Устройство для контроля и регистрации технологических параметров Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации технологических процессов.

Известно устройство для контроля и регистрации параметров, содержащее многоканальный аналого-цифровой преобразователь, устройство обнаружения отклонения параметров от нормы, устройство управления регистратором, блок индикации, блок соотношения параметров 1 J.

Недостатком данного устройства является структурная и конструктивная сложность его реализации. Кроме того, устройство имеет недостаточно широкие функциональные возможности, не позволяющие осуществить комплексную автоматизацию технологических процессов при динамических возмуще ниях в условиях электромагнитных помех .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устро ство для контроля и регистрации парметров, содержащее задающее устройство, коммутатор с управляюш м устройством, устройство обнаружения отклонения параметров от нормы, содержащее усилители и переключающие устройства с выходом на устройство управления регистратором и на устройство управления исполнительными механизмами С2 J.

Недостатком известного устройства является узкая область в применении, так как оно измеряет и регулирует технологические параметры с математическим ожиданием, равным номинальному значению параметра, ил поддерживает их в пределах минимального и максимального допуска и не может управлять технологическим процессом при динамических возмущениях параметров либо зашумленной информации в условиях электромагнитных помех.

Цель изобретения - расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля и регистрации технологических параметро содержащее блок задания величины отклонения контролируемого параметр выходом соединенный с входом аналого-импульсного преобразователя, блок управления регистратором, блок управления исполнительным механизмом и два канала преобразования сиг19602

налов, каждый из которых содержит усилитель, первый переключатель, выХС1Д которого соединен с управляющими входами блока управления регистратором и блока управления исполнительным механизмом, введены второй переключатель, первый формирователь импульсов, а в каждый канал преобразования сигналов - второй и третий 0 формирователи импульсов, деишфратор и селектор, вход которого соединен с выходом усилителя, первый и второй выход селектора соответст ует через второй и третий формирователи импульсов подключены к входам деишфратора, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входа ми первого переключателя, входы усилителей обоих каналов преобразования соединены с выходом второго

переключателя, первый информационный вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, второй информационный вход - с выхо- дом аналого-импульсного преобразователя, управляющий вход второго переключателя и вторые входы селекторов являются управляющими входами устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства-, на фиг. 2 - пример реализации селекторов; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства в режиме контроля аналогового дискретно

с постоянным шагом варьирующего

значения параметра; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства в режиме контроля отклонения параметра от нормь.

Устройство содержит (фиг. 1) блок I задания величины отклонения контролируемого параметра, аналого-импульсный преобразователь 2, второй переключатель 3, первый формирователь 4 импульсов, каналы 5 и 5 преобразования сигналов.

усиййтели 6 и 6, , селекторы 7 и 7, вторые формирователи 8 и 8 импульсов, третьи формирователи Ч и 9, импульсов, дешифраторы 10 и Ю , первые переключатели 11 и 1 1 , блок

