SU1495751A1 - Устройство дл измерени параметров динамического процесса и управлени с самоконтролем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых управл ющих комплексах в качестве подсистем контрол  и управлени . Цель изобретени  - повышение надежности функционировани  устройства и точности измерени . Сущность: устройство дополнительно содержит второй блок измерени  параметра, блок формировани  знака параметра, второй блок анализа состо ни , элемент И, второй и третий сумматоры, вторую схему сравнени , дешифратор, коммутатор и второй и третий сумматоры по модулю два. Каждый блок измерени  параметра содержит счетчик, схему сравнени , датчик параметра в виде генератора контролируемой частоты, элемент И, комбинационный сумматор, первый и второй коммутаторы. Блок синхронизации содержит первый и второй счетчики, генератор опорной частоты, с первого по третий элементы И и элемент ИЛИ - НЕ. Блок формировани  знака параметра содержит схему сравнени , первый и второй коммутаторы и первую и вторую группу элементов И. Блок сравнени  содержит схему сравнени , элемент ИЛИ, первый и второй сумматоры по модулю два. Каждый блок анализа состо ни  содержит счетчик сбоев, первый и второй элементы И. Блок приращений содержит регистр, сумматор, первый и второй элементы И. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

«Л

с

4

со

СП

СП

1495

блоки 6 и 7 анализа состо ни , блок

8 индикацин, пульт 9 управлени , узел 10 пуска-останова, блок 11 приращений , сумматоры 12-14, схемы 15 и 16 сравнени , дешифратор 17, регистры контрол  18 и знака 19, триггеры 20 и 21 управл ющих воздействий, коммутатор 22, сумматоры 23-25 по модулю два, элемент ЗАПРЕТ 26, элементы

И 27. Сущность изобретени  состоит в повы&ении надежности функционировани  и точности измерени  за счет

организации измерени  параметра и обработки результатов двум  идентичными каналами, отключаемыми при отказах , а также учета возможного увеличени  параметра за два более циклов измерени , обеспечени  вбзможно- сти прекращени  -выдачи управл ющих воздействий на контролируемый объект в случае отказа системы и усреднени  значений, измер емых первым и вторым блоками измерени  регистра. 6 з.п, ф-лы, 11 ил.

Изобретение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых управл ющих комплексах в качестве подсисте- Mbij контрол  и управлени , например, температзФным режимом, скоростью вращени  и т.д.о

Цель изобретени  - повыиениё надежности устройства и точности измерени  параметра.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства дц  измерени  параметра динамического процесса и управлени  им с самоконтролем; на фиг. 2 - 11 - примеры выполнени  функциональных с5сем блока измерени  параметра, блока синхронизации и временной диаграммы его работы, блока формировани  знака параметра, блока сравнени , блока анализа состо ни , блока индикации, пульта управлени , схемы пуска-останова, блока приращений и сзлмматора соответственно.

Устройство (фиг. I) содержит первый 1 и второй 2 блоки измерени  параметра , блок 3 синхронизации, блок

4формировани  знака параметра, блок

5сравнени , первый 6 и второй 7 блоки анализа состо ни , блок 8 индикации , пульт 9 управлени , узел 10 пуска-останова , блок 11 приращений, третий 12, 13 и второй 14 сумматоры , первую 15 и вторую 16 схемы сравнени , дешифратор 17, регистры контрол  18 и знака 19, первьй 20 и второй 21 триггеры управл ющих воздействий , коммутатор 22, третий 23, первьй 24 Г1 второй 25 сумматоры по модулю дна, элемент ЗАПРЕТ 26 и элемент И 27, первьй 28 и второй 29 выходы устройства, первьй 30, второй

31 и третий 32 выходы первого блока

1 измерени  параметра, первьй 33, второй 34 и третий 35 выходы второго

блока 2 измерени  параметра, первьй 36, второй 37 и третий 38 выходы блока 3 синхронизации, первьй 39 и вто- рой 40 выходы блока 4 формировани  знака параметра, первьй 41 и второй

42 выходы блока 5 сравнени , выходы 43 и 44 соответственно первого 6 и второго 7 блоков анализа состо ни , первьй 45, второй 46, третий 47, чет- вертьй 48 и п тьй 49 информационные,

первьй 50 и второй 51 управл ющие выходы пульта 9 управлени , выход 52 узла 10 пуска-останова, выход 53 блока 1 1 прирардений, выходы 54-56 со- ответственно сумматоров 12 - 14,

выходы 57 и 58 соответственно первой 15 и второй 16 схем сравнени , первый 59, второй 60, третий 61 и четвертьш 62 выходы дешифратора 17, выход 63 регистров 18 контрол , первьй 64 и

второй 65 выходы регистра 19 знака,

выход 66 сумматора 22, выходы 67 69 соответственно третьего 23, первого 24 и второго 25 сумматоров по модулю два, выход 70 элемента ЗАПРЕТ

26 и выход 71 элемента И 27.

Блок 1 (2) измерени  параметра (фиг. 2, 3) содержит счетчик 72, схему 73 сравнени , комбинационньй сумматор 74, первьй 75 и второй 76 коммутаторы , датчик параметра, выполненный в виде генератора 77 контролируемой частоты, элемент И 78. Блок 3 синхронизации (фиг. 3) содержит пер- едьй 79 и второй 80 счетчики, генератор 8 опорной «астоты, первьй 82, второй 83 и третий 84 элементы И и элемент ИЛИ-НЕ 85.

