Устройство для контроля параметров Советский патент 1987 года по МПК G06F11/30 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля параметров объекта, состояние которого характеризуется группой контролируемых па- раметров.

Цель изобретения - повышение быстродействия функционирования устройства в процессе контроля группы параметров.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для контроля параметров; на фиг,2 - временная диаграмма функционирования устройства; на фиг.З - блок-схема блока инверторов; на фиг.4 - функциональная схема блока программируемой памяти, вьшолненного на программируемых матрицах; на фиг.5 схема блока программируемой памяти, выполненная на программируемой логи- ческой матрице корреляции.

Блок-схема устройства для контроля параметров .(фиг.1) содержит блок 1 датчиков параметров, коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, регистр 4 кода параметра, генератор 5 импульсов, счетчик 6 тактов, дешифратор 7 тактов, блок 8 ий- верторов, второй блок 9 программируемой памяти, элемент ИЛИ 10, первый триггер 11, второй регистр 12, первый блок 13 программируемой памяти, второй элемент И 14, первый элемент И 15, счетчик-регистр 16 адреса, дешифратор 17 адреса, второй триггер 18, входную шину 19, выходные шины 20 и 21, выход 22 блока .датчиков параметра, управляющий вход 23 коммутатора, вход 24 АЦП, шину Пуск 25, первый 26 и второй 27 входы регистра кода, выход 28 генератора импульсов, уста- ;новочный вход 29 счетчика такто.в, выходную шину 30 счетчика тактов, вход 31 блока инверторов, выходную шину 32 дешифратора тактов, первый 33 и второй 34 входы и выхбд 35 второго триггера 9, входы 36 и 37 первого триггера, входы 38-40 второго регист- ра, вход 41 первого блока 13 программируемой памяти, входы 42-45 элементов И 14 и 15, входы 46-48 и выход

49счетчика-регистра адреса, входы

50и 51 второго триггера 18. Блок-схема блока 8 (фиг.З) содержит инверторы 52.1-52,7 и элемент ИЛИ-НЕ.53. Нумерация выходов 1-8 элемента 52.1-52,7 соответствует нуме

5

0

5 0 с р 5 0

5

Iрации входов узлов, к которым подключены выходы элементов.

Блок-схема блока 9 (фиг,4) содержит постоянные программируемые запоминающие устройства (ППЗУ) 54.1-54.1 типа КР 556РТ5. Информацион)ные (адресные) входы ШЗУ 54.1-54.1 шэдключены к выходам АЩ1 3 кода преобразованного напряжения, причем число подключаемых входов каждого ППЗУ 54.1-54.1 может быть различно и определяется характеристикой датчика, сопряженного с каждым ППЗУ, на основании которой составляется таблица соответствия между входным и выходным кодом ППЗУ.

Блок-схема блока 13 (фиг.5) содержит ППЗУ 55.1, 55.2 и 55,3. Расширение числа датчиков блока 1 приводит к соответствующему наращиванию объема (числа ППЗУ) в блоке 13.

Устройство работает следуюш 1М образом.

После включения напряжения питания оператор кнопкой Начальная установка устанавливает все блоки с памятью 4, 6, 11, 12, 16 и 18 в исходное, нулевое состояние. После включения питания и нескольких циклов устройство устанавливается в исходное (не обязательно нулевое) состояние, определяемое совокупностью значений сигналов с вы:ходов датчиков блока 1, т.е. устройство самоподбтраивается, адаптируется к указанной совокупности.

Датчики, входящие в состав блока 1 (датчики те1 тературы, давления, напряжения и т.п.), измеряют значения контролируемьк параметров объекта контроля и преобразуют значения контролируемых параметров в пропорцио-; нальные контролируемым параметрам напряжения.

Физическая природа контролируемых параметров и конструкция датчиков блока 1 не имеют принципиального значения .

Коммутатор 2 в соответствии с управляющими сигналами на входе 23 подключает в определенной последовательности выходные напряжения датчиков блока 1 к входу АЦП 3, преобразующего указанные напряжения в двоичный код. Начало преобразования напряжения АЦП 3 задается сигналом пуска на шине 25. Временное положение сигнала на шине 25, а также на других характерных

3, 12

шинах приведено на временной диаграмме фиг.2, на которой номер осциллограммы совпадает с номером изображаемой шины.

