SU1233112A1 - Измерительное устройство с самоконтролем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в цифровых управл ющих комплексах. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол . Устройство содержит распределитель импульсов, два делител  частоты , пульт управлени ,- блок индикации , счетчик контрол , счетчик сбоев , регистр контрол , регистр знака, сумматор, преобразователь двоичного кода в дес тичньш, два блока сравнени , семь триггеров, два генератора частоты, восемь элементов И, элемент суммировани  по модулю, два, четыре элемента ИЛИ, два одновибратора. Повышение достоверности контрол  достигаетс  введением в измерительное устройство делител  частоты, счетчика сбоев, сумматора, регистра контрол , регистра знака, семи триггеров , блока сравнени , преобразовател  двоичного кода в дес тичный, шести элементов И, четырех элементов ИЛИ, элемента суммировани  по модулю два, двух одновибраторов. 6 ил. и

Description

1

изобретение о 1 оситс;н к автоматике н вычислительной технике и может быть использовано в -цифровых управ- ; Я С1цжг комплексах дл  контрол  и уп- равлкии , нанримерз тештературным р ежимом п

Цель изобретени  - повышение дос- товериссти контрол 

реализуемой в данном устройстве дисцЦ|7 - ины контрол  состоит Б следующем:,, 1 1оскс-льку при периодическом контроле пнерционнс о объекта может бьп ь эь чпслано мг-ксимгшьпое вн чеи 16 нз ;енени  его параметра Л„,. то 15 случае, если между двуг-ш то каг-пт ко трол  за зрем  Г конт- po.nKDyet- r-if; наппмгтр и меннлс  на величину |ui -Д.,,,д.... , может быть сделан вь вол, о сбое :R рабоТ В устройства контрол . Если же така : ситуаци  новто ретс  в течение нескольких циклов контрол  5 то делаетс  выход об отказе устройства..

На фиг, 1 приведена функциональна  схема з стрсйства; на фиг, - функциональные схемы распределител  имнульсов,-, пульта управлени , блока и - дикан,ии,, сумматора н первого блока срав11:ени  соответственно,.

Устройство содержит распределител 1 импульсов, нервьй делителхз 2 частоты включающи14 счетчик 3, схему 4 сра.внени    одновибратор 5, второй делитель 6 истоты,, содержащий счетчик 7; схему 8 сравнени  и одновибра тор 9„ нульт lO управлени , блок 11 1н-1днкг1.ции5 счетчик 12 контрол , счетчик 13 сбоев; регистр 14 контрол , регистр 15 знака5 сумматор 16, преобразователь 17 двоичного кода в дес тичныйэ первьй 13 м второй 19 блоки срсшпени , триг:гер 20 пуска, керзьй 21 :й зторой 22 григгеры режи- 1ча, лервьй 23 и второй 24 триггеры зплка, первый 25 и второй 26 тригге- ры у11равл 1оп ,их воздействий, ген€;ра- торы контролируемой 27 и опорной 28 частот,, с первого по восьмой элементы И 29-36„ элемент 37 сум14ировани  по модулю два, с первого по четвер- тьга элементьз ИШ 38--ч1, первьй 42 и зторол 43 однозибраторы, первый 44 к :8торой 45 выходы устройства, с пэрвол о по третий выходы 46-48 распределит сп  1 импульсов, :8ыход 49 B lCpcro б делител  ла.стоты, с первого го четвэртык инфср чациокные :зы:хо- пы 50--53 пульта учрйв,пени , пер:в 5Й

