SU1280397A1 - Устройство дл централизованного контрол параметров - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  параметров различных объектов. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  за счет принудительного опроса каналов контрол  с выход- i ным напр жением, отличающимс  от максимального. Устройство содержит датчики параметров, блоки унификации , вычитающие блоки, блок задани  номинальных значений, три коммутатора , два элемента ИЛИ, шесть элементов И, два дешифратора, элемент НЕ, аналог)-цифровой преобразователь, два блока сравнени , четыре счетчика, генератор импульсов, два триггера, амплитудный дискриминатор, блок вьщелени  абсолютного значени , блок задани  допустимых отклонений параметров , два переключател , блок сравнени  кодов, задатчик времени, блок индикации . За счет введени  двух переключателей , дополнительного триггера, двух дополнительных элементов И, блока сравнени  кодов, дополнительного (Л счетчика, задатчика времени устройство в процессе вы влени  датчиков, имеющих максимальное значение параметра , осуществл ет принудительный периодический контроль параметров датчиков, имеющих параметры, отличN5 ные от максимальных, что повьш1ает 00 достоверность контрол . 1 ил. о 00 О

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  параметров различных объектов. Цель изобретени  повьшение дос товерности контрол  за счет принудительного опроса каналов контрол  с выходным напр жением, отличающимс  от максимального, На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство дл  централизованного контрол  параметров содержит датчики 1.1-1.П параметров, блоки 2.1-2.П унификации, вычитающие блоки 3, , блок 4 задани  номинальных значений параметров, первый коммутатор 5, блок 6 выделени  абсолютного значени  сигнала, амплитудный дискриминатор 7, второй коммутатор 8, первый блок 9 сравнени , второй блок 10 сравнени , блок 1 задани  допустимых отклонений параметров, первый элемент ИЛИ 12, элемент НЕ 13, аналого-цифровой преобразователь 14, блок 15 индикации, генератор 16 импульсов , первый триггер 17, первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 элементы И, второй элемент ИЛИ 22 первый и второй счетчики 23 и 24,. первый дешифратор 25, третий счетчик 26, второй дешифратор 27, третий коммутатор 28, регистр 29, первый 3 и второй 31 преобразователи двоично го кода в двоично-дес тичный код, третий 32 и четвертый 33 дешифраторы цифровые индикаторы 34 и элементы 35 индикации отклонени  параметра, первый переключатель 36, четвертый счетчик 37, блок 38 сравнени  кодов задатчик 39 времени, шестой элемент И 40, второй триггер 41, второй переключатель 42J п тый элемент И 43. Датчик 1.1-1.П параметров предназначены дл  преобразовани  технологических параметров в электрический сигнал, Блоки 2.1-2.п унификаци служат дл  нормализации выходньпс си налов датчиков. Вычитающие блоки 3.1-З.п предназначены дл  получени  отклонени  текзг1дего значени  параме ра от номинального,, Блок 4 служит . дл  формировани  и выдачи.номинальных значений параметров. Блок 6 пре назначен дл  преобразовани  двухпол рных сигналов разности текущих и номинальных значений параметров в однопол рный сигнал Этот блок може ыть построен по схеме, приведенной С2. Амплитудный дискриминатор 7 слуит дл  выработки сигнала при превыении текущего значени  входного апр жени  над предьщущими и может ыть выполнен по схеме, приведенной в t2L Коммутатор 8 предназначен дл  последовательного переключени  каналов. На вход коммутатора 8 поступают напр жени , представл ющие собой разности текущих и номинальных значений параметров. Число ключей в коммутаторе 8 равно числу п каналов. Блоки 9 и 10 сравнени  предназначены дл  выработки сигналов I при достижении текущей положительной (блок 9) и отрицательной (блок 10) разности значений допустимого отклонени  соответствующего знака, т.е. эти блоки вырабатьгоают логические сигналы Больше и Меньще. Блок 11 предназначен дл  формировани  и выдачи значений допустимых отклонений параметров от номинальных значений и представл ет собой два источника напр жени  разной пол рности. Элемент ИЛИ 22 служит дл  выработки сигнала 1 при выходе контролируемого параметра из допустимой зоны, а элемент НЕ 13 - дл  выработки сигнала Норма , соответствующего нахождению контролируемого параметра в допустимой зоне. Аналого-цифровой преобразователь 14 служит дл  преобразовани  текущего значени  выработанного параметра, вьппедшего из допустимой зоны, в двоичный код. Блок 15 индикации предназначен дл  отображени  значени  выбранного параметра на цифровых индикаторах и индикацрш направлени  выхода параметра из зоны допустимых значений - Больше или- Меньше . Блок 15 содержит регистр 29, предназначенный дл  записи, хранени  и выдачи кода значени  выбранного параметра и представл ющий собой регистр с параллельной установкой и съемом информации, преобразователи 30 и 31 двоичного кода значений выбранного параметра и номера канала соответственно в двоично-дес тичной код, дешифраторы 32 и 33 двоично-дес тичного кода в дес тичный позиционный код, необходимый дл  управлени  цифровыми индикаторами 34, элементы 35 шздикации отклонений параметра из зоны допустимых значений Больше или Меньше, содержащие, например, усилители с лампами накали вани , подсвечивающими соответствующие транспаранты. Генератор 16 импульсов предназначен дл  формировани  импульсов, обеспечивающих синхронную работу устройства. Генератор 16 представл ет собой автоколебательный мультивибратор с двум  выходами . Триггер 17 служит дл  управлени  работой счетчиков 23 и 26, разре ша  или запреща  прохождение на них импульсов от генератора 16 через эле мент И 18, вьтолн ющийфункцию вентил . Элемент И 19 выполн ет функцию вентил , сбрасыва  пам ть амплитудного дискриминатора 7 по управл ющему сигналу с последней шины дешифратора 27 и импульсами с выхода генератора 16 (которые противоположны по фазе импульсам с первого, выхода генератора 16). Элемент И 20 служит дл  формировани  через элемент ИЛИ 12 сигнала , устанавливающего триггер 17 в состо ние, разрешающее прохождение импульсов от генератора 16 через элемент И 18 (обеспечение следующего I

