Устройство централизованного контроля Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 G06F11/07 

Изобретение относится к измерительным информационным системам и может использоваться в машинах центр лизованного контроля и регулирОВания, в частности для контроля работоспособности и регулирования сложных радиотехнических систем, содержа щих фиксированное число точек контроля. Известно устройство централизованного контроля -и регулирования, содержащее последовательно соединенные датчики, блоки унификации, циклический коммутатор, блок вычитания, а также подключенный через второй коммутатор к. выходам блоков унификации измерительный ключ, выход которого соединен с блоком обнаружения и регистрации отклонений, и, кроме того, блок задания установок номинальных значе ний параметров, выходы которого через третий коммутатор подключены к второму входу блока памяти, выход которого подключен к информационному входу измерительно го ключа 1} . Недостаток .устройства - низкое быстродействие, обусловленное последовательной дисциплиной опроса датчи ков контролируемых параметров, Наиболее близким к предлагаемому является многоканальное устройство централизованного контроля, содержащее в каждом канале последовательно со.единенные датчик, блок унификации блок вычитания, блок сравнения, элемент совпадения и подключеняда к выходу блока унификации измерительны ключ, управляющий вход которого подключен к выходу элемента совпадения а.также блок обнаружения отклонений входы которого соединены с выходами соответствугацих измерительных ключей блок задания номинальных значений па раметров, выходы которого подключены к вторым входам блоков вычитания, блок задания допустимых отклонений, выходы которого подключены к вторым входам блоков сравнения -соответст-вующих каналов, блок выбора канала, входы которого соединены с выходами соответствующих блоков вычитания, а выходы - с вторыми входами элементов совпадения 3 В известном устройстве принятй стратегия выбора канала по критерию максимального абсолютного отклонения нормализованного значения параметра от номинального, что снижает достоверность контроля. Пусть для i-ro и j-ro параметров объекта контроля (ОК) заданы номинальные значения и , которым с учетом линейного преобразования блоками унификации соответствуют значения o(x., Zg- « j, x.,j, где (У и 0 - масштабные коэффициенты соответствующих блоков унификации. Этим параметрам соответствуют свои поля допусков ± Д и -tuj, которым с учетом преобразования измеряемых параметров в блоках унификации соответствуют значения +Ai (Х;/А-). . /, . t Ц; - c.j lUj/. Пусть произошлоотклонение параметров от номинальныхзначений и при этом оказалось, что модуль абсолютного отклонения /Дг / /Zi,,.;.- z,; /больше модуля абсолютногоотклонения f I I. bz; 1 I I иэм j , oj и одновременно , a I Л z j I j & I , с этим |uz;| I u; игм j унифицированное где z,, . и z i-r.o и j-ro фактическое значение параметров. В этом случае, несмотря .на то, что j-й.параметр вышел из предела поля до пуска, измерительный ключ j-ro канала будет закрыт, так как на выходе элемента совпадения j-ro. канала, а следовательно, и на управляющем входе данного ключа, напряжени е управления отсутствует. Причиной этого является то, что управляющее напряжение на втором входе элемента совпадения j-ro канала отсутствует из-за того, что в блоке выбора канала возбуждается выход, соот-: ветствующий параметру, так как i-й параметр имеет большее значение абсолютного отклонения от своего номинального значения, чем j-й параметр. Несмотря на это на выходе элемента совпадения i-ro канала на- пряжение управления измерительньм ключом также отсутствует, так как на его первом входе отсутствует напряжение с блока сравнения из-за того, что i-й параметр находится в поле допуска. Ключ i-ro канала закрыт. Таким образом, информация ни об одном из параметров ОК на блок, обнаружения отклоне ний не выдается. Устройство сигнализирует об исправности ОК, что не соответствует (ействительности. Известное устройство имеет также ограниченные функциональные воз3. можности, что не позволяет осуществ лять качественной регулировки параметров. При этом под качественной регули . ровкой будем понимать выставление н минального значения параметра. При регулировке i-ro параметра, вьшедшего за поле допуска в момент,когда |uz;l |u, (т.е. на границе поля допуска), блок сравнения j-го канала прекращает возбуждать первый вход элемента совпадения j-ro канала, в результате чего измерительный КЛК1.Ч закрывается и информация о ре.гулируемом параметре на блок обнаружения отклонений не проходит, что делает невозможной дальнейшую регулировку. Если за пределы поля допуска вышло несколько.параметров, предположим, что это i-й и j-й, параметры причем оказалось, что (uz-| fu.zjf, ,то первым будет регулироваться i-й параметр, поскольку абсолютное его отклонение от номинального значения больше абсолютного отклонения j-ro параметра и в этом случае канал i-ro параметра будет подключен к блоку обнаружения, ртклонений, в результате чего становится возможным контроль его регулировки. При регулировке зна чение величины MZ уменьшается и наступает такой момент, когда будет вьшолняться условие: }й z; jij-fizj | и одновременно Uzj.|( В этой ситуации блок выбора канала осуществит в.