Блок 4 формировани  знака параметра (фиг. 4) содержит схему 86 сравне 14

ни , первый 87 и второй 88 коммутаторы , первую 89 и вторую 90 группы элементов И. Блок 5 сравнени  (фиг. 5) содержит схему 91 сравнени , первый 92 и второй 93 сумматоры по модулю два и элемент ИЛИ 94. Блок 6 (7) анализа состо ни  (фиг. 6) содержит счетчик 95 сбоев, первьй 96 и второй 97 элементы И. Блок 8 индикации(фиг. 7) содержит группу элементов 98.1-98.п индикации, первьй 99, второй 100, третий 101, четвертый 102, п тый 103 шестой 104 и седьмой 105 элементы индикации . Вход 63 значени  измер емо- го параметра, первьй 64 и второй 65 входы знака, первьй 43 и второй 44 входы отказа соответственно блоков I и 2 измерени  параметра, вход 70 отказа системы, первый 28 и второй 29 входы управл ющих воздействий через элементы 98.1-98.п,99 - 105 индикации соответственно соединены с нулевым полюсом источника питани .

Пульт 9 управлени  (фиг. 8) содер- жит генератор 106 единицы, выход которого через первую 107.1-107.К, вторую 108.1-108.L, третью 109.1 - 109.Ми четвертую 110., 1-1 10.N группы выключателей соединен соответственно с первым 45, вторым 46, третьим 47, четвертым 48 и п тым 49 информационными выходами пульта 9 управлени , а через первую 111 и вторую 112 кнопки - с первым 50 и вторым 51 управл ющими входами пульта 9 управлени  соответственно .

.Узел 10 пуска-останова (фиг. 9) содержит триггер 113 и элемент ИЛИ 114. Блок П приращений (фиг. 10) со- держит регистр 115, сумматор 116, первьй 117 и второй 118 элементы И.

Сумматор 12 (13, 14) (фиг. 11) со- держкт схему 119 сравнени , первьй 120 и второй 121 коммутаторы, комби- национньй сумматор 122, первьй 123 и второй 124 элементы ИЛИ.

,, Блок 1 (2) измерени  параметра . предназначен дп  определени  кода измер емого параметра и знака пара- метра. Пример выполнени  блока 1 (2) приведен на фиг. 2. Рассмотрим назначение элементов блока 1 (2) измерени  параметра.

Генератор 77 формирует последова- тельность импульсов, частота которой, определ етс  значением измер емого параметра. Например, при контроле ...

температуры в качестве генератора 77

i6

может быть применен кварцевый термо- частотньБ преобразователь, i-D-terouOiii частоту 5,64 МГц и крутизну преобразовани  и/::: 2000 Гц/°С, Частота, формируема  генератором 77, определ етс  значением измер емого параметра и линейно зависит от его значени . Например , дл  указанного прибора

f

fo +0 t.

(1)

где fo - частота импульсов при t

0°С;

А - крутизна преобразовани ; t - значение измер емого параметра (температура).

Генератор 77 имеет управл ющий вход и формирует последовательность импульсов при наличии на этом входе единичного сигнала.

Счетчик 72 предназначен дл  подсчета импульсов, сформированных генератором 77 за интервал времени D. Обнул етс  счетчик по единичному сигналу , поступившему на его R-вход. Схема 73 сравнени  служит дп  определени  знака измер емого параметра. Дл  этого на ее вход А поступает код числа импульсов N, формируемых генератором 77 за врем  при нулевом значении измер емого параметра, по- ступаищий на вход 46 (47) блока 1 (2), а на вход В - код числа импульсов N, сформированных генератором 77 при текущем значении измер емого параметра , пост пающий с выхода счетчика 72. Если (,, то на выходе () схемы 73 сравнени  будет сфор мирован единичный сигнал, что соответствует положительному знаку измер емого параметра. Если N NO, то знак измер емого параметра отрицатель ньй и единичный сигнал будет сформирован на выходе () схемы 73. Если N Np, то знак нулевой и на обоих выходах схемы нулевые сигналы .

Сумматор 74 и коммутаторы 75 и 76 служат дл  определени  измер емого параметра (разности N - N). Если знак измер емого параметра положи- тельньй , то на вход В сумматора 74 поступает пр мой код числа импульсов, сформированных генератором за врем  t , а на его вход А - инверсньй код числа К импульсов, формируемых при нулевом значении измер емого параметра. По окончании

71495751

инт.ервала времени на Р-вход единич- Hcfro переноса сумматора 74 поступает единичньй сигнал и на его выходе формируетс  разность (N - Np), т.е. из- меренное значение контролируемого параметра , элемент И 78 служит дл  управлени  счетчиком 72.

Рассмотрим работу блока 1 (2) измерени  параметра.10

ПpиIJцип измерени  параметра, реализуемый блоком 1, состоит в следующем . Так как частота импульсов, формируемых генератором 77, определ етс 

8

единица: В результате на выходе сумматора 74,  вл ющегос  выходом блока 1 (2), будет сформирован код измерен ного, параметра t N - N,

Блок 3 синхронизации предназначен дл  формировани  сигналов, обеспечивающих функционирование устройства. Пример вьшолнени  блока 3 приведен на фиг. За, а временна  диаграмма . его работы на фиг. 3 б.

Перед началом работы счетчики 79 и 80 (фиг. 3 а) наход тс  в нулевой состо нии (цепи установки исходного

тор 77 сформирует

N N. + /t,

выражением (1), то за врем  I генера-15 состо ни  условно не показаны), на

выходе элемента ИЛИ 85,  вл ющегос  выходом 37 блока 3, присутствует (2)единичньй сигнал, который открывает

элемент И 82. На Д-вход счетчика 79 20 с выхода 49 пульта 9 управлени  задаетс  число импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за врем  . Счетчик 80 двухразр дный. НуЛевой сигнал с его выхода второго 25

f -Р г о I.

