Устройство контроля датчиков Советский патент 1984 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике ч может быть использовано в контрольно-диагностических системах, а применение Flaибoлee целесообразно для контроля датчиков в системах управления быстротекущими процессами, например, в нрокатном производстве.

Известно устройство диагностики релейно-контактных схем, содержащее эталонный блок, блок сравнения, блок индикации, задатчик сигналов, блок задержки с крммутатором, элементы гальванической развязки, узлы памяти с электронными ключами иа входах, элемент НЕ, соединенный с выходом блока задержки, подключенный к одному из входов узла памяти неносредственно, а к другому - посредством упомянутоги элемента НЕ 1.

Область применения данного устройства ограничена, так как оно разработано применительно к диагностике релейно-контактных схем и, кроме того, необходимость в каждом такте поочередного подключения контролируемых наборов к блоку сравнения не позволяет в каждом конкретном моменте времени оценить состояние всей системы в целом.

Известно устройство для диагностики систем управления, которое включает блок формирования тактов, преобразователь кода, дeиJифpaтop, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, распределитель и второй элемент ИЛИ, а также третий элемент ИЛИ, первый ключ и реле времени, подключенное выходом к первым входам блоков регистрации и индикации, элемент НЕ, элемент памяти, второй ключ и формирователь импульсов, выход которого соединен с входом реле времени, первый вход - с выходом второго элемента ИЛИ и с управляющим входом дешифратора, а второй вход - через второй ключ с первым входом устройства и с первым входом первого элемента ИЛИ, соединенного вторым входом через-первый ключ с вторым входом устройства и через элемент памяти с вторым входом блока индикации, а третьими входами с первыми выходами дешифратора, информационные входы которого подключены к выходам преобразователя кода, а вторые выходы - к вторым входам блока регист рации, причем первые выходы распределителя соединены с входами блока формирования тактов, а второй выход - с третьим и через элемент НЕ с четвертым входом блока индикации, кроме того, устройство содержит диагностируемую систему, блок формирования последовательности сигналов, поступающих на вход диагностируемой системы, блок анализа отклика данной системы на «активный сигнал, поступивший на ее входы. В случае обнаружения неисправности в диагностируемой системе индицируется характер неисправности и место .ее возникновения. В этом случае для прохождении контроля необходимо подать входное воздействие на вход «Продолжение контроля и т. л. |2|.

Недостатком этого ycTpoiicTisa является нeoб.x(JДИмocть отключения диагностируемой системы от упрар ляемого ею процесса для обеспечения подачи на ее вход, сформированного устройством управляющего во.здействия.

Наиболее близким по технической сути к изобретению является устройство для контроля обтэектов, содержащее коммутатор, соединенный с блоком управ;1е1П1Я, блоком вычитания, второй вх(.)д которого соединен с ладатчиком, блок пороговых элементов, выход которого подключен к регистру, и блок памяти (3).

Недостатком известного устройства является то, что в нем отсутствует возмож-ность контроля отиосителр.ного приращения каждого параметра за и.к.1 опроса.

Целью изобретения яв.пястся расширение функциональных возмож)остей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля датчиков, содержащее коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, выход соединен с первыми входами первого блока вычитания и блока памяти, блок управления, вход которого соединен с первым входом устройства, блок пороговых элементов, вход которого соединен с выходом первого б.юка вычитания, а П1)1ходы - с первыми входами блока регистрации, задатчик, выход которого подклк чен к второму входу первого блока вычитания, з также третий пороговый элемент, выход которого подключен к второму входу блока регистрации, введены второй блок вычитания, блок жду.шнх мультивибраторов и элемент И, выход которого подключен к третьему входу блока регистрации, а входы - к выходам блока ждущих мультивибраторов, пход которого подключен к выходу второго блока вычитания, первый вход которого соедипе) с выходом блока памяти, второй вход - с выходом коммутатора, выходы блока управления соединены с соответствующими адресными входами блока па.мяти, коммутатора, задатчика, блока регистрации и блока ждущих мультивибраторов.

На чертеже представлепа блок-схема устройства.

Устройство содержит датчики I, коммутатор 2, первый блок 3 Fiычитaиия, первый и второй пороговые элементы -4 и 5, задатчик 6, блок 7 управлспия, блок 8 памяти, второй блок 9 вычитапия, третий пороговый элемент 10, блок 11 ждущих мультивибраторов, элемент И 12 и блок 13 регистрации.