ыбор j-ro канала, за счет чего канал i-roпараметра отключится от блока обнаружения . отклонений и на его место подключит ся канал j-ro параметра. При этом 1-и параметр окажется неотрегулированным и будет находиться за предел ми поля допуска. При дгшьнейшей регулировке такие автоматические переключения будут продолжаться, что создает большие неудобства в процессе регулировки О Таким образом, недостатками устройства является низкая достоверность контроля и отсутствие возможности качественной регулировки пара метров, вышедших за пределы допуска из-за ограниченных функциональных возможностей устройства. Цель изобретения - повьШ1ение дос товерности контроля и расширение функциональных возможностей устройства. , 8 Поставленная цель достигается тем, что в устройство централизованного контроля, содержащее коммутатор, задатчик допустимых значений, задатчик номинальных значений, индикатор отклонений и по числу контроли- руемых параметров N каналов, каждый из которых содержит датчик, подключенный выходом к входу блока нормализации, связанного выходом с первым входом первого блока вычитания и с информационным входом первого ключа, причем выходы первых ключей подключены к соответствующим входам индикатора отклонений, а выходы задатчика номинальных значений подключены к второму входу первого блока вь1читания каждого канала, введены элемент И, сигнальное табло и в каждый канал триггер, второй ключ, дифференцирующий элемент, нуль-орган и второй блок вычитания, подключенный первым входом к выходу первого блока вычитания и к входу нуль-органа, вторым входом - к соответствующему выходу задатчика допустимых отклонений, а выходом - к соответствующему информационному входу коммутатора,связанного соответствуняцим выходом - с единич-. ным ВХОДОМсоответствующего триггера,соединенного прямым выходом с управляющими входили первого и второго ключей и с соответствующим входом сигнального табло, инверсньЕм выходом - с соответствукяцим входом элемента И, а нулевым входом - с выходом второго ключа, связанного информационным входом с выходом дифференцирующего элемента, подключенного к выходу нуль-органа выход элемента И соединен с управляющим входом коммутатора. I На фиг. 1 представлена блоксхема устройства; на фиг. 2 - блоксхема коммутатора. Устройство (фиг. 1) содержит датчики 1 - Ijj, блоки 2щ нормализации, задатчик 3 номинальных значений, первые блоки 4, - 4ц вычитания, нуль-орган 5 - 5;, защатчик 6 допустимых отклонений, вторые 7rj вычитания, дщфференцирующие элементы 8|, элементы И 9, вторые ключи IQf- Ю, коммутатор 11, триггеры 12j, первые ключи 13.|ц, индикатор 14 отклонений, сигнальное табло 15. На фиг. 2 приведена структурная схема коммутатора 11,содержащего информационные входы 16,управляющий вход 17, третьи ключи 18, диоды 19, резисторы 20, операционный усилитель 21, инвертор 22, элементы 23 задержки, пороговые элементы 24, вторые дифференцирующие элементы 25 информационные выходы 26, Устройство работает следующим об разом. . - В исходном состоянии (соответствует исправному состоянию ОК) все триггеры 12 находятся в нулевом состоянии, высокие уровни потенциала их инверсных выходов одновременно подаются на N входы -элемента 9 И поддерживая на его выходе высокий уровень потенциала. Этот уровень потенциала, прикла дываясь к управляющему входу коммутатора 11 (блока выбора канала), разрешает его работ Низким уровнем потенциала с прямых выходов Т1зиггеров 12, приложенным к управляющим входам ключей 10 и 13, последние удерживаются в.закрытом состоянии. В задатчике 3 номинальных значений и в задатчике 6 допустимых откл нений, каждый из которых представляет собой набор из N делителей напряжения, установлены заданные зн чения 2(3 и (соответственно номинальные значения параметров и модули.значений симметричных полей допусков с учетом преобразования измеренных napaMeriiOB в нормализующих блоках 2, в качестве которых используются масштабные усилители) Значения величин z QJ поступают на вторые входы блоков 4 вычитания, а значения величин |Л | - на -вторые входы блоков 7. На выходе блока 7 сигнал отсутствует, так как, не вьшо няется условие 1 п -TVI -- . О Условие означает, что только при отклонении i-ro параметра за пределы поля допуска, т.е, при ll&z; I I i I , на выходе блока 7 появится номинальное значение относительного отклонения i-ro параметра равное |ь2;|-1&11 При отклонении i-ro параметра от номинального значения величины отклонения uz определяется i-м блоком 4 вычитания. Значение jbz| поступает на первьм вход блока 7, где производится вычисление относительного отклоненияЗначение величины Oj поступает на i-й информационный вход блока 11, Если одновременно с этим на j-й информационный вход блока 11 поступает значение (;. , то блок осуществл1яет выбор максимального из них (например, i-ro) и возбуждает тот и.з своих выходов, соответствует параметру с максимальным значением относительного отклонения от поля допуска, что приводит к изменению состояния и соответствующего триггера 12 (в i-M канале). Низкий уровень, который устанавливается при этом на инверсном выходе триггера 12, приводит к тому, что исчезает высокий уровень потенциала на выходе элемента И 9, в результате чего запрещается работа блока 11. Высокий уровень потенциала на прямом выходе триггера 12 открьшает ключи 10 и 13 и включает соответствующий транспарант в сигнальном табло 15, сигнализирующий о выходе из поля допуска i-ro параметра. Значение i-ro параметра с выхода соответствующего блока 2 нормализации через открытый ключ 13 поступает на соответствующий вход блока 14, представляющего собой стрелочный прибор с диодными цепями развязки. С выхода, i-ro блока 4 вычитания значения поступает также на вход нуль-органа 5, выполненного на компараторе. При проведении регулировки значение JAz;j уменьшается. В момент, когда |uzi| О, т.е. при завершении регулировки (реально, когда luz;) и„ор , где и„,р - порог чувствительности нуль-органа, обычно |Upoi3 j О, изменяется состояние выхода нуль-органа 5. Дифференцирование этого перепада дифференцирующим элементом 8 позволяет получить на выходе открытого второго ключа 10 импульс окончания регулировки, который переводит в исходное (нулевое) состояние 1-й триггер 12, в результате чего выключается