где N fi ; N,

Если интервал J выбрать равным

J где /Ь - безразмерна  величина,

/

равна  оС, то получим

разр да поступает на выход 38 блока и разрешает прохождение сигналов через элемент И 84.

N

NO +o(t . 1//J NO + t

(3)

откуда t - N - N.

Из этого выражени  следует, что если интервал измерени  кратен 1/д то и разность между числом импульсов, формированных генератором 77 за этот интервал, и числом N а будет кратна истинному значению измер емого параметра . Число N ,, задаетс  пультом 9

35

и поступает на вход 46 блока 1.

г

Генератор 77 запускаетс  при поступлении единичного сигнала на его управл ющий вход. При поступлении импульса с выхода 36 блока 3 сирхро- в40 ни ации счетчик 72 устанавливаетс  в ноль. После чего на входе 37 блока 1 (2) по вл етс  нулевой сигнал, и импульсы с выхода генератора 77 начинают поступать на счетньй вход счетчика дз 72. Через интервал времени D нулевой

сигнал на входе 37 пропадает и по витс  единичный - в счетчике 72 зафиксируетс  код числа N импульсов.

Первый импульс с выхода генератора 81 пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика

80.По его заднему фронту в счетчик 79 запишетс  код числа импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за врем  , а счетчдк 80 увеличит свое состо ние на единицу. На выходе элемента ИЛИ 85 по вит.с  нулевой сигнал , который запретит прохождение импульсов через элемент И 82 и разрешит прохождение через элемент И 83. По заднему фронту каждого последующего импульса, сформированного генератором

81,счетчик 79 будет уменьшать свое состо ние на единицу. Через врем  2

сформированных генератором 77 при те-59 счетчик 79 обнулитс  и на выходе элемента ИЛИ 85 по витс  единица. Следующий импульс, сформированньй генератором 81, пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика 80. П5 заднему фронту этого импульса в счетчик 79 запишетс  код числа импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за врем  С, а счетчик 80 увеличит свое состо ние

кущем значении измер емого параметра. Схема 73 определ лт знак параметра, и на соответствующем ее выходе по витс  единичный сигнал. В соответствии со значением знака параметра че- рез коммутаторы 75 и 76 пройдут коды N и N.. (проинвертированные или нет) на входы В и А сумматора 74, а на - его Р-вход с входа 37 блока 1 (2) 8

единица: В результате на выходе сумматора 74,  вл ющегос  выходом блока 1 (2), будет сформирован код измеренного , параметра t N - N,

Блок 3 синхронизации предназначен дл  формировани  сигналов, обеспечивающих функционирование устройства. Пример вьшолнени  блока 3 приведен на фиг. За, а временна  диаграмма . его работы на фиг. 3 б.

Перед началом работы счетчики 79 и 80 (фиг. 3 а) наход тс  в нулевой состо нии (цепи установки исходного

состо ни  условно не показаны), на

Левой сигнал с его выхода второго

разр да поступает на выход 38 блока и разрешает прохождение сигналов через элемент И 84.

При включении устройства на вход генератора 81 импульсов с выхода 52 пульта 9 поступит единичный сигнал и генератор 81 начнет формировать последовательность импульса стабильной частоты.

Первый импульс с выхода генератора 81 пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика

80.По его заднему фронту в счетчик 79 запишетс  код числа импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за врем  , а счетчдк 80 увеличит свое состо ние на единицу. На выходе элемента ИЛИ 85 по вит.с  нулевой сигнал , который запретит прохождение импульсов через элемент И 82 и разрешит прохождение через элемент И 83. По заднему фронту каждого последующего импульса, сформированного генератором

81,счетчик 79 будет уменьшать свое состо ние на единицу. Через врем  2

счетчик 79 обнулитс  и на выходе элемента ИЛИ 85 по витс  единица. Следующий импульс, сформированньй генератором 81, пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика 80. П5 заднему фронту этого импульса в счетчик 79 запишетс  код числа импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за врем  С, а счетчик 80 увеличит свое состо ние

9U

еще на единицу и на его выходе (выход второго разр да) по витс  единичный сигнал, которьй поступит на выход 38 блока, а также запретит прохождение И14пульсов через элемент И 84. Поэтому единичный сигнал на выходе 38 блок 3 будет присутствовать в течение всей работы системы. Дальнейша  работа блока аналогична описанной. На фиг. Зб представлена временна  диаграмма работы блока 3, по сн юща  его работу.

Блок 4 формировани  знака параметг ра (фиг. 4) предназначен дл  формиро- вани  парафазного кода знака измер емого параметра на основании анализа кодов знака параметра, сформированных блоками 1 и 2, и сигналов сбо  блоков 1 и 2 измерени  параметра с выходов первой 6 и второй 7 схем сравнени . Схема 86 сравнени  производит сравнение кодов параметра, измеренных блоками 1 и 2 измерени  параметров, и выдает единичный сигнал на вькоде (А В), если код параметра, измеренного блоком 1, больше кода параметра, измеренного блоком 2, пара- Mefpa, измеренного блоком 1, меньше кода параметра, измеренного блоком 2, то единичный сигнал выдаетс  на выход (А В) схемы 86 сравнени . Если коды равны, то на обоих выходах будут присутствовать нулевые сигналы.

