Измерительное устройство с самоконтролем Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

1

изобретение о 1 оситс;н к автоматике н вычислительной технике и может быть использовано в -цифровых управ- ; Я С1цжг комплексах для контроля и уп- равлкиия, нанримерз тештературным р ежимом п

Цель изобретения - повышение дос- товериссти контроля

реализуемой в данном устройстве дисцЦ|7 - ины контроля состоит Б следующем:,, 1 1оскс-льку при периодическом контроле пнерционнс о объекта может бьп ь эь чпслано мг-ксимгшьпое внячеи 16 нз ;енения его параметра Л„,. то 15 случае, если между двуг-ш то каг-пт ко троля за зремя Г конт- po.nKDyet- r-if; наппмгтр и меннлся на величину |ui -Д.,,,д.... , может быть сделан вь вол, о сбое :R рабоТ В устройства контроля. Если же такая: ситуация новтоярется в течение нескольких циклов контроля 5 то делается выход об отказе устройства..

На фиг, 1 приведена функциональная схема з стрсйства; на фиг, - функциональные схемы распределителя имнульсов,-, пульта управления, блока и - дикан,ии,, сумматора н первого блока срав11:ения соответственно,.

Устройство содержит распределител 1 импульсов, нервьй делителхз 2 частоты включающи14 счетчик 3, схему 4 сра.внения я одновибратор 5, второй делитель 6 истоты,, содержащий счетчик 7; схему 8 сравнения и одновибра тор 9„ нульт lO управления, блок 11 1н-1днкг1.ции5 счетчик 12 контроля, счетчик 13 сбоев; регистр 14 контроля, регистр 15 знака5 сумматор 16, преобразователь 17 двоичного кода в десятичныйэ первьй 13 м второй 19 блоки срсшпения, триг:гер 20 пуска, керзьй 21 :й зторой 22 григгеры режи- 1ча, лервьй 23 и второй 24 триггеры зплка, первый 25 и второй 26 тригге- ры у11равля1оп ,их воздействий, ген€;ра- торы контролируемой 27 и опорной 28 частот,, с первого по восьмой элементы И 29-36„ элемент 37 сум14ирования по модулю два, с первого по четвер- тьга элементьз ИШ 38--ч1, первьй 42 и зторол 43 однозибраторы, первый 44 к :8торой 45 выходы устройства, с пэрвол о по третий выходы 46-48 распределит спя 1 импульсов, :8ыход 49 B lCpcro б делителя ла.стоты, с первого го четвэртык инфср чациокные :зы:хо- пы 50--53 пульта учрйв,пения, пер:в 5Й

2г

(Пуск) 54 и второй (Останов) 55 управляющие выходы пульта 10 управ- ления, выходы 56-58 счетчика 12 контроля., счетчика 13 сбоев и регистра 14 контроля соответственно, первы 59 и Еторой 60 выходы регистра 15 знака,выход 61 преобразователя 17 двоичного кода в десятичньш, первый 62 и второй 63 выходы второго блока 18 сравнения, единичные выходы 64 и 65 первого 23 и второго 24 триггеров знака соответственно, выход 66 генератора 28 опорной частоты, вькоды 67 и 68 первого 29 и четвертого 32 элементов И соответственно, выход 69 элемента 37, счетчик 70, дешифратор 71, триггер 72, первая группа выключателей 73.1-73,К, вторая группа выключателей 74,1-74uL, третью группу выклй чателей 75.1-75.М, четвертую группу выключателей 76.1-76.N, управляющие выключатели 77.1 и 77.2, генератор 78 Единицы, первый 79 и второй 80 элементы индикации, группу элементов ,R индикации, третий 82 и четвертый 83 элементы инди- кации,, триггер 84, первый 85 и второй 86 коммутаторы, схему 87 сравнения, первьй 88 и второй 89 элементы ИЛИ, комбинационный сумматор 90, схема 91 сравнения, первый 92 и второй 93 элементы суммирования по модулю два, элемент И 94, знаковые разряды 95 и 96 соответственно первого и второго информационных входов блока 18 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

С пульта to управления задаются цифровой код, соответствующий требуемому значению контролируемого параметра NJP (выход 50), цифровой код N, определякиций период следования импульсов на выходе делителя 6 частоты (выход 53), цифровой код N, соответствующий числу импульсов, которое должен вьщать генератор 27 при частоте f , соответствующей нулевому значению параметра за интервал времени, определяемый кодом К (выход 52), и цифровой код Np, определяющий максимал:ьную разность между двумя соседними значениями контролируемого парам:етра (выход 51). Значения N, NO и Np задаются, исходя из следующих расчетов.