цикла опроса). Элемент И 21 предназначен дл  формировани  сигнала запуска аналого-цифрового преобразовател  14, в случае, если хот  бы один из контролируемых параметров вьппел из зоны допустимых значений. Счетчик 23 предназначен дл  подсчета числа импульсов , поступающих от генератора 16, по которым осуществл етс переключение каналов коммутаторов 5 и 28. Сброс счетчика 23 в исходное сое- 40 код

то ние осуществл етс  по сигналам с амплитудного дискриминатора 7. Счетчик 23 представл ет собой двоичный счетчик, с пр мых выходов разр дов которого код поступает через переключатель 36 на дешифратор 25, а с инверсных - через переключатель 42 на блок 15 индикации. Дешифратор 25 предназначен дл  преобразовани  кодов счетчиков 37 и 23 (например, двоичных) в единичный позиционные код, управл ющий -переключением каналов в коммутаторах 5 и 28. Коммутатор 28 предназначен дл  переключени  каналов. На вход коммутатора 28 поступают напр жени , пропорциональные значени м параметров. Число ключей в коммутаторе 28 равно числу каналов .. Коммутатор 28 переключает кабой сумму времени опроса всех каналов и максимального времени регулировани . Счетчик 26 предназначен дл  подсчета числа импульсов, поступающих от генератора 16, по которым

0 осуществл етс  переключение каналов в коммутаторе 8. Счетчик 26 представл ет собой двоичный счетчик. Дешифратор 27 предназначен дл  преобразо5 вани  двоичного кода в единичный позиционный код. Счетчик 37 служит дл  формировани  кода адреса контролируемого канала. Блок 38 сравнени  кодов предназначен дл  выработки сигна0 ла совпадени  кодов, поступаюш 1х от счетчика 37 и адресных выходов счетчика 23. Максимально возможный интервал задаетс  задатчиком 39 времени, которым может служить, например, счетчик, запускаемый генератором 16

5 и сбрасываемый выходным сигналом блока 38 сравнени  кодов, проход щим через элемент И 43. Элемент И 43 выполн ет функцию вентил , сбрасыва 