Принцип работы блока 4 формирова- ни  знака параметра заключаетс  в том, что на выходы коммутаторов 87 и 88 пройдут сигналы знаков того значени  параметра, модуль которого больше При сбое одного из блоков 1 или 2 измерени  параметра он отключаетс  от схемы 86 сравнени  - закрываетс  соответствующа  группа элементов И (89,или 90) и на вход схемы 86 сравнени  вместо кода с выхода блока из- мерени  параметра, в работе которого зафиксирован сбой, поступает нулевой код. Следовательно, код параметра, измеренного другим блоком, будет боль ше и на выходы 39 и 40 блока 4 про- : идет код соответствующего ему знака.

Блок 5 сравнени  предназначен дл  сравнени  истинного значени  контролируемого параметра (D) с требуемым I (С) , задав.аемым на выходе 45 пульта 9 управлени , и формировани  сигналов С D на выходе 41 и С на выходе 42. Дл  сравнени  истинного и требуемого значени  параметра с учетом

0

0

5

57

О

5 0 5

5110

знаков на входы блока 5 сравнени  в качестве старшего разр да подаетс  знаковый разр д, соответствующей плюсу . Пример реализации блока 5 сравнени  приведен на фиг. 6, На входы С и D схемы 91 сравнени  поступают требуемое и измеренное значени  контролируемого параметра вместе со знаковыми разр дами, а на входы элемента ИЛИ 94 - выходы разр дов, соответствующие положительным знакам требуемого и истинного значений параметра соответственно . В резтаьтате этого, если хот  бы одно из значений параметра положительно, то на выходе элемента ИЛИ присутствует нулевой сигнал и через сумматоры 92 и 93 по модулю два выходные сигналы схемы 91 срав- нени .без изменени  передаютс  на выходы 41 rt 42 блока 5 сравнени .

Если же оба знака оггрицательны, то на выходе элемента 1;1-ШИ 94 присутствует единичньпЧ сигнал и сумматоры 92 и 93 по модулю два инрертир тот соответствующие сигнаггы, выдаваемые схемой 91, сравнени .

Блок 6 (7) анализа состо ни  (фиг. 6) предназначен дл  определени  отказа блока 1 (2) измерени  параметра . При повы1 ении нулевого сигнала на входе 57 (58) блока импульс, по- ступивщий на вход 36, пройдет на счетньш вход счетчика 95 и увеличит его состо ние на единицу, т.е. счетчик зафиксирует сбой в работе блока I (2). Если в следующем цикле измерени  на вход 57 продолжает поступать нулевой сигнал, то счетчик 94 продолжает считать и по достижении состо ни  счетчика, равного заданному коэффициенту пересчета (число следующих подр д сбоев), при котором принимаетс  решение об отказе блока 1 (2), на вькод 43 (44) блока 6 (7) поступит сигнал отказа блока 1 (2). Одновременно выходной сигнал счетчика 94 запретит прохождение импульсов на его счетньй и R-входы. Если число следующих подр д сбоев не превысило граничного значени  и на вход 57 поступил единичный сигнал, то импульс, поступивп1ий на вход 36, пройдет на R-вход счетчика 119 и обнулит его. „

Блок 8 (фиг. 7) служит дл  индикации контролируемого параметра (ин- дикаторы 98. 1-98.п), знака параметра (индикатор 99 Плюс и индикатор 100 Минус), отказа блоков измерени 

11

параметра (индикатор 101 блока 1 и индикатор 102 блока 2), отказа системы (индикатор 103) и характера управл ющего воздействи  на объект контрол  (индикатор 104 Нагрев и индикатор 105 Охлаждение).

Пульт 9 управлени  (фиг. 8) предназначен дл  задани  кода и контролируемого параметра (выход 45), кода ю числа импульсов, определ ющих работу блоков 1 и 2 измерени  параметра (соответственно выходы 46 и 47)кода предельного разности (приращени ) между соседними значени ми . 15 контролируемого параметра (вькод 48) и кода дпительности интервала (выход 49), а также дл  формировани  сигналов Пуск (выход 50) и Стоп (выход 51). Указанные выше коды и 20 сигналы формируютс  с помощью выключа- теЛей 107.1-107.К, 108.1-108.L, 109.1-109.М, 1 Ш. 1-110.N и кнопок 11 1 и 112 соответственно.

БЛОК (фиг. 10) служит дп  уве- 25 личени  предельного приращени  измер емого параметра на цикле измерени , следующем за циклом, в котором был зафиксирован сбой двух блоков 1 и 2 измерени  параметра. При нулевом сиг- 30 нале на входе 59 импульс, поступивший с выхода 36 блока 3 синхронизации, пройдет на R-вход регистра 115 и обнулит его, подтвердив нулевое состо ние , на выходе 53 сумматора 16 будет 35 присутствовать единичное предельное приращение измер емого параметра, задаваемое с выхода 48 пульта 9 управлени . При одновременном сбое блоков 1 и 2 на выходе 59 дешифратора 17 Ю по витс  единичньй сигнал, и следуюрдай импульс, сформированньй на выходе 36 блока 3 синхронизации, пройдет на С-вход регистр а 1 15 и в него запишетс  предельное приращение, использованное 45 в предыдущемцикле измерени . Тогда на выходе сумматора 116 по витс  предельное приращение измер емого параметра , использованное в предьщущем цикле измерени , увеличенное на вели- Q чину единичного предельного приращени , задаваемого с выхода 48 пульта 9. Таким образом, учитываетс  приращение параметр, за цикл измерени , в котором произошел сбой сразу двух блоков 1 и 2 измерени  параметра.