2г

(Пуск) 54 и второй (Останов) 55 управл ющие выходы пульта 10 управ- лени , выходы 56-58 счетчика 12 контрол ., счетчика 13 сбоев и регистра 14 контрол  соответственно, первы 59 и Еторой 60 выходы регистра 15 знака,выход 61 преобразовател  17 двоичного кода в дес тичньш, первый 62 и второй 63 выходы второго блока 18 сравнени , единичные выходы 64 и 65 первого 23 и второго 24 триггеров знака соответственно, выход 66 генератора 28 опорной частоты, вькоды 67 и 68 первого 29 и четвертого 32 элементов И соответственно, выход 69 элемента 37, счетчик 70, дешифратор 71, триггер 72, перва  группа выключателей 73.1-73,К, втора  группа выключателей 74,1-74uL, третью группу выклй чателей 75.1-75.М, четвертую группу выключателей 76.1-76.N, управл ющие выключатели 77.1 и 77.2, генератор 78 Единицы, первый 79 и второй 80 элементы индикации, группу элементов ,R индикации, третий 82 и четвертый 83 элементы инди- кации,, триггер 84, первый 85 и второй 86 коммутаторы, схему 87 сравнени , первьй 88 и второй 89 элементы ИЛИ, комбинационный сумматор 90, схема 91 сравнени , первый 92 и второй 93 элементы суммировани  по модулю два, элемент И 94, знаковые разр ды 95 и 96 соответственно первого и второго информационных входов блока 18 сравнени .

Устройство работает следующим образом.

С пульта to управлени  задаютс  цифровой код, соответствующий требуемому значению контролируемого параметра NJP (выход 50), цифровой код N, определ киций период следовани  импульсов на выходе делител  6 частоты (выход 53), цифровой код N, соответствующий числу импульсов, которое должен вьщать генератор 27 при частоте f , соответствующей нулевому значению параметра за интервал времени , определ емый кодом К (выход 52), и цифровой код Np, определ ющий максимал:ьную разность между двум  соседними значени ми контролируемого парам:етра (выход 51). Значени  N, NO и Np задаютс , исход  из следующих расчетов.

Так как частота импульсов, формируемых генератором 27 (характеризую31

щее значение контролируемого параметра ) , определ етс  выражением f f +oLt, то за врем  Т генератор 27 сформирует N N импульсов , где N ft, NO fc,t . Если выб- рать t 1 /oi, то NO Nj, + t и t

N - NO .

Из этого следует, что код N должен быть выбран таким, что период следовани  импульсов на выходе дели- тел  6 кратен L 1/о „ Тогда разност между числом .импульсов N - N, сформированных генератором 27 за это врем , кратна истинному значению ;- контролируемого параметраt ,

Код Кр определ етс  техническими характеристиками устройств, подключенных к выходам 44 и 45 устройства и управл ющих изменением контролируемого параметра по сигналам устройст- ва, и выбираетс  максимально возможным .

Работа устройства начинаетс  по сигналу Пуск, формируемому оператором с пульта 10 управлени . Этот сигнал поступает на вход S триггера

20,которьй устанавливаетс  в единиц и запускает генераторы 27 и 28, На счетный вход счетчика 7 начинают поступать импульсы с выхода 66 генера- тора„ 28. При поступлении на вход делител  6 числа импульсов, равного

NO, на его выходе 49 по вл етс  импульс , которьй проходит на выход 46 распределител  1 импульсов, а дели- тель 6 начинает повторньй отсчет интервала , определ емого кодом N с выхода 53 пульта 10 управлени . Этот импульс подтверждает исходное состо ние триггеров 23 и 24 и счетчика 12 и устанавливает в единицу триггер

21,который открывает элемент И 29 и импульсы, формируемые генератором 27, начинают поступать на вход делител  2. В дальнейшем работа устройст ва зависит от знака контролируемого параметра.