счетчика 37 и максимально возможный интервал, задаваемый задатчиком 39 времени, в следующее положение. Переключатель 42 служит дл  подключени  инверсных входов счетчика 23 или счетчика 37 дл  вывода на блок 15 индикации кода адреса контролируемого канала. Триггер 41 служит дл  выработки сигнала управлени  переключател ми 36 и 42. Переключатели 36 и 42 представл ют собой набор элементов И с двум  входами каждый, одного инвертора и элементов ИЛИ по числу разр дов кода адреса. Число элементов И равно удвоенному числу разр дов кода адреса, одна половина которых подключена к выходам счетчика 23 а друга  - к вькодам счетчика 37. ; Вторые входы элементов И, подключенналы в обратном пор дке, т.е. к первому ключу коммутатора 28 подключаетс  последний контролируемый канал, к последнему ключу - первый канал. Счетчик 24 предназначен дл  формировани  сигнала, запускающего устройство через элемент ИЛИ 12 при вклю|чении питани  и в случае, если выбранный параметр, вьшгедший из зоны допуска, не поддаетс  регулированию. На вход счетчика 24 поступают импульсы от генератора 16, и емкость (число разр дов) счетчика должна быть достаточной дл  формировани  временного-интервала , представл ющего соадреса контролируемого канала со ных к счетчику 37, непосредственно соединены с выходом триггера 41, а вторые входы элементов И, подключённых к счетчику 23, соединены с выходом триггера 41 через инвертор. Устройство дл  централизованного контрол  параметров работает следующим образом. Напр жение с выхода датчика параметров I. поступает на вход блока 2.1 унификации, с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход вычитающего блока 3.1, где происходит вычисление разности напр жений , поступающих от блока 2 и блока 4 задани  номинальных значений параметров . Разностные сигналы поступают на коммутаторы 5 и 8, а сигналы от блока 2 - на коммутатор 28. I При включении устройства в работу если триггер 17 находитс  в состо нии 1, через элемент и 18 на счетчики 23 и 26 поступают импульсы от генератора 16 импульсов, по которым через дешифраторы 25 и 27 производитс  переключение каналов. Если триггер 17 находитс  в состо нии О то через некоторый промежуток времени , определ емый начальным состо нием счетчика 24, с его выхода по вл етс  сигнал, устанавливающий триггер 17 в состо ние 1. Во врем  пер вого цикла опроса каналов (переходного процесса) возможна неправильна  выдача результатов контрол , но при этом устройство автоматически подготавливаетс  к работе. Триггер 17 в состо нии 1 разрешает прохождение импульсов от генератора 16 импульсов через элемент И 18 на счетчики 23 и 26. Коммутатор 8 последовательно опрашивает вычитающие блоки 3.1-З.п начина  с первого . Если напр жение с последующего вычитающего блока 3.1, оказываетс  больше предьщущих (по модулю), то на выходе амплитудного дискриминатора 7 по вл етс  сигнал, сбрасывающий счетчик 23. Коммутаторы 5 и 28 при этом устанавливают в начальное положение. При дальнейшем поступ лении импульсов с генератора 16 импульсов по окончании опроса всех блоков 3.1-З.п коммутатор устанавливаетс  в последнее положение,.а коммутаторы 5 и 28 - в положение п- /М где М - номер вычитающего блока З.М имеющего наибольшее (по модулю) напр жение на выходе; п - число каналов. Дл  правильной работы устройства необходимо , чтобы вычитающий блок 3.1 и блок 2.1 унификации (с номером 1) бьши подключены к ключам коммутаторов 5 и 28 с номером п-1+1, т.е. вычитающий блок З.Ь. 1 и блок 2.1 унификации подключаютс  к последним ключам коммутаторов 5 и 28, вычитающий блок 3.2 и блок 2.2 унификации к предпоследним ключам коммутаторов 5 и 28 (с номером N-1) и т.д. Вычитающий блок З.п и блок 2.П унификации подключаютс  к первым ключам коммутаторов 5 и 28. В результате на выходы коммутаторов 5 и 28 поступает сигнал от канала М с наибольшим (по модулю) в каждом цикле опроса значением разности между параметром и номинальным значением. При опросе последнего канала с соответствующего выхода дешифратора 27 снимаетс  потенциал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 16 импульсов через элемент И 19. Импульсы , поступающие на элемент И 19, противоположны по фазе импульсам, поступающим на элемент И 18, благодар  чему сигнал на выходе элемента И 19 задерживаетс  на врем  отработки последнего канала с номером. По сигналу с элемента И 19, сбрасываетс  пам ть амплитудного дискриминатора 7, триггер 17 устанавливаетс  в состо ние О, запреща  поступление импульсов с генератора 16 на счетчики 23 и 26. От вьгаитающего блока 3.м выбранного канала через коммутатор 5 наибольша  (по модулю) разность поступает на вход блоков 9 и 10 сравнени , один из которых сравнивает положительные сигналы, а другой отрицательные . Эта разность сравниваетс  с сигналом с блока 11 задани  допустимых отклонений параметров и если она больше допустимого отклонени , то на выходах блоков 9 и 10 сравнени  по вл етс  сигнал 1. Этот сигнал через элемент ИЖ 22 подготавливает элемент И 21, устанавливает триггер 41 в состо ние 1 дл  включени  переключател  36 и через элемент НЕ 13 -закрывает элемент И 20. этом сигйал с элемента И 19.проходит через элемент И 21 на запуск аналого--цифрового преобразовател  14, на вход которого поступает напр жекие , соответствующее значению параметра выбранного канала. Если ни один из контролируемых параметров не вышел из зоны допустимых значений, то на выходе блоков 9 и 10 сравнени  будет О, запрещающий через элемент ИЛИ 22 прохождение импульса с элемента И 1 9 через элемент И 21 и разрешающий его прохождение через элемент И 20. В результате в случае отсутстви  выхода параметров из зоны допустимых значений сигнал с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 12 устанавливает триггер 17 в состо ние 1, обеспечива  следующий цикл опроса каналов .