Сумматор 12 предназначен дп  определени  среднеарифметических зна- чений измер емого параметра, опреде149575112

л емых блоками 1 и 2. Пример реализации сумматора 12 представлен на фиг. 12. Значение параметра, измеренное блоком 1, поступает на Е-вход, схемы 119 сравнени  и вКод коммутатора 120, а значение параметра, измеренное блоком 2, - на F-вход схемы 119 сравнени  и вход коммутатора 121.

Если- знаки значений параметра, измеренные блоками 1 и 2, одинаковы, то с выхода 67 сумматора 23 по модулю два на сумматор 12 поступит еди-; ничный сигнал и на входы В и С комбинационного сумматора 122 поступают пр мые коды значени  параметра, измеренные блоками 1 и 2, акомбинацион- ньм сумматор 122 формирует на своем выходе сумму значений параметра.

Если знаки значений 1 араметра, измеренные блоками 1 и 2, различны, то на выходе 67 сумматора 23 по модулю два по витс  нулевой сигнал и на входы В и С комбинационного сумматора 122 поступит пр мой код больше го значени  цараметра и обратный код меньшего значени  - на выходе комбинационного сумматора 122 по витс  разность значений параметра (сумма при одном отрицательном слагаемом).

Деление на два дп  двоичного кода равносильно сдвигу в сторону младиего разр да Поэтому, чтобы разделить полученную на выходе сумматора 12 сумму, достаточно при соединении выхода сумматора 12 с третьим информационным входом коьтутатора 22 задать следующее соответствие соедин емых разр дов выхода сумматора 12 и входа коммутатора 22 i-1-j; i 1, (К+1); j О, К, где i - номер разр да выхода сумматора 12; j - номер разр да входа коммутатора 22; К - максимально возможна  разр дность кода измер емого параметра. При этом нулевой j разр д выхода сумматора 12 не используетс  .

Сумматоры 13 и 14 (фиг. 11) предназначены дл  определени  разности между предыдущим значением параметра и текунц1м значением параметра, измеренным соответственно блоками 1 и 2. Работают сумматоры 13 и 14 анало- сумматору 12 с той лишь разницей , что на их правл  ющие входы 68 и 69 единичный сигнал с выходов соответственно сумматоров 24 и 25 по модулю два поступает в случае, если .знаки предыду1чего значени  параметра

и текущего различны, и нулевой - если одинаковы.

Схемы 15 и 16 сравнивают предельную допустимую разность с разностью предыдущего значени  параметра и текущего , измеренного соответственно блоками 1 и 2. Схемы 15 и 16 сравнени  управл емые - выходные сигналы на их входах формируютс  только при наличии единичного сигнала на их управл ющих входах, а при нулевом управл ющем сигнале на их выходах при- .сутствуют единичные сигналы.

Если разность между предыдущр значением параметра и теку1цим не пре вьпиает предельно допустимой разности то на выходах схем 15 и 6 формируютс  единичные сигналы, а если превышает - нулевые.

Дещифратор 17 предназначен дл  формировани  сигналов, соответствующих правильно функционирующим блокам 1 и 2. Сигнал на выходе 59 соответствует сбою блоков 1 и 2, на выходе 60 - сбою блока 2, на выходе 61 - сбою блока 1, на выходе 62 - нормальному функционированию блоков 1 и 2.

Регистр 18 контрол  служит дл  запоминани  значени  контролируемого параметра. Запись в регистр 18 осуществл етс  по заднему фронту импульса , поступающему на его С-вход.

Регистр 19 знака предназначен дл  запоминани  парафазного кода знака контролируемого параметра. Единица на выходе 64 регистра 19 соответст- знаку плюс, а на выходе 65 - знаку минус. Запись кода знака в регистр 19 осуществл етс  по заднему фронту импульса, поступающего на его С-вход,

Первьй 20 и второй 21 триггеры управл ющих воздействий служат дл  запоминани  выходных сигналов блока 5 сравнени  и формировани  управл ющих сигналов на вьсходах 28 и 29 устройства соответственно. Единичное состо ние триггера 20 соответствует снижению заданного значени  контролируемого параметра. Выходной сигнал триггера 20 управл ет включением исполнительного органа, обеспечивающе.го увеличение величины контролируемого параметра , например включение обогревател , при контроле и регулировании температуры.

Единичное состо ние триггера 21 соответствует превьшению контролируе0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мого параметра по сравнению с задан- ньм. Выходной сигнал триггера 21 управл ет включением исполнительного органа , обеспечиварэшего сникение контролируемого параметра, напр1 мер включением холодильной установки.

Запись информации в триггеры 20 и 21 осуществл етс  по заднему фронту синхроимпульса, поступающего на С-БХОДЫ зтих триггеров, При по влении сигнала отказа системы он обнул ет триггеры 23 и 24 и блокирует их в этом состо нии.

Коммутатор 22 предназначен дл  выбора значени  контролируемого параметра . На его первый, второй и третий информационные входы соответственно поступает значение параметра, измеренное блоком 1, среднее значение параметра, измеренное блоками 1 и 2, и значение параметра, измеренное блоком 2, Если в текущем 1ДИКле измерений блоки 1 и 2 работают без сбо  (отказа), то на выход коммутатора 25 пройдет среднее значение параметра. Если в одном из блоков I или 2 произошел сбой (отказ), то на выход коммутатора 25 пройдет значение параметра , измеренное другим блоком.

Сумматоры 23 - 25 по модулю два служат дл  формировани  сигналов управлени  соответственно сумматорами 12 --14,

Элемент ЗАПРЕТ 26 предна:;начен дл  управлени  записью информапии в рр.ги- стры 18 и 19 и триггеры 20 и 21.