Устройство работает с.юдуюшим образом.

В реальном масштапе времени в процессе функцион11роиа1П я ооъгктл, оснащенного аБтоматизи)ов;п1И()Г| сштемой управления, технологическим процессом осуществляется KOtiTpcMh работоспособности и соответственно показаний датчиков, которыми оснащен объект.

По изменению состояния нервого датчика включается блок 7 управления, который поочередно подключает датчики через коммутатор 2 к первому блоку 3 вычитания. В блоке 3 формируется разность между значением сигнала от датчиков и от задатчика б.

Если принятый параметр не соответствует минимальной величине (выходит -за допустимое значение как по минимуму, так и по максимуму), т. е.

,

где YJ -текущее значение параметра; jvi -соответственно минимальное и

максимальное его значение,

то в этом случае через пороговые элементы соответственно 4 и 5 в блок 13 регистрации по соответствующему адресу выдается сообщение и неисправности датчика.

Пороги срабатывания пороговых элементов задаются заранее.

Второй блок 9 вычитания позволяет следить за изменением абсолютной величины параметра (т. е. за приращением) на каждом шаге контроля.

Для этого блоком 8 памяти осуществляется запоминание параметра на предыдущем шаге контроля.

Значение данного параметра сравнивается с его значением в последующем шаге и, если его приращение4у/болыие допустимой величины по модулю, т. е.

1АУ,,

где К -- допустимое значение приращения параметра, то третьим пороговым блоком 10 вырабатывается сигнал о сбое данного датчика, осуществляется регистрация его но соответствующему адресу блоком 13 регистрации.

При помощи блока 11 ждущих мультивибраторов и схемы И 12 осуществляется контроль за последовательностью «срабатывания датчиков по мере продвижения изделия по технологической линии (например.

полосы HpoKiiTijiBaoMoro мо.чл.м) ш мести установки нервого датчика яо упановки последнего датчика, контролируом-ых данным ycTpoiicrnoM.

На выходе схемы И 12 сигнал о сбоиной ситуации или отказе датчика ноивляетсн лин1ь в том случае, если на данном mate конт)().чя в устройстве посгупает сигнал в нужный промежуток времени, хотя бы от одного из контролируемых датчиков, т. с. не ностунает сигнял из второго блока 9 вычитания, таким образом здесь реализуется функция

)Ci-T{AdiCj-tj,A,..., ctxn. л dx,

п

где (1з1:1,-.Дх„-изменение сигнала первогои последнего датчиков на контролируемой технологической линии;

tij-. -величина времени задержки сигнала на величину запаздывания, связанного со скоростью прохождения объекта по технологической линии. Включение в устройство контроля датчиков в автоматизированных системах управления технологическим процессом коммутатора, блока запоминания, блока задания, BTOpoiO блока вычитания, схемы И и блока ждущих мультивибраторов, соединенных между собой и с блоком задатчика датчиками объекта управления, а также с пороговыми блоками и блоком управления, позволило контролировать как сбои, так и отказы датчиков. Отказ - это состояние датчика, при котором постоянно отсутствует или присутствует сигнал. Сбои - это изменение длительности сигнала, запаздывание, погрешность сигнала больше допустимой, невыполнение логических условий.

Таким образом, осуществление в предjlaraeMOM устройстве контроля за абсолютной величиной параметра в реальном масштабе времени функционирования объекта, его приращением и последовательностью изменения значения параметров в зависимости от скорости продвижения по технологической линии изделия позволило резко повысить достоверность контроля датчиков но сравнению с известным.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДАТЧИКОВ, содержащее коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, а выход соединен с первыми входами первого блока вычитания и блока памяти, блок управления, вход которого соединен с первым входом устройства, блок пороговых элементов, вход которого соединен с выходом первого блока вычитания, а выходы - с первыми входами блока регистрации, задатчик, выход которого подключен к второму входу первого блока вычитания, и также третий пороговый элемент, выход которого подключен к второму входу блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй блок вычитания, блок ждущих мультивибраторов и элемент И, выход которого подключен к третьему входу блока регистрации, а входы - к выходам блока ждущих мультивибраторов, вход которого подключен к выходу второго блока вычитания, i первый вход которого соединен с выходом блока памяти, второй вход - с выходом (Л коммутатора, выходы блока управления соединены с соответствующими адресными входами блока памяти, коммутатора, задатчика, блока регистрации и блока ждущих мультивибраторов. 00 СО О5 со