В случае выхода параметра из зоны допустимых .значений сигналы 1 с выхода блока 9 или блока 10 сравнени  подаютс  на элементы 35 индикации отклонений дл  индикации результатов контрол  (Больше, Меньше) и на регул торы дл  регулировани .

Код значени  выбранного параметра с выхода аналого-цифрового преобразовател  14 по сигналу Конец преобразовани  записываетс  в регистр 29.

От счетчика 23 на преобразователь 31 двоичного кода в двоично-дес тичный поступает код адреса выбранного канала , причем со счетчика 23 снимаетс  инверсный код. Коды значений выбранного параметра и адреса канала через преобразователи 30 и 31 и дешифраторы- 32 и 33 поступают на цифровые индикаторы 34.

В рассмотренном режиме устройство многократно опрашивает, измер ет и выводит на индикацию параметр датчика 1.М, имеющего наибольшее значение, напр жени  на выходе, опрос других датчиков с номерами фактически не производитс  (так как счетчик 23 досчитывает каждый цикл до величины п-М), что снижает достоверность контрол .

Дл  обеспечени  периодического опроса других датчиков с периодом Т , большим чем период Т одного цикла опроса датчиков 1.1-I.n коммутатором 8, используетс  задатчик 39 времени, который подсчитывает число импульсов, поступающих на него от генератора 16. Задатчик 39 настроен на врем  Т и выдает на своем выходе единичный сигнал , по истечении времени Т. Состо ние задатчика 39 опрашиваетс  единичным сигналом с выхода дешифратора 27 на элементе И 40, т.е. каждый ц1Йсл опроса датчиков 1.1-l.n

при переполнении задатчика 39 через врем  Т . На выходе элемента И 40 формируетс  единичный сигнал, переключающий триггер 41 в состо ние, при котором с его выхода на переключатели 36 и 42 поступает единичный сигнал , а на вход элемента И 43 - нулевой . При этом переключатель 36 подключает к дешифратору 25 выходы

счетчика 37 и отключает выходы счетчика 23,, а другие выходы счетчика 37 , подключаютс  переключателем 42 к блоку 15 индикации дл  индикации номера контролируемого параметра. В результате код, записанный в счетчике 37, например код К (К 1-п), определ ет номер К датчика 1,, опрашиваемого коммутаторами 5 и 28. По результатам опроса датчика I.K по способам

с выходов блоков 9 и 10, поступающим на выходы устройства, осуществл етс  регулирование параметров датчиков 1.1-I.n. После приведени  параметров в допуск на выходе элемента ИЛИ 22

формируетс  сигнал, сбрасывающий

триггер 41 в исходное состо ние. При этом на переключатели 36 и 42 с триггера 41 поступает нулевой сигнал (что приводит к использованию при

дальнейшей работе сигналов счетчика 23), а на вход элемента И 43 - единичный . Поскольку на другой вход элемента 43 И с блока 38 поступает единичный сигнал, на выходе элемента И 43 формируетс  положительный фронт, переключающий счетчик 37 в положение с записанным кодом К+1 и сбрасывающий задатчик 39 в ноль. Это приводит к переводу устройства в режим опроса коммутаторов 5 и 28 со счетчика 23 с последующим опросом через врем  Т датчика 1.К+1 (с помощью счетчика 37). Устройство помимо основной функции выделени  датчика 1 с максимальным значением напр жени  осуществл ет последовательный опрос других датчиков, номера которых задаютс  поочереди счетчиком 37.