7

транспарант в сигнальном табло. Устройство переходит в исходное состояние. При вькоде из поля допуска какого-либо другого параметра ОК все указанные процессы повторяются.

Блок 1 работает следующим образом.

Наибольшее из всех подводимых по входам 16 напряжений, проходя через свой диод 19 и будучи приложенным к катодам остальных диодов 19, все их одновременно закроет, и, .пройдя .через операционный усилитель .2 Г и инвертор 22, будет приложено в качестве опорного к первым входам Пороговых элементов .24, выполненных на компараторах. Через открытые 8 исходном состоянии потенциалом с выхода логического элемента 9 И ключи 18, элементы 23 задержки, представляклцие собой LC-цепи, напряжения с выходов всех блоков 7 определения относительного отклонения поступают на вторые вхо ды пороговых элементов 24. Здесь задержка напряжений необходима для компенсации, во-первых, времени задержки максимального сигнала в элементах 20, 21 и 22, и,во-вторых, времени установления им порога в пороговых элементах 24. В результа647388

.те этого изменится выходное состояние только того порогового элемента 24, значения напряжений на входах которого совпадают по величине. Изменение выходного состояния порогового элемента 24 дифференцируется дифференцирукщим элементом 25, в результате чего на выходе 26, который соответствует каналу с максиtO мальным отклонением параметра, появляется импульс, переводящий соответствующий триггер 12 в единичное состояние.

)5 Таким образом, предлагаемое устройство в сравнении с прототипом повышает достоверность контроля и распшряет его функциональные возмсж кости, а S сравнении с базовым объёк20 том в качестве которого взята машина централизованного контроля Сокол, обеспечивает более высокое быстродействие при реакции на наиболее отклонившийся от поля допуска параметр ОК за счет обеспечения еГо количественного анализа, а также повьппает достоверность контроля за счет отбора для количественного анализа параметра с максимальным отно-

Q сительным отклонением от поля допуска.

УСТРОЙСТВО ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ, содержащее коммутатор, задатчик допустимых отклонений, задатчик номинальных значений, индикатор отклонений и по. числу контролируемых параметров N каналов, каждый из которых содержит датчик, подключенный вькодом к входу блока нормализации, связанного выходом с первым входом первого блока вычитания и с информационным входом первого.ключа, причем выходы первых ключей подключены к соответствующим входам индикатора отклонений, а выходы задатчика номинальных значений подключены к второ.му входу первого блока вычитания каждого канала, отличающ е.е с я тем, что, с целью повыщения достоверности контроля и расширения функциональных возможностей .устройства, в него введены элемент И, сигнальное табло и в каждый канал - триггер, второй ключ, дифференцирующий элемент, нуль-орган и второй блок вычитания, подключенный первым входом к выходу первого блока вычитания и к входу нуль-органа, вторым входом - к соответствующему вьг ходу задатчика допустимых отклонений,а выходом - к соответствующему информационному входу коммутатора, связанного соответствующим выходом с единичным входом соответствующего СЛ триггера, соединенного прямым выходом с управляющими входами первого и второго ключей и с соответствуницим входом сигнального табло, инверсным выходом - с соответствующим входом элемента И, а нулевым входом - с выходом второго ключа, связанного информационным входом с выходом дифференцирующего элемента, подключенного к выходу нуль-органа, выход элемента И соединен с управляющим входом коммутатора.

сриг,1