Так как частота импульсов, формируемых генератором 27 (характеризую31

щее значение контролируемого параметра) , определяется выражением f f +oLt, то за время Т генератор 27 сформирует N N импульсов, где N ft, NO fc,t . Если выб- рать t 1 /oi, то NO Nj, + t и t

N - NO .

Из этого следует, что код N должен быть выбран таким, что период следования импульсов на выходе дели- теля 6 кратен L 1/о „ Тогда разност между числом .импульсов N - N, сформированных генератором 27 за это время, кратна истинному значению ;- контролируемого параметраt ,

Код Кр определяется техническими характеристиками устройств, подключенных к выходам 44 и 45 устройства и управляющих изменением контролируемого параметра по сигналам устройст- ва, и выбирается максимально возможным.

Работа устройства начинается по сигналу Пуск, формируемому оператором с пульта 10 управления. Этот сигнал поступает на вход S триггера

20,которьй устанавливается в единиц и запускает генераторы 27 и 28, На счетный вход счетчика 7 начинают поступать импульсы с выхода 66 генера- тора„ 28. При поступлении на вход делителя 6 числа импульсов, равного

NO, на его выходе 49 появляется импульс, которьй проходит на выход 46 распределителя 1 импульсов, а дели- тель 6 начинает повторньй отсчет интервала, определяемого кодом N с выхода 53 пульта 10 управления. Этот импульс подтверждает исходное состояние триггеров 23 и 24 и счетчика 12 и устанавливает в единицу триггер

21,который открывает элемент И 29 и импульсы, формируемые генератором 27, начинают поступать на вход делителя 2. В дальнейшем работа устройст ва зависит от знака контролируемого параметра.

При положительном значении параметра частоты генератора 27 f f, следовательно, число N., импульсов будет сформировано генератором 27 за время Т it т.е. импульс на выходе 48 делителя 2 появляется раньше, чем импульс на выходе 49 делителя 6. Импульс с выхода 48 делителя 2 сбрасывает триггер 21, которьй закрывает элемент И 29. Одновременно этот импульс проходит на вход С

1124

триггера 22 и вход S 23. В результате оба триггера переходят в единичное состояние. Триггер 23 зафисирует знак плюс контролируемого параметра, а триггер 22 открывает элемент И 30, в результате чего импульсы с выхода генератора 27 начинают поступать на вход счетчика 12. По окончании интервала времени, кратного f , делитель 6 формирует импульс который проходит на выход 47 распределителя 1 импульсов. Этот импульс через элемент ИЛИ 39 также проходит на вход С триггера 22 и возвращает его в нулевое состояние. Триггер 22 закрывает элемент И 30, в результате чего в счетчике 12 записано число, кратное значению контролируемого параметра.

Высокий потенциал с инверсного вы 5:ода триггера 22 поступает на вход одновибратора 43, которьп сформирует импульс. Этот импульс проходит через элементы ИЛИ 41 и И 36 на входы С регистров 14 и 15 и триггеров 25 и 26.В результате этого в регистр 14 записывается значение контролируемого параметра, в регистр 15 - код знака параметра, а в триггеры 25 или 26 - управляющее воздействие, которое сформировано блоком 18 сравнения Если значение параметра меньше требуемого, то в единицу устанавливается триггер 26 и на выходе 45 устройства появляется единичный сигнал. В противном случае в единицу становится триггер 25 и единичньй сигнал появляется на выходе 44 устройства.

С выхода регистра 14 код параметра через преобразователь 17 поступает на индикацию, а с выхода регистра 1 5 в блок 11 индикации поступает код знака параметра.

При отрицательном значении параметра частота генератора 27 f f. В результате этого импульс на выходе 47 распределителя 1 появляется раньше импульса на выходе делителя 2. Он проходит на вход С триггер 22 и вход S триггера 24.

Триггер 24 фиксирует знак минус параметра, а триггер 22 открывает элемент И 30 и счетчик 12 начинает считать импульсы генератора 27. Когда на делитель 2 поступает число импульсов, равное NQ, он выдает импульс, который проходит на вход С триггера 22 и возвращает его в ноль,.

Триггер 22 закрывает элемент И 30 и поступление kNmynbcoB на счетчик 12 п 5екращается в В результате этого на счетчике 12 оказывается число, равное разности N - N,, т,е„ кратное значению контролируемого параметра., В дальнейшем работа элементов устройства аналогична.

При нулевом значении параметра за время (Г на вход делителя 2 поступает К,, импульсов В результате этого импульсы на выходе делителя 2 и на выходе 47 распределителя 1 появляются одновременно Они поступают на входы элемента И 33; которьш выдает импульс на вход одновибратора 42, Последний формирует импульс на входы R триггеров 22-24, в результате чего они остаются в нуленюм состоянии,. Одновременно этот импульс через элементы ИПИ 41 и И 36 проходит на входы С регистров 14 и 15 и триггеров 25 и 26 о В результате я регистры 14 и 15 записывается код нулевого значения параметра,, а в триггеры 25 26 - необходимые управляющие сигналы., сфорг-дарованные блоком 18 сравнения.