Элемент К 27 предназначен дл  формировани  сигнала отказа системы.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом работы все лементы пам ти устройства привод тс  в исходное состо ние с пульта 9 управлени . Цепи установки в исходное состо ние на фиг, 1 условно не показаны. Кроме того, с пульта 9 задаютс , цифровой код, соответству лций требуемому значению контролируемого параметра N у-р (выход 45), код числа N импульсов, определ ющих работу блоков 1 и 2 (выходы 46 и 47), код Np предельного значени , разности между соседними значени ми контролируемого параметра (выход 48) и код N до1ительности ин-, тервала 1) (выход 49). Значени  N ,

N

f-f

и N пзадаютс , исход  из следующих расчетов.

5149575

Так как частота импульсов, формируемых генератором 78 блоков i и 2 (фиг. 2) определ етс  выражением (1), то за врем  Г генератор 77 сформирует

N

N

N(, + а t i импульсов, где N f с.

о о

Если выбрать . , то получим N N{, + t, t. N - Ид. Из этого следует , что код Nfi должен быть выбран таким,чтобы врем  присутстви  единичного сигнала на выходе 37 блока 3 синхронизации (фиг. 3) было кратно i - 1/е(. Тогда разность между числом импульсов N, сформированных генерато- рами 77 блоков 1 и 2 за это врем , и NO, будет кратна истинному значению контролируемого параметра t. Работа устройства начинаетс  по сигналу Пуск, формируемому оператором с пульта 9. Этот сигнал поступает на вхЬд 50 узла 10, который сформирует единичный сигнал на своем выходе, поOf

ступающий на входы блоков 1 и 2 и на вход блока 3.

Первьй импульс с выхода 36 блока 3 установит в исходное состо ние блоки 1 и 2, запишет код единичного приращени , задаваемый на ыходе 48, .пульта 9 управлени  в регистр 115 блока 11 (фиг. 10), и подтвердит нулевое состо ние регистров 18 и 19 и триггеров 20 и 21. Затем на выходе 37 блока 3 по витс  единичный сигнал, который будет держатьс  в течение времени . По окончание этого сигнала на выходах блоков 1 и 2 будут сфор мировады значени  параметра, измеренные этими блоками, и их знаки, которые поступ т на входы блока 4 форми- ровани  знака параметра, значени  параметра поступ т на входы сумматора 12. .Так как на управл ющих входах схем 15 и .16 нулевые сигналы и на их выходах присутствуют единичные сигна- лы, то на выходе 62 дешифратора 17 единица, и поэтому на выходе коммутатора 22 будет скоммутирован код среднеарифметического значениг параметра

который поступит на вход блока 5 .сра нени  и D-вход регистра 18. Блок 5 сравнени  сформирует на одном из своих выходов едшшчный сигнал (в соответствии с отношением требуемого значени  параметра с измеренным).

По второму импульсу,сформированно му на выходе 36 блока 3 синхрониза--. ции, блоки 1 и 2 установ тс  в исходное состо ние, в регистры 18 и 19 за16

пишутс  соответственно код измеренного параметра, поступающий с выхода коммутатора 22, и код знака параметра , поступающий с выхода блока 4 формировани  знака параметра, а в триггеры 20 и 21 запишутс  соответствующие сигналы с выходов блока 5 сравнени , на выходе 38 блока 3 по витс  единичный сигнал. На выходы 28 и 29 устройства будут выданы управл ющие сигналы, а значение измеренного пара-метра , его знак, выданное управл ющее воздействие и состо ние системы отобраз тс  блоком 8 индикации.

Работа устройства в следующих циклах измерени  аналогична описанной. Только на управл ющих входах схем 15 и 16 сравнени  уже будет присутствовать единичньй сигнал i поэтому формирование знака параметра будет осуществл тьс  с учетом того, какой из блоков 1 и 2 функционирует правильно (без сбо ), также в зависимости от этого будет осус;ествл тьс  коммутаци  значений параметра на выход коммутатора 22 (по управл ющим сигналам с вькодов дешифратора 1.7), а блоки 6 и 7 будут фиксировать сбои соответственно блоков 1 и 2.

Если одновременно произойдет сбой блоков 1 и 2, то на выходах схем 15 и 16 сравнени  по в тс  нулевые сигналы , на выходе 59 дешифратора 17 по витс  единичный сигнал, который поступит на блок 11 приращений и закроет элемент ЗАПРЕТ 26, и следующий импульс , сформированный на выходе 36 блока. 3, не пройдет на синхровходы регистров 18 и 19 и триггеров 20 и 21 - в них остаетс  прежн   информаци . По следующему импульсу, сформированному на выходе 36 блока 3, на выходе блока 11 по витс  удвоенное предельное прирахцение - тем самым в следующем цикле измерений будет учтено возможное возрастание значени  параметра над значением, хранимым в регистре 18, на величину, большую предельного приращени . В следующем цикле измерени  устройство работает обычно.

При отказе одного из блоков 1 и 2 Чрешение принимаетс  по определенному числу следу Ущик подр д сбоев) на выходе соответствующего блока 6 или 7 .по витс  единичный сигнал, который поступит на вход блока 8 индикации - отказ отобразитс  блоком 8.

При отказе второго блока 1 или 2 измерени  параметра на выходе 71 элемента И 27 по витс  единичный сигнал, которьй обнулит триггеры 20 и ,21 - - управл югше воздействи  перестанут выдаватьс  на выходы 28 и 29 устройства и, поступив на вход схемы 10 пуска - останова, произведут останов

устройства. Отказ системы будет отоб- триггеров управл ющих сигналор, выражатьс  блоком 8 индикации.