12управления регистратором, блок

13управления исполнительным механизмом, а также (фиг. 2) резисторы

14 - 16, триггеры 17 и 18 Имидта, информационный вход 19, управляющий вход 20, первый выход 21, второй выход 22. 3 Аналоговые дискретно с постоянным шагом варьирующие значения параметров могут быть, например, выходом цифроаналоговых преобразователей. Первый формирователь Д импульсо может быть выполнен в виде диффере цирующей цепочки. Усилители 6 ч 6 могут быть выполнены на операционных усилителях с полупроводниковым диодом в цепи обратной связи. Усилитель 6 обеспечивает усиле ние только положительных импульсов усилитель 6 - только отрицательн Селекторы 7 и 1 работают со следующей логикой на выходе 21: О Хд i X На выходе 22: ( , где Хп - пороговое значение, уста навливаемое на управляющ входе 20 селекторов. . , где Xg - значение параметра на вх де усилителяi К - коэффициент усиления уси лит ел я-, ДЛ; - значение измеряемого пар метра, получаемое в зави симости от режимов работы устройства, либо на выходе первого форт трова ля 4 импульсов, либо на выходе аналого-импульсно преобразователя 2. Вторые формирователи 8 и 8 у рачивают импульс до необходимой длительности и могут быть реализованы на типовом одновибраторе. Третьи формирователи 9 и импульсов могут быть реализованы на двух последовательно соединенны одновибраторах, причем первым одно ратором формируется импульс, соответствующий половине исходного импульса (по переднему фронту), а вторым одновибратором - по заднему фронту входного импульса формируется короткий импульс. Дещифраторы 10 и 10j реагируют только на комбинации 01 и 11, прич при первой комбинации вырабатывается сигнал Логической 1 на пе 604 вых вр ходах, при второй - на вторых выхода ; депгифраторов. Устройство работает следующим образом. Например, переключатель 3 (фиг.1) установлен в положении контроля аналогового дискретно с постоянным шагом варьирующего значения параметра. В селекторах 7 и 7. установлено пороговое значение x, Kdx , где лх /х,. - Хо.. I - шаг дискрети 3 1 ЧГ -1 I зации параметра; - - значение параметра на j-том уровне , Ubi значение параметра на предыдущем уровне . Аналоговая дискретно с постоянным щагом варьирующая величина х поступает на вход формирователя 4, которая формирует дельта-импульс, равный по амплитуде величине изменения анализируемого сигнала 4Xj (фиг. 3). Дельта-импульс, равный по амплитуде ДК;, через один из входов переключателя 3 поступает на объединенный вход каналов 5 и Sj, на вход усилителей 6 и 6, которые усиливают соответственно положительные и отрицательные импульсы, вырабатываемые формирователем 4 в зависимости от знака производной функции изменения параметра. При поступлении дельта-импульса, соответствующего положительному изменению параметра, и с амплитудой, не превышающей порогового -значения, с выхода селектора 7 снимается комбинация 01, Которая,проходя через формирователи 8 и 8,j, поступает на вход дешифратора, который вьфабаты- вает сигнал, который свидетельствует об истинности изменения параметра. Сигнал далее поступает на вход переключателя 11, который в данном случае дает разрешение на запись очередной информации посредством блока управления регистратором и выработку управляющего воздействия блоком управления исполнительным механизмом. При появлении сбоя или ошибки, обусловленной влиянием сторонних возмущающих воздействий, на выходе фор мирователя 4 появляется соответствующий импульс. Рассматривают работу устройства при информации, поступающей при переходе от ошибки к истинному (фиг.З В этом случае появляется отрицатель ный импульс, который поступает чере переключатель 3 на вход каналов 5 проходя через усилитель 6 далее поступает на вход селектора 1 , На выходе селектора 7,, имеем комбинацию 11 (согласно логике его работы). Для однозначного определе ния их состояния они подвергаются формированию формирователями 8 и Q, а именно импульс, проходя чере формирователь 8, преобразуется в импульс определенной длительности, а импульс, проходя через формирова тель 9 , преобразуется в короткий импульс, т.е. на входах дешифратора 10 имеется следующая смена сос тояний: 00-1 О- 1 1 О, и на втором выходе дешифратора 10jпоявляется импульс, свидетельствующий о ложно ти информации, который поступает на управляющий вход переключателя который вьщает сигнал запрещения н использование информации посредством блока 12 для определения управляющих воздействий. Рассматривают работу устройства в другом режиме. Переключатель 3 находится в по,ложении контроля параметра, изменяющегося в окрестности Хд. В селектор 7 устанавливается порого значение х„аК1х„-х.. в селекто Н макс I значение х ;: К н где x.v, - номинальное значение параметраммакс максимальное значение отклонения параметра; X - минимальное значение параметра отклонения. Fla один из входов блока 1 подается текущее значение параметра, а на доугой - номинальное значение х„. а выходе блока 1 определяется разность между номинальным и текущим значением параметра Дх так, что всегда известна величина отклонения параметра от нормы и знак отклонения. Аналоговый цифровой преобразователь формирует на выходе импульсы длительностью соразмерной дельтаимпульсов и амплитудой / . При приходе импульса с амплитудой большей Л ) на выходе се лектора формируется комбинация 11, которая поступает на вход дешифратора. Дешифратор Ю -вырабатывает сигнал по второму выходу, который выдает в данном случае сигнал блоку 13 на выработку управляющего воздействия. Если же поступает импульс Хр , то в зависимости от полярности переключатели 11 и 11. выдают сигнал блоку 12, по которому исполнительные механизмы не вмешиваются в работу. Таким образом, предлагаемое устройство для контроля и реализации параметров позволяет управлять технологическим процессом при различных входных параметрах и при наличии динамических возмущений и помех, вызванных сильными электромагнитными полями. iU, 0uz.2 щ

Вход Хд формыро§ате/1я

Ощ.ибки

ЛХ;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И РЕГИСТРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, содержащее блок задания величины отклонения контролируемого параметра, выходом соединенный с вхо дом аналого-импульсного преобразователя, блок управления регистратором, блок управления исполнительным механизмом и два канала преобразования сигналов, каждый из которых содержит усилитель, первый переключатель, выход которого соединен с управляющими входами блока управления регистратором и блока управления исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй переключатель, первый формирователь импульсов, а в каждый канал преобразования сигналов - вто рой и третий.формирователи импульсов, дешифратор и селектор, вход которого соединен с выходом усилителя, первый и BTOpofi выход селектора, соответственно через второй и третий формирователи импульсов подключены к входам дешифратора,. первый и второй выходы которого (Л соединены с управляющими входами первого переключателя, входы усилителей обоих каналов преобразования сигналов соединены с выходом переключателя, первый информационный вход которого соединен с выходом первого формирователя имО) пульсов, второй информационный входс выходом аналого-импульсного преобразователя, управляющий вход втоQD О рого переключателя и вторые входы селекторов являются управляющими входами устройства.

Выход формироёате/ Я

Выход 1/силителя 6i

Fn

Wi

Фиг.З

JTL

У Уп)

t

JTL

t

ТП П

t

У|) /

t

5i

U

и