При положительном значении параметра частоты генератора 27 f f, следовательно, число N., импульсов будет сформировано генератором 27 за врем  Т it т.е. импульс на выходе 48 делител  2 по вл етс  раньше , чем импульс на выходе 49 делител  6. Импульс с выхода 48 делител  2 сбрасывает триггер 21, которьй закрывает элемент И 29. Одновременно этот импульс проходит на вход С

1124

триггера 22 и вход S 23. В результате оба триггера переход т в единичное состо ние. Триггер 23 зафисирует знак плюс контролируемого параметра, а триггер 22 открывает элемент И 30, в результате чего импульсы с выхода генератора 27 начинают поступать на вход счетчика 12. По окончании интервала времени, кратного f , делитель 6 формирует импульс который проходит на выход 47 распределител  1 импульсов. Этот импульс через элемент ИЛИ 39 также проходит на вход С триггера 22 и возвращает его в нулевое состо ние. Триггер 22 закрывает элемент И 30, в результате чего в счетчике 12 записано число, кратное значению контролируемого параметра .

Высокий потенциал с инверсного вы 5:ода триггера 22 поступает на вход одновибратора 43, которьп сформирует импульс. Этот импульс проходит через элементы ИЛИ 41 и И 36 на входы С регистров 14 и 15 и триггеров 25 и 26.В результате этого в регистр 14 записываетс  значение контролируемого параметра, в регистр 15 - код знака параметра, а в триггеры 25 или 26 - управл ющее воздействие, которое сформировано блоком 18 сравнени  Если значение параметра меньше требуемого , то в единицу устанавливаетс  триггер 26 и на выходе 45 устройства по вл етс  единичный сигнал. В противном случае в единицу становитс  триггер 25 и единичньй сигнал по вл етс  на выходе 44 устройства.

С выхода регистра 14 код параметра через преобразователь 17 поступает на индикацию, а с выхода регистра 1 5 в блок 11 индикации поступает код знака параметра.

При отрицательном значении параметра частота генератора 27 f f. В результате этого импульс на выходе 47 распределител  1 по вл етс  раньше импульса на выходе делител  2. Он проходит на вход С триггер 22 и вход S триггера 24.

Триггер 24 фиксирует знак минус параметра, а триггер 22 открывает элемент И 30 и счетчик 12 начинает считать импульсы генератора 27. Когда на делитель 2 поступает число импульсов , равное NQ, он выдает импульс , который проходит на вход С триггера 22 и возвращает его в ноль,.

Триггер 22 закрывает элемент И 30 и поступление kNmynbcoB на счетчик 12 п 5екращаетс  в В результате этого на счетчике 12 оказываетс  число, равное разности N - N,, т,е„ кратное значению контролируемого параметра., В дальнейшем работа элементов устройства аналогична.

При нулевом значении параметра за врем  (Г на вход делител  2 поступает К,, импульсов В результате этого импульсы на выходе делител  2 и на выходе 47 распределител  1 по вл ютс  одновременно Они поступают на входы элемента И 33; которьш выдает импульс на вход одновибратора 42, Последний формирует импульс на входы R триггеров 22-24, в результате чего они остаютс  в нуленюм состо нии ,. Одновременно этот импульс через элементы ИПИ 41 и И 36 проходит на входы С регистров 14 и 15 и триггеров 25 и 26 о В результате   регистры 14 и 15 записываетс  код нулевого значени  параметра,, а в триггеры 25 26 - необходимые управл ющие сигналы., сфорг-дарованные блоком 18 сравнени .

Очередной Ш Ш ульс, сформированньш делителем 6, переводит счетчик 70

в следующее состо ние, Ьм (фиГс,

кость счетчика 70 определ етс  необходимым интервалом между двум  очередными циклами контрол  и управле- ни . В качестве примера показан двух- разр дньш счетчик 70,, которьш обеспечивает интервал между циклами конт- )ол , равный ЗТ . Четвертый по счету импульс., сформированный делителем 6,, проходит на четвертый выход дешифратора 71 и. устанавливает триггер 72 в единичное состо ние.. По заднему фронту этого импульса счетчик 70 возвращаетс  в исходное состо ние, после чего распределитель 1 импульсов готов к очередному циклу конт- ро.  . Единичный сигнал- с выхода триггера 72 поступает на выход 48 распре- делите:5Я 1 и далее на управл ющий вход блока 19, разреша  его работу Благодар  этому после окончани  первого цикла контрол  включаютс  в работу средства самоконтрол  работы устройства о

