected to R in an ode to the RS flip-flop, whose inverse output is connected to the second input of the OR element, the first input of the third AND element, the control input of the second block of AND elements, and the second input of the counter frequency generator, the output of which is connected to the second input of the third AND element, the output of which is connected to the control input a memory block, the output of which is connected to the second input of the first decoder, the output of which is connected to the first control input of the block of reversible registers, summing the information input of which is connected to the output of the first ementa And, the control input of which is connected to the output of the signal generator "upward deflection", a subtracting unit registers information reversing input connected to the output of the second AND gate, a control input of which is connected to the output of the signal generator "Deviation down", and

the information inputs of the first and second elements AND are connected to the output of the first pulse generator, the first input of which, together with the input of the installation unit to the initial state, is connected to the output of the first driver of a single pulse, the input of which is connected to the output of the OR element, and the output of the installation unit to the initial state is connected to the second control input of the reversible register block, the output of which is connected to the information input of the first block of AND elements and the first input of the display unit, the second input of which is connected to the output of the second block of AND elements, the information input of which is connected to the output of the memory block, the information input of which is connected to the output of the encoder, the input of which is connected to the output of the first block of AND elements, the control input of which is connected to the first output of the shift register, the clock input of which is connected to the output of the second pulse generator, characterized in that the block of time-setting elements is additionally introduced, the control input of which is connected to the direct output of the RS-trigger, the key is connected in series, , a second pulse counter and a second decoder, the M outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the timing unit, the output of which is connected to the first input of the counter frequency generator, the information input of the second pulse counter is connected to the output of the third element And, the control input of the key is connected to the inverse output RS -trigger, and the information input of the key is connected to the output of the block of reverse registers.