Устройство для контроля технологического процесса Советский патент 1986 года по МПК G07C3/14 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для анализа управляемых циклически повторяемых непрерывных процессов, преимущественно на железнодорожном транспорте, для опе- ративного контроля качества соблюдения заданных режимов управления локомотивов на перегоне.

Цель изобретения - повьпиение полноты контроля.

На фиг.1 изображена схема.устройства; на фиг.2 - кривые, описывающие контролируемый технологический процесс.

Устройство содержит первый блок 1 памяти, шифратор 2, элемент 3 сравнения,, второй элемент ИЛИ А, ключ 5, сумматор 6, первый элемент ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 индикаторы, первый 10 и второй 11 анализаторы сигналов, элемент, И 12, умножитель 13, делитель 14, д ычитатель 15, аналого- -цифровой преобразователь (АЦП) 16, второй блок 17 памяти, третий индикатор 18, пороговьй элемент 19, формирователь 20, элемент 21 запрета, сигнализатор 22,

Особенностью внешнего соединения двух.анализаторов является перекрестная связь: второй вход порогового элемента 19 служит первым информационным входом анализатора и подключен к второму информационно 1у- выходу другого анализатора, соединенному с вы-, ходом его делителя 14. Второй управляющий вход анализатора соединен с управляющим входом элемента 21. Функ- 1р1ональньй вход АЦП является третьим информационным входом анализатора.

Устройство позволяет представить процесс тремя параметрами, например получение тепловой энергии (дaвлe fиe и температура) при заданных колеба- ниях за сутки или перемещение транспорта и сырья (скорость и расход энергии) на отрезке пути разного профиля.

Один параметр соответствует, например, показателю затрат на процесс (А), а другой связан каким-либо образом с его результатом (Б).

Эти режимные параметры могут иметь в общем случае как возрастающую функцию, так и колебательную.

Третий параметр продолжительности процесса представлен всегда накапливающимися (возрастающими) значениями.

s

0

Каждый из двух режимных параметров можно представить в виде функции, зависимой от обп1его для них параметра - продо.лжительности процесса. Эти функ- 1щи могут быть рассчитаны заранее Ш1И замерены экспериментально при проведении опытных процессов. Из каждой функции делением продолжительности процесса на части с любой плотностью и произвольньгм или равным шагом или по установленным этапам и стадиям выбирают уровни значений. Пара значений разных функций в таком случае определяет ситуацию процесса. . Значения параметров, в виде кодов, соблюдая последовательность, заносятся на соответстрзующие HocntenH в блоки 17 памяти режимных значений,

Каядому из контрольных этапов назначаемся код с учетом масштаба, выбранного для полного цикла продолжительности процесса, которые вносятся в блок 1 памяти.

Работа анализатора начинается пос- 5 ле нажатия ключа 5, подключенного к потенциальной тине. Импульс запуска включает АЦП 16, Кроме того, он смещает носители во всех блоках 17 пaмя ти на один шаг, В вычитатель 15 поступаю нулевые значения вычитаемых, так как носители специально смещены на запоздавшие.

На индикаторе 8 индицируется код первого этапа контроля, например от,- чет времени или пути, выбранный из блока 1 памяти.

Далее информация о ходе процесса в виде регулярных; импульсов (через минуту или километр) поступает через элемент ОТИ 7 в сумматор 6. Отсюда значения сумм передаются в шифратор 2.

Закодированные суммы вмводятся из ишфратора посредством очередного импульса на входе сумматора. Передача накапливающихся сумм продолжается до тех пор, пока очередной код не окажется равным коду переданному из бл1:;ка 1 памяти. Индикаторы 8 и 9 HI

гЭТО .; случае показывают одинаковые

значения, и на выходе элемента 3 возникает импульс управления, передаваемый через элемент ИЛИ 4 аналогично импульсу Запуск. Этот импульс в дгшьпейшем обеспечивает автоматическую синхронность действия блоков анализаторов с учетом темпа протекания процесса.