Генератор 5, счетчик 6, дешифра- тор 7 и блок 8 инверторов образуют распределитель управляющей импульсной последовательности, формируемой в соответствии с временной диаграммой на фиг.2.

Сигнал 47 совпадает с сигналом - 44, сигнал 46 - с сигналом 42, сигнал 41 - по времени с сигналом 40, сигнал 48 - с сигналом 41 (задержки на элементах 12 и 13, рав ные нескольким десяткам наносекунд, не учитывают).

Команда 29 для случая tg не вырабатывается, так как блокируется в блоке 8 на элементе 53 (фиг.З) входа 31 с единичного выхода триггера 11 (триггер 11 устанавливается в О, на единичном выходе - низкий потенциал) .

.Сигнал пуска А1Щ 3 по шине 25 формируется по коду рООО на выходе счетчика 6 через дешифратор 7 и блок 8. Сигналы на вьтодах 25, 27, 29, 37, 40, 42, 44 и 51 блока 8 (фиг.З) соответствуют последовательно увеличивающимся состояниям счетчика 6 0000, 0001, 0010...0111.

Сигнал 23 по времени совпадает с сигналом 44 или 42 (фиг.2), так как по сигналу 44 или 42 изменяется состояние счетчика 16 и номер возбужден- ной на выходе дешифратора 17, соединенного с выходом счетчика 17 шиной 49, цепи на входе 23.

Код с выхода АЦП 3 поступает на информационные входы блока 9. Номер выбранной матрицы из всей группы блока 9 осуществляется возбужденным в

данном такте выходом дешифратора 7. I

Номер датчика блока 1, подключае- мого коммутатором 2 к входу АЦП 3, и- номер триггера регистра 12, подключенного к выходу триггера 11, определяется этим же возбужденным выходом дешифратора 17, т.е. между номерами датчика блока .1, матрицей блока 9 и триггера регистра 12 существует взаимнооднозначное соответствие,

К информационным входам блока 9 подключаются выходы нескольких стар- ших разрядов АЦП 3.

Каждая матрица блока 9 программируется таким образом, чтобы для одной совокупности кодов на информационных

5

54

0

0

5

0

5 0

5

0

204

входах на информационном выходе его находился логический нуль, для другой - логическая единица. Такое разбиение определяется характеристикой датчика блока 1, номер которого совпадает с номером, соответствующим датчику разрядов на входе. Если номер меньше выбранного порогового значения кода, на выходе блока 9 устанавливается нуль, если больше или равен - единица. Такая зависимость между входным и выходным кодами определяется таблицей соответствия, записываемой в блоке 9 на программаторе или в процессе изготовления за счет соответствующей конфигурации фотошаблона.

Сигналы с выходов блока 9 через элемент ИЛИ 10 записываются в триггер 11 по стробу на входе 37.

Состояние триггера 11 поступает на блок 8 инверторов.

Если в триггер 11 записывается нулевой сигнал, АЦП 3 преобразует входное напряжение полностью, т.е. до получения всех разрядов выходного кода, а если в триггер 11 - единичный сигнал, АЦП 3 включается сигналом по шине 25 на преобразование следующего напряжения с выхода следующего датчика блока 1, подключаемого коммутатором 2 к входу АЦП 3.

По нулевому состоянию т)иггepa. 11 триггер 18 устанавливается в единицу стробом на входе 51 и выходной код АЦП 3 переписывается в регистр 4 по импульсу занесения на входе 27.

Единичное состояние триггера 18 является признаком готовности для приемника кодов контролируемых параметров (ЭВМ, спецпроцессор) с выхода регистра 4.

Код с выхода регистра 4 по шине 20 передается в приемник цифровой информации в течение интервала вре мени, определяемого быстродействием канала передачи и быстродействием .приемника. Пока код с выхода регистра 4 не принят приемником цифровой информации, заносить новый код в регистр 4 нельзя.

Состояние триггера 11 перёписыва ется в выбранньй в данном такте дешифратором 17 триггер регистра 12« Код, формируемый указанным образом в регистре 12, является входным информационным кодом Ш1М и соответствует текущей совокупности датчиков блока 1, выходные параметры которых

находятся в определенных пределах,- задаваемых ПЛМ флажков блока 9.