Очередной импульс сформирован-- ньш делителем 6, проходит на выход 46 распределител  1 и устройство начинает очередной цикл контрол  параметра По окончании этохч) цикла, которьй выполн етс  ана.погкчно опи- санномуу в счетчике 12 записаь о очередное , значение контролируемого параметра , в триггерах 23 и 24 - код знак.а параметра, а на выходах блока 18 сравнени  - значени  управл юцу х сигна.чов,

Знг1чение параметра с выхода счет- чика 12 поступает на вход сумматора 16; а ка другой его вход - предьщу- ш.ее значение параметра хран щеес  в регистре 14, Одновременно на входы элеметгта 37 поступают знаковь е разр ды очередного и предыдущего значений параметра., Если зпаки одинаковы, то на управл юи ий вход сумматора 16 поступает нулевой сигнал, в противном случае - единичньш, Сз мматор 16 определ ет разность соседних значений контролируемого параметраi.

Блок 19 производит сравкение этой разности с предельным значением Np,

заданным с пульта 10 управлени  о Ес- ли полученна  разность ме;ньше N , То блок 19 выдает единичньш сигнал, который открьшает элемент И 36 и им- пульс с выхода элемента ЙЛй 41 переписывает в регистры 15 и 14 и триггеры 25 н 26 результаты очередного контрол  параметра.

Если же в результате сбо  1-ити от- каза устройства разность соседних значений параметра пр евышает К, , то ,на вь ходе блока 19 имеетс  ноль. Этот сигнал закрьшает элемент И 36 и открывает элемент И 32, В результа- те этого импульс с выхода элемента Ш1И 41 проходит на счетный вход счет- чр1ка 13, а также в блок 11 индикадии, сигнализиру  о сбое устройства, Ис- кажсенные в результате сбо  значени  параметра и управл юпшх сигналов не записаны в регистры 14 и 15 и триггеры 25 и 26.

Если в йледуюп1ем цикле измерени  разность, вычисленна  сумматором 16, не превыш:ает предельной (Np) , то очередной импульс зАпишет измеренное значение параметра в регистры 14 и 15э управл ющие сигналы в триггеры 25 и 26 и сбросит в ноль счетчик 13„

Если же в устройстве произошел отказ,, то подр д в течение нескольких циклов контрол  в системе будет

зафиксирован сбой. В результате этого счетчик 13 последовательно переходит в следующие состо ни  и если это число достигает некоторого, на- перед заданного, счетчик 13 выдает единичный сигнал на выходе 57, сигнализиру  об отказе устройства. Этот сигма) поступает в блок 11 индикации закрывает элементы И 31 и 32 и сбра- сывает в ноль триггер 20 пуска, прекратив тем. самым далннейшую работу устройства.

Устройство может быть отключено также по команде оператора с пульта 10 управлени  нажатием кнопки Стоп 77.2 (фиг. 3).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измерительное устройство с самоконтролем , содержащее пульт управлени , генератор опорной частоты, первьш делитель частоты, первьй бло сравнени , блок индикации, генератор контролируемой частоты, подключенньм выходом к первым входам первого и второго элементов И, распределитель импульсов, соединенньй первым выходом с установочным входом счетчика кон рол , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  достоверности контрол , в него введены второй делитель частоты, счетчик сбоев, сумматор, регистр контрол , регистр знака, первый и второй триггеры режима, первый и второй триггеры знака, первый и второй триггеры управл ющих воздействий, второй блок сравнени , преобразоват ель двоично го кода в дес тичный, с третьего по восьмой элементы И, четыре элемента ШШ, элемент суммировани  по модулю два, два одновибратора, триггер пуска , соединенный выходом с управл ю щими входами генераторов контролируемой и опорной частот, а управл ющим и сбрасывающим входами - соответственно с выходом Пуск пульта управлени  и выходом первого элемента ИЛИ, св занного первым входом с выходом Останов пульта управлени , вторым входом - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом блока индика- ции и выходом счетчика сбоев, подключенного установочньгм входом к выходу третьего элемента И, счетным вхо .-