При нормальной работе устройства в случае необходимости прекратить работу устройства оператор нажатием кнопки формирует на выходе 51 пульта 15 9 управлени  сигнал останова, который , поступив на вход узла 10, произведет останов устройства.

Claims (7)

1. Устройство дл  измерени  параметров динамического процесса и управлени  с самоконтролем, содержащее

ходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами устройства, выход регистра контрол  соединен с вторым информационным входом первого сумматора и- с информационным входом блока индикации, первьй выход регист ра знака соединен с первым входом знака блока индикации и первым входо первого сумматора по модулю два, пр  мой выход которого соединен с управл ющим входом первого сумматора, вто рой выход регистра знака и выход пер вого блока анализа состо ни  соедине ны соответственно с вторым входом

первьй блок измерени  параметра, блок 25 знака и с входом отказа первого блока

измерени  параметра блока индикации, выход блока приращений соединен с вторым информационным входом первой схемы сравнени , выход элемента ЗАП- 30 PET соеРдннен с синхровходами регистров контрол  и знака и первого и второго триггеров управл ющих воздейст- ВИЙ, выходы которых соединены соответственно с .первым и вторым входами упсинхронизации , блок сравнени , первьй блок анализа состо ни , блок индикации , пульт управлени , узел пуска-останова , первьй сумматор, первую схему сравнени , регистры контрол  и знака, первый и второй триггеры управл ющих воздействий, первьй сумматор по модулю два, элемент ЗАПРЕТ и блок приращений, первьй, второй, четвертьй .и п тьй информационные выходы 5 равл ющих воздействий блока индикапульта управлени  соединены соответственно с первьм входом блока сравнени , информационным входом первого блока измерени  параметра, информационным входом блока приращени  и ий- 40 формационным входом блока синхронизации , первый и второй управл ющие выходы пульта управлени  соединены соответственно с первым и вторым входами узла пуС Ка-останова, выход которого соединен с первым управл ющим входом первого блока измерени  параметра и входом запуска блока синхронизации, первьй, а также третий выходы блока синхронизации соединены соответствен- но с вторым управл ю1 Ц1м входом первого блока измерени  параметра и первьм управл ю цим входом блока приращений, а также с управл ющим входом первой

ции, отличаю 14 еес  тем, что, с целью повьачени  надежности устройства и точности измерени , оно содержит второй блок измерени  параметра , блок формировани  знака параметра , второй блок анализа состо ни  элемент И, второй и третий сумматоры вторую схему сравнени , дешифратор, коммутатор и второй и третий суммато jfti по модулю два,.третий информацион ньй выход пульта управлени  соединен с информационными входами второго блока измерени  параметра, выход узла пуска-останова соединен с первым управл ющим входом второго блока измерени  параметра, первьй выход блок синхронизации соединен с вторым упра л ющим входом второго блока измерени параметра, с вторым входом второго

схемы сравнени , инверсньй выход ко-блока анализа состо ни  и первым вхг торой соединен с первьм входом первого блока анализа состо ни , подключенного вторым входом к первому выходу блока синхронизации, выход кода значени  °

дом элемента ЗАПРЕТ, второй выход блока синхронизации соединен с третьими управл ющими входами первого и второго блоков измерени  параметра.

параметра Первого блока измерени  параметра соединен с первым информационным входом первого сумматора, выход которого соединен с первым информационным входом первой схемы сравнени , первьй и второй выходы блока сравнени  соответственно соединены с информационными входами первого и второго

ходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами устройства, выход регистра контрол  соединен с вторым информационным входом первого сумматора и- с информационным входом блока индикации, первьй выход регистра знака соединен с первым входом знака блока индикации и первым входом первого сумматора по модулю два, пр мой выход которого соединен с управл ющим входом первого сумматора, второй выход регистра знака и выход первого блока анализа состо ни  соедине ны соответственно с вторым входом

ции, отличаю 14 еес  тем, что, с целью повьачени  надежности устройства и точности измерени , оно содержит второй блок измерени  параметра , блок формировани  знака параметра , второй блок анализа состо ни , элемент И, второй и третий сумматоры, вторую схему сравнени , дешифратор, коммутатор и второй и третий суммато- jfti по модулю два,.третий информацион- ньй выход пульта управлени  соединен с информационными входами второго блока измерени  параметра, выход узла пуска-останова соединен с первым управл ющим входом второго блока из . мерени  параметра, первьй выход блока синхронизации соединен с вторым управл ющим входом второго блока измерени  параметра, с вторым входом второго

дом элемента ЗАПРЕТ, второй выход блока синхронизации соединен с третьими управл ющими входами первого и второго блоков измерени  параметра.