Импульс, соответствующи первому контрольному этапу, сдвигает носители

0

5

0

5

0

5

3

на очередной кадр. Блок 1 памяти обеспечивает при этом вывод кода второго этапа, а блоки 17 памяти анализаторов подают на делители 14 и вычи татели 15 значения делителей (А, Б, iT вычитаемых. Эта же команда обеспечивает отсчет значений в обоих АЦП

16и передачу их на входы делимых и уменьшаемых (А, Б).

Равенство двух значений: из памяти и .измеренного указывает на соответствие текущего режима заданному и отмечается единичным сигналом частного. Частное может быть при отклонении от режима больше или меньше единицы.

Эти значения частных в дискретной форме поступают на пороговые элемент 19, определяющие приоритет.

Оценка приоритета при отклонении частных в обе стороны от единичного значения состоит в том, что одно из :них, допустим большое, подано на функциональный вход одного пороговог элемента и на вход установки другого При этом.малое значение оказывается уставкой в первом элементе и одновре менно подано на функциональный вход другого.

Тогда в первом элементе отмечено превышение сигнала над уставкой, а в другом - уровень уставки не преодолен. Превышение передается через формирователь 20, элемент И 21 запрета на сигнализатор 22.

Сигнализаторы, преимущественно разной информативной природы (звуковой и световой), позволяют получить основную информацию о качестве исполнения режимов или о браке. Выяснение конкретного параметра, требующего оперативного вмешательства при браке, и направления его измерения производится вычитателями 15 и индикаторами 18, в частности знаковыми их разрядами.

Так,, если уменьшаемое, .фактически измеренное и поступившее из АЦП 16, меньше, чем заданное вычитаемое и поступившее из умножителя 13 и блока

17памяти, то будет определен знак - .

В таблице представлены характерные режимы в виде сопоставления величин параметров в-каналах А и Б. 1 .

В таблице индексы п при символах Туказьшают на значения, хранимые в памяти, а индексы ф соответствуют фактически измеренным.

41262

алыми символами обозначены значе ния разности по отд ельным анализаторам. Знак - указывает, что текущие .значения ниже заданных, и их надо 5 увеличить. Знак + указывает. на

необходимость снижения текущих пара- метров по конкретному параметру.

Из таблицы видно, что пять сочетаний соответствуют качеству, а 10 пять - браку. Три сочетания не сигнализируются: один из них при точном соответствии заданному режиму (№i11) и два особых (№№ 12 и 13). Они отличаются совпадением одинаковых знаков: 15 два + и два -. Знаковые совдаде- ния, кроме того, характерны для №№ 4- 7. В этих случаях сочетание пары + всегда допустимо и не требует экстренного вмешательства и наоборот. 20 Заранее подготовленная И внесенная в память информация фактически является жесткой программой процесса. Однако сезонные или случайные изменения отклоняют процесс от нормально- 5 го. В эТом случае анализ по неизменной программе оказался бы неосуществимым несмотря на весь опыт и настойчивость оператора. Некоторые изменения программы в пределах заранее установ- jQ ленного допуска осуществляются введением коррекции посредством умножителя 13. Второй сомножитель вводится оператором и обычно не превышает единицы с десятичными знаками. Так, в теплые периоды параметр затрат (А)может быть несколько занижен, а значения рез ультата (Б,) либо сохранены, либо

завышены. I ,

Особый случай работы анализатора

0 связан с параметром продолжительности, который предусмотрено корректиро- вать. Если ключ 5 сблокирован с датчиком начала процесса, то сбой программ анализатора почти исключен. При

5 обособленном ручном запуске возможны субъективные ошибки оператора. Эти ошибки ритма анализатора можно исправить, ориентируясь на три-пять специально предусмотренных, особен0 но в начале, контрольных этапов. Для них таблично указываются значения, которые должны быть выведены из блоков памяти. Возникновения от- . пичий требует подстройка.