Claims (1)

1. В случае, если коды, записанные в счетчике 37 и в счетчике 23, совпадают и равны, например,К , то опрашивать датчик 1 .К с помощью счетчика 37 нет необходимости, т.е. он опрошен счетчиком 23. При этом равенство кодов в счетчиках 23 и 37 устанавливаетс  блоком 37 сравнени  (код счетчика 23 поступает через переключатель 36), который стробируетс  сиг12 налом с выхода дешифратора 27. По стробу с дешифратора 27 блок 38 вьща|ет нулевой сигнал, проход щий через элемент 43, переключаюпщй счетчик 37 в состо ние с кодом 1 + 1 и сбрасывающий задатчик 39 времени. Так как при равенстве кодов в счетчиках 37 и 23 задатчик 39 не переполн етс , то срабатывание элемента И 40, триггера 41 и переключателей 36 и 42 не происходит, что исключает избыточную проверку одного и того же датчика 1.К. Таким образом, за счет введени  переключател  36, счетчика 37, блока 38 сравнени  кодов, задатчика 39 вре мени, элементов И 40 и 43, триггера 41, переключател  42 устройство не зацикливаетс  на проверке одного и того же датчика 1 .К , имек цего максимальное выходное напр жение, а перио дически принудительно опрашивает через заданный интервал времени Т и другие датчики, что обеспечивает повьшение достоверности контрол . Формула изобретени  Устройство дл  централизованного контрол  параметров, содержащее первый счетчик,- соединенный входом с вы ходом амплитудного дискриминатора, первый коммутатор, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков сравнени , вторые вхо ды которых соединены с соответствующими выходами блока задани  допустимых отклонений параметров, управл ющие входы первого коммутатора подклю чены к выходам первого дешифратора, а также блок индикации, соединенный первыми информационными входами с ин формационными выходами аналого-цифро вого преобразовател , вторым и третьим информационными входами - с выходами первого и второго блоков срав нени  соответственно, а четвертым информационным входом - с выходом первого.элемента ИЛИ и с входом установки в единичное состо ние первого триггера, соединенного единичным выходом с первым входом первого элемента И, а входом установки в единич ное состо ние - с входом установки в нулевое состо ние второго счетчика , выход переполнени  которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а счетный вход - с первым выходом генератора импульсов, соеди10 енного вторым выходом с вторым вхоом первого элемента И, выход котоого подключен к счетным входам пер ого и третьего счетчиков, пр мые азр дные выходы третьего счетчика ерез второй дешифратор подключены управл ющим входам второго коммуатора , а также вычитающие блоки, к ервым входам которых подключены соответствующие выходы блока зада . ни  номинальных значений параметров, к выходам вычитающих блоков подключены информационные входы второго коммутатора, выход которого соединен через блок вьщелени  абсолютного значени  сигнала с входом амплитудного дискриминатора, управл ющий вход которого подключен к выходу второго элемента И, к входу установки в нулевое состо ние первого триггера и к первым входим третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к второму входу первого элемента ИЛИ и к управл ющему входу аналого-цифрового преобразовател , подключенного информационным входом к выходу третьего коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами соответствующих блоков унификации, а управл ющие входыс выходами первого дешифратора, первый вход второго элемента И соединен с выходом старшего разр да второго дешифратора, а второй вход - с первым выходом генератора импульсов, первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами первого и второго блоков сравнени , второй вход четвертого элемента И подключен к выходу второго элемента ИЛИ и к входу элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, управл ющий вход блока индикации соединен с управл ющим выходом аналого-цифрового преобразовател , выходы первого и второго блоков сравнени   вл ютс  соответствующими выходами устройства, датчики параметров, соединенные через соответствующие блоки унификации с входами соответствующих вычитающих блоков, соединенных выходами с соответствукщими информационными входами первого коммутатора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол  за счет принудительного опроса каналов контрол  с выходным напр жением,«отличающимс  от максимального, в устройство