третий выход блока синхронизации соединен с управл ющим входом второй схемы сравнени , выход кода значени  параметра первого блока измерени  па- раметра соединен с первыми информационными входами блока формировани  . знака параметра, третьего сумматора и коммутатора, выход которого соединен с информационным входом регистра конт рол  и младшими разр дами второго входа блока сравнени , старший разр д которого соединен с первым выходом регистра знака, вькод кода значени  параметра второго блока измерени  пара- метра соединен с вторыми информационными входами блока формировани  зна- ка параметра, третьего сумматора, коммутатора и первьм информационным входом второго сумматора, выход которого со.единен с первым ин- формационным входом второй схемы сравнени , выход регистра контрол  соединен с вторым информационным входом второго сумматора, выход первой схемы сравнени  соединен с первым входом дешифратора и первым управл ющим входим блока формировани  знака параметра, выход второй схемы сравнени  соединен с первым, входом второго блока анализа состо ни , вторым входом дешифратора и вторым управл ющим входом блока формировани  знака параметра , первьй и второй выходы знака первого блока измерени  параметра соединены соответственно с вторым входом первого суммато15а по модулю два, первым входом третьего сумматора по модулю,два, третьим информационным входом блока формировани  зна- ка параметра и с п тым информационным входом блока формировани  знака параметра , первьй и второй выходы знака второго блока измерени  параметра соединены соответственно с первым вхо- дом второго сумматора по модулю два, вторым входом третьего сумматора по модулю два, четвертым информационным входом блока формировани  знака параметра и с шестым информационным вхо- дом блока формировани  знака параметра , первьй и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами регистра знака, первьй выход которого со- единен с вторым входом второго сумматора по модулю два, первьй выход дешифратора соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ и вторым управл ющим входом блока приращений, выход которого соединен с вторым информационным входом второй схемы сравнени , второй, третий и четвертьй выходы дешифратора соединены соответственно с первым, вторым и третьим уп- равл юпдими входами коммутатора, выходы первого и второго блоков анализа состо ни  соединены соответственно с первым.и вторым входами элемента И, выход второго блока анализа состо ни  соединен с входом отказа второго блока измерени  параметра блока индикации , выход второго элемента И соединен с третьим входом дл  пуска-останова , входом отказа системы блока индикации и R-входами первого и второго триггеров управл ющих воздействий , пр мой выход второго и инверс- ньй выкод третьего сумматоров по модулю два соединены соответственно с управл ющими входами второго и тре- тьего сумматоров, i-й разр д выхода третьего сумматора соединен с- (1-1)-м разр дом третьего информационного входа коммутатора,

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что каждьй блок измерени  параметра содержит счетчик, схему сравнени , датчик параметра в виде генератора контролируемой частоты, элемент И, комбинацион- ньй сумматор, первьй и второй коммутаторы , информационньй вход блока соединен с первым входом схемы сравнени , первьй управл юидий вход блока соединен с входом запуска генератора контролируемой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, R-вход которого соединен с вторым управл ющим входом блока, третий управл ющий вход блока соединен с вторым входом элемента И и входом единичного переноса комбинационного сумматора, выход которого  вл етс  выходом кода значени  параметра блока, выход счетчика соединен с информационным входом первого коммутатора и вторым входом схе- мьц сравнени , первьй и второй выходы которой  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами знака блока, первьй выход схемы сравнени  соединен с управл ющими входами первого и второго коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с первым и

вторым входами комбинационного сумматора , а информационньпЧ вход блока соединен с информаиионнь м входом второго коммутатора.

3.Устройство по п. 1, о т л и чающе ес  тем, что блок синхронизации содержит первый и второй счетчики, генератор опорной частоты

с первого по третий элементы И и эле мент ИЛИ-НЕ, первьй управл ющий вход блока соединен с входом генератора, информационный вход блока соединен с информационным входом первого счетчика , выход которого соединен с вхо- дом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и  вл етс  вторы выходом блока, выход генератора опорной частоты соединен с вторыми входа ми первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с С-входом первого счетчика, первым входом третьего элемента И и первым выходом блока и со счетным входом первого счетчика, выход третьего элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и третьим выходом блок

4.Устройство по п. f, отличающеес  тем, что блок формировани  знака параметра содержит схему сравнени , первый и второй коммутаторы и первую и вторую группы элементоЪ И, первый, второй, третий, четвертый, п тый и шестой информационные входы блока соединены соответственно с первым входом первой группы элементов И, первым входом второй группы элементов И, первым информационным входом первого коммутатора, вторым информационным входом первого коммутатора, первым информационным входом второго коммутатора, вторым информационным входом второго коммутатора , первьй и второй управл ющие входы блока соединены соответственно с вторыми входами первой и второй групп элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым /и вторым входами схемы сравнени , пер

выи и второй вькоды которой соединены с у11равл ющи 1и входами соответственно первого и второго коммутаторов, выходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока.

5

o 5 0 0

5

0

5

0

5.Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю 1 д е ес  тем, что блок сравнени  содержит схему сравнени , элемент ИЛИ, первьй и второй сумматоры по модулю два, причем первьй и второй входы блока соединены с входами схемы сравнени , первый и второй выходы которой соединены с первыми сходами соответственно первого и второго сумматоров по модулю два, выходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока, выходы элемента ИЛИ соединены со старшими разр дами первого и второго входов блока, а выход соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров по модулю два.

6.Устройство по .п. 1, отличающеес  тем, что каждый блок анализа состо ни  содержит счетчик сбоев, первьй и второй элементы И, причем выходы первого элемента И соединены соответственно со счетным

и R-входами счетчика, выход которого соединен с выходом блока и с первыми входами первого и второго элементов И, а первый и второй входы блока соединены соответственно с вторыми и .третьими входами первого и второго элементов И.

7.Устройство по п. I, отличающеес  тем, что блок приращений содержит регистр, сумматор, первьй и второй элементы И, причем информационньй, первый и второй управл ющие входы блока соед11нены соответственно с первым входом сумматора , первыми входами первого и вторю- го элементов И, вторыми входами первого и второго элементов И, вь&соды которых соединены соответственно с

С- и R-входами регистра, выход которого соединен с вторым входом сумма- . тора, выход которого  вл етс  выходом блока и соединен с D-входом регистра.

Фие.2

52

ei

d)

79

36

S-fD

3S

5

6$

3 -оФиеЛ

С7

32

1

31

С.

95

2

Фие.З

гв

.б

5а/

Щ

105

50

S/

т

11

Tl

s

52

Фие.9

в

56

53

т

53

т

Фие. Ю