5 Умножитель 13 и блок 1 памяти полезны для получения достоверного анализа и обеспечивают гибкость программ.

S12 4

В случае точного соблюдения режима или равного отношения отклонений от пороговых уровней выполнена защита против одновременной подачи сигналов.

Так, при одновременном превышении над уровнями порогов, сигналы на выходах обоих формирователей 20 попадают на элемент И 12 и вырабатывают . Запрещающий-сигнал на элементы 21 . запрета. Таким образом, сигнализаторы отключаются.

Рассмотренная схема показывает, что информация анализируется одновременно по всем контролируемым режим- къы параметрам. Работа анализаторов синхронизируется по очередным ситуациям посредством сигнала, вырабаты- ваемого путем контроля параметра продолжительности процесса.

Синхронизация измерений и вывода предварительных данных из памяти предназначены для получения комплекса информации по каждой последовательной ситуации. Разнобой в и змерениях и в работе каналов исключен, что гарантирует получение информации с достаточной достоверностью и полнотой,

соответствующей единственной ситуации и дает точные характеристики каждого режима.

о р м у л а

изобретения

1 . Устройство для контроля технологического процесса, содержащее элемент И, первый блок памяти, первый и второй индикаторы, сумматор, отличающееся тем, что, с целью повьшения полноты контроля, в него введены первый и второй элементы ИЛИ ключ, шифратор, элемент сравнения, первый и второй анализаторы сигналов входы первого элемента ИЛИ являются первым информационным и управляющим входами устройства, выход первого злемента ИЛИ соединен с входом сумматора и с управляющим входом шифратора, информационный вход которого соединен с выходом сумматора,, а выход - с входом первого индикатора и с .первым входом блока сравнения, второй вход которого и вход второго индикатора подключены к выходу первого блока памяти, а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ, второй

26

вход которого через ключ подсоединен к шине устройства, а выход - к первым управляющим входам первого и второго :анализаторов сигналов и к входу первого блока памяти, первые информационные выходы первого .и второго анализаторов сигналов соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого подкл оче11 к вторьм управляющим входам

анализаторов сигналов, второй информационный выход первого анализатора сигналов соединен с первым информационным входом второго анализатора сих налов, второй информационный выход которого подключен к первому информационному входу второго анализатора сигналов, вторые и третьи инфор- ; 1ационные входы лервого и второго анализаторов сигналов являются вторым, третьим, четвертым и пятым информационными входами устройства соответственно .

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждьш анализатор сигналов содержит умножитель, второй блок памяти, вычитатель, аналого-цифровой преобразователь, третий индикатор, делитель, пороговый эле- I feHT, формирователь сигналов, элемент

запрета и сигнализатор, первый вход умножителя и информационный вход аналого-цифрового преобразователя являются вторым и третьим информационны- И входами сигнализатора, второй вход

умножителя соединен с выходом второго

олока памяти, вход которого и управляющий вход аналого-цифрового преобразователя являются первым управляю- шдм входом анализатора, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом уменьшаемого ььгчитателя и входом делимого делителя, входы вычитаемого и делителя подключены к выходу умножителя, выход которого подсоединен к первому входу порогового элемента, и являются вторым информационным выходом анализатора, второй вход порогового элемента является первым информационным входом анализатора, а выход через формирователь сигнала подключен к первому входу элемента запрета и является первым информационным выходом анализатора, второй вход элемента запрета является вторым управляющим входом анализатора, а выход подсоединен к входу сигнализатора,

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано как анализатор цикличес-: ких непрерьшных процессов. Цель изр- бретения - повышение полноты контроля - достигается введением двух элементов ИЛИ, ключа, шифратора, элемента сравнения, первого и второго анализаторов сигналов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (N3 4 SS 05

(риг,2

Составитель И.Алек-сеев Редактор Е.Копча Техред 0 Гортвай Корректор В.Синйцкая

:Вакаэ 4087 Тираж j571Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открыт1Й1 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.- 4/5

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