Очередной Ш Ш ульс, сформированньш делителем 6, переводит счетчик 70

в следующее состояние, Ьм(фиГс,

кость счетчика 70 определяется необходимым интервалом между двумя очередными циклами контроля и управле- ния. В качестве примера показан двух- разрядньш счетчик 70,, которьш обеспечивает интервал между циклами конт- )оля, равный ЗТ . Четвертый по счету импульс., сформированный делителем 6,, проходит на четвертый выход дешифратора 71 и. устанавливает триггер 72 в единичное состояние.. По заднему фронту этого импульса счетчик 70 возвращается в исходное состояние, после чего распределитель 1 импульсов готов к очередному циклу конт- ро.яя. Единичный сигнал- с выхода триггера 72 поступает на выход 48 распре- делите:5Я 1 и далее на управляющий вход блока 19, разрешая его работу Благодаря этому после окончания первого цикла контроля включаются в работу средства самоконтроля работы устройства о

Очередной импульс сформирован-- ньш делителем 6, проходит на выход 46 распределителя 1 и устройство начинает очередной цикл контроля параметра По окончании этохч) цикла, которьй выполняется ана.погкчно опи- санномуу в счетчике 12 записаь о очередное, значение контролируемого параметра, в триггерах 23 и 24 - код знак.а параметра, а на выходах блока 18 сравнения - значения управляюцу х сигна.чов,

Знг1чение параметра с выхода счет- чика 12 поступает на вход сумматора 16; а ка другой его вход - предьщу- ш.ее значение параметра хранящееся в регистре 14, Одновременно на входы элеметгта 37 поступают знаковь е разряды очередного и предыдущего значений параметра., Если зпаки одинаковы, то на управляюи ий вход сумматора 16 поступает нулевой сигнал, в противном случае - единичньш, Сз мматор 16 определяет разность соседних значений контролируемого параметраi.

Блок 19 производит сравкение этой разности с предельным значением Np,

заданным с пульта 10 управления о Ес- ли полученная разность ме;ньше N , То блок 19 выдает единичньш сигнал, который открьшает элемент И 36 и им- пульс с выхода элемента ЙЛй 41 переписывает в регистры 15 и 14 и триггеры 25 н 26 результаты очередного контроля параметра.

Если же в результате сбоя 1-ити от- каза устройства разность соседних значений параметра пр евышает К, , то ,на вь ходе блока 19 имеется ноль. Этот сигнал закрьшает элемент И 36 и открывает элемент И 32, В результа- те этого импульс с выхода элемента Ш1И 41 проходит на счетный вход счет- чр1ка 13, а также в блок 11 индикадии, сигнализируя о сбое устройства, Ис- кажсенные в результате сбоя значения параметра и управляюпшх сигналов не записаны в регистры 14 и 15 и триггеры 25 и 26.

Если в йледуюп1ем цикле измерения разность, вычисленная сумматором 16, не превыш:ает предельной (Np) , то очередной импульс зАпишет измеренное значение параметра в регистры 14 и 15э управляющие сигналы в триггеры 25 и 26 и сбросит в ноль счетчик 13„

Если же в устройстве произошел отказ,, то подряд в течение нескольких циклов контроля в системе будет

зафиксирован сбой. В результате этого счетчик 13 последовательно переходит в следующие состояния и если это число достигает некоторого, на- перед заданного, счетчик 13 выдает единичный сигнал на выходе 57, сигнализируя об отказе устройства. Этот сигма) поступает в блок 11 индикации закрывает элементы И 31 и 32 и сбра- сывает в ноль триггер 20 пуска, прекратив тем. самым далннейшую работу устройства.

Устройство может быть отключено также по команде оператора с пульта 10 управления нажатием кнопки Стоп 77.2 (фиг. 3).