   п-

   5 , О

   15

   20

   30

   j 55

   40

   45

   дом - к второму .входу б.пока индикации и выходу четвертого элемента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого элемента ИЛИ и первым входом восьмого элемента И, третьим входом - с выходом второго блока сравнени  и вторым входом восьмого элемента И,св занного выходом с вторым входом третьего элемента И,с тактовыми входом регистра контрол  и регистра знака и с тактовыми входами первого и второго триггеров управлени , подключенных выходами соответственно к первому и второму управл ющим входам устройства, информационными входами - соответственно к первому и второму выходам первого блока сравнени , соединенного первым информационным входом с первым информационным выходом пульта управлени , младшими разр дами второго информационного входа-с выходом счетчртка контрол , с первым информационньм входом сумматора, с информационр ым входом регистра контрол , первым старшим разр дом второго информационного входа - с пр мым выходом первого триггера знака, с первым входом элемента суммировани  по модулю два и первым

   информационньЕм входом регистра знака, а вторым старшим разр дом второго информационного входа - с пр мым выходом второго триггера знака и вторым информационным входом регистра знака, подключенного первым выходом к третьему входу блока индикации, вторьгм выходом - к четвертому входу блока индикации и второму входу элемента суммировани  по модулю два, св занно о выходом с управл ющим входом cybiMHTopa, соединенного вторым информационным входом с выходом регистра контрол  и входом преобразовател  двоичного кода в дес тичньй, а выходом - с первым информационным входом второго блока сравнени , св занного вторым информационным входом с вторым информационным выходом пульта управлени , а управл ющим входом- с третьим выходом распределител  импульсов , подключенного вторым выходом к первым входам п того и седьмого элементов И и первому входу второго элемента ИЛИ, входом - к выходу второго делител  частоты, соединенного первым информационным входам с выходом генератора опорной частоты , вторым ииформациоиньРч входом четвертым выходом пульта управлени , св зайного третьим выходом с первым информационным вхсщом второго делител  частоты,, подключенного вторьм информационным входом к выходу первого элемента И,, выходом - к вторым входам второго элемента ИЛИ и п того элемента И, к первому входу шестого элемента И и входу сброса первого триггера режима, соединенного установочным входом с первым вь ходом распределител  импульсов и первым входом третьего элемента ИЛИ, св занного выходом с входами сброса первого и второго триггеров знака;, а вторь)к входом - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, с выходом первого од- новибратора и входом сброса второго триггера режима, подключенного пр мым вьЬсодом к второму входу второго

   элем(;нта И, тактовым входом - к выходу второго элемента ИЛИ, инверсным выхо|1,ом - к собственному информацион- ному входу и входу второго одновиб- paToi a, соединенного выходом с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с установочньм входом первого триггера знака, св занного инверсным выходом с вторым входом седьмого элемента И5 подключенного выходом к установочному входу второго триггера знака, подключенного инверсным выходом к второму входу шестого элемента И, выход преобразовател  двоичного кода в дес тичный св зан с п тым входом блока индикадии, выход второго элемента И соединен со счетньм

   входом счетчика контрол , а вьсгод п того элемента И подключен к входу первого одновибратора.

   Фиг.«

   «wr.5

   Редактор Н.Бобкова

   Составитель Н.Горбунова

   Техред В.Кадар Корректор А,Т ско

   Заказ 2769/49 Тираж 836Подписное

   ВНИИПИ Государ ственного комитета СССР

   по делам изобретени1{ и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4