Формула изобретения

Измерительное устройство с самоконтролем, содержащее пульт управления, генератор опорной частоты, первьш делитель частоты, первьй бло сравнения, блок индикации, генератор контролируемой частоты, подключенньм выходом к первым входам первого и второго элементов И, распределитель импульсов, соединенньй первым выходом с установочным входом счетчика кон роля, отличающееся тем, что, с целью увеличения достоверности контроля, в него введены второй делитель частоты, счетчик сбоев, сумматор, регистр контроля, регистр знака, первый и второй триггеры режима, первый и второй триггеры знака, первый и второй триггеры управляющих воздействий, второй блок сравнения, преобразоват ель двоично го кода в десятичный, с третьего по восьмой элементы И, четыре элемента ШШ, элемент суммирования по модулю два, два одновибратора, триггер пуска, соединенный выходом с управляю щими входами генераторов контролируемой и опорной частот, а управляющим и сбрасывающим входами - соответственно с выходом Пуск пульта управления и выходом первого элемента ИЛИ, связанного первым входом с выходом Останов пульта управления, вторым входом - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом блока индика- ции и выходом счетчика сбоев, подключенного установочньгм входом к выходу третьего элемента И, счетным вхо.-

п-

5 , О

15

20

30

j55

40

45

дом - к второму .входу б.пока индикации и выходу четвертого элемента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого элемента ИЛИ и первым входом восьмого элемента И, третьим входом - с выходом второго блока сравнения и вторым входом восьмого элемента И,связанного выходом с вторым входом третьего элемента И,с тактовыми входом регистра контроля и регистра знака и с тактовыми входами первого и второго триггеров управления, подключенных выходами соответственно к первому и второму управляющим входам устройства, информационными входами - соответственно к первому и второму выходам первого блока сравнения, соединенного первым информационным входом с первым информационным выходом пульта управления, младшими разрядами второго информационного входа-с выходом счетчртка контроля, с первым информационньм входом сумматора, с информационр ым входом регистра контроля, первым старшим разрядом второго информационного входа - с прямым выходом первого триггера знака, с первым входом элемента суммирования по модулю два и первым

информационньЕм входом регистра знака, а вторым старшим разрядом второго информационного входа - с прямым выходом второго триггера знака и вторым информационным входом регистра знака, подключенного первым выходом к третьему входу блока индикации, вторьгм выходом - к четвертому входу блока индикации и второму входу элемента суммирования по модулю два, связанно о выходом с управляющим входом cybiMHTopa, соединенного вторым информационным входом с выходом регистра контроля и входом преобразователя двоичного кода в десятичньй, а выходом - с первым информационным входом второго блока сравнения, связанного вторым информационным входом с вторым информационным выходом пульта управления, а управляющим входом- с третьим выходом распределителя импульсов, подключенного вторым выходом к первым входам пятого и седьмого элементов И и первому входу второго элемента ИЛИ, входом - к выходу второго делителя частоты, соединенного первым информационным входам с выходом генератора опорной частоты, вторым ииформациоиньРч входом четвертым выходом пульта управления, связайного третьим выходом с первым информационным вхсщом второго делителя частоты,, подключенного вторьм информационным входом к выходу первого элемента И,, выходом - к вторым входам второго элемента ИЛИ и пятого элемента И, к первому входу шестого элемента И и входу сброса первого триггера режима, соединенного установочным входом с первым вь ходом распределителя импульсов и первым входом третьего элемента ИЛИ, связанного выходом с входами сброса первого и второго триггеров знака;, а вторь)к входом - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, с выходом первого од- новибратора и входом сброса второго триггера режима, подключенного прямым вьЬсодом к второму входу второго

элем(;нта И, тактовым входом - к выходу второго элемента ИЛИ, инверсным выхо|1,ом - к собственному информацион- ному входу и входу второго одновиб- paToi a, соединенного выходом с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с установочньм входом первого триггера знака, связанного инверсным выходом с вторым входом седьмого элемента И5 подключенного выходом к установочному входу второго триггера знака, подключенного инверсным выходом к второму входу шестого элемента И, выход преобразователя двоичного кода в десятичный связан с пятым входом блока индикадии, выход второго элемента И соединен со счетньм

входом счетчика контроля, а вьсгод пятого элемента И подключен к входу первого одновибратора.

Фиг.«

«wr.5

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в цифровых управляющих комплексах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Устройство содержит распределитель импульсов, два делителя частоты, пульт управления,- блок индикации, счетчик контроля, счетчик сбоев, регистр контроля, регистр знака, сумматор, преобразователь двоичного кода в десятичньш, два блока сравнения, семь триггеров, два генератора частоты, восемь элементов И, элемент суммирования по модулю, два, четыре элемента ИЛИ, два одновибратора. Повышение достоверности контроля достигается введением в измерительное устройство делителя частоты, счетчика сбоев, сумматора, регистра контроля, регистра знака, семи триггеров, блока сравнения, преобразователя двоичного кода в десятичный, шести элементов И, четырех элементов ИЛИ, элемента суммирования по модулю два, двух одновибраторов. 6 ил. и

Редактор Н.Бобкова

Составитель Н.Горбунова

Техред В.Кадар Корректор А,Тяско

Заказ 2769/49 Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государ ственного комитета СССР

по делам изобретени1{ и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4