Таблица соответствия между входг ным и выходным кодом, записанная в блоке 13, задается взаимозависимостями параметров датчиков блока 1, причем указанные взаимосвязи меняются в процессе контроля параметров контролируемого объекта,

V

Jlcли имеется совокупность датчи-- ков, контролирующих параметры объекта, между выходными сигналами датчиков имеются определенные корреляционные зависимости, которые можно получить на основании статистического анализа функционирования совокупности датчиков в процессе контроля параметров объекта. Указанные корреяционные зависимости в цифровом виде записываются в блок 13,

Выходной код блока 13 определяет код адреса следующего датчшса блока 1, выходной сигнал которого подлежит преобразованию в код АЩ1 3,

Код адреса следующего датчика блока 1 заносится с выхода блока 13 в счетчик-регистр 16 по импульсу занесения с элемента И 15, который пропускает импульс занесения с входа 44 при единичном состоянии триггера 1 1 ,

При нулевом состоянии триггера 11 через элемент И 14 с входа 42 на вход счетчика-регистра 16 проходит сигнал счетной плюс единицы, изменяющий код адреса на плюс единицу.

Код адреса следующего датчика блока 1 поступает на вход дешифратоа 17,

Таким образом, последовательность считывания информации с датчиков блоа 1 определяется совокупностью теущих значений контролируемьпс параетров, т,е, устройство самоподстраивается, адаптируется к указанной совокупности.

Источниками повьшения быстродействия устройства является уменьшение среднего времени контроля каждого 50 Рым входом регистра кода параметра, параметра (фиг,2), в длинный такт tg с первым входом второго регистра, с

(для первым входом второго триггера, с

контроля включается полное время всех разрядов) преобразования контролируемого параметра в код и время передачи кода контролируемого параметра к приемнику информации, в короткий такт включается только BpeMsi преобразования нескольких старших разрядов в код и уменьшение числа

выходом блока инвертора, с первым входом счетчика тактов, с первыми 55 входами первого и второго элементов И и с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом второго блока программ:ируемой памяти, выход

5

датчиков блока 1-, контролируемых в течение одного цикла контроля, Понятие цикл контроля, под которым понимается поочередный и последовательный контроль всех датчиков, для предлагаемого устройства лишен смысла, так как существуют ситуации, при которьк какие-либо параметры объекта контроля вообще не контролируются или контролируются очень редко, если информации с других датчиков, логически связанных с неконтролируемыми датчиками, достаточно в конкретной ситуации для принятия решения о состоянии контролируемого объекта.

Таким образом повышается быстродействие устройства в процессе контроля группы взаимозависимых параметров при одновременном сжатии передаваемой к прием:нику информации.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров, содержащее блок датчиков параметров, подключенньй к шине контролируемых параметров, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, выход

0 которого подключен к первому входу регистра кода параметра, соединенного выходом с первой выходной шиной кода контролируемых параметров, а также генератор импульсов, счетчик

тактов, дешифратор тактов, блок инверторов, первый, второй элементы И и элемент И1Ш, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения быстродействия функционирования устрой0 ства в процессе контроля группы параметров,в него введены первый и второй триггеры, второй регистр и последовательно соединенные первый блок программируемой памяти, счетчик-регистр адреса,

5 дешифратор адреса и второй блок программируемой памяти, выходная шина которого через элемент ИЛИ соединена с первым входом первого триггера, |Второй вход которого соединен с вто0

5

выходом блока инвертора, с первым входом счетчика тактов, с первыми 55 входами первого и второго элементов И и с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом второго блока программ:ируемой памяти, выход

генератора импульсов соединен с вторым входом счетчика тактов, выход которого через дешифратор тактов соединен с первым входом блока инвертора, второй вход которого соединен .с прямым выходом первого триггера, с вторым входом второго регистра и с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу счетчика регистра адреса, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу

i nnnnhnnnnjuu ruvmnnru.

2954208

первого триггера и

10

к второму входу второго триггера, выход которого соединен с вторым выходом устройства для контроля параметров, третий вход второго регистра соединен с выходом дешифратора адреса и с управляющим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом блока датчиков, а выход - с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, а выход второго регистра подключен к входу первого блока программируемой памяти.

гу1 it

%

«о

а

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля параметров объекта, состояние которого каратстеризуется группой контролируемых параметров. Целью изобретения является повышение быстродействия функционирования устройства в процессе контроля группы параметров. Устройство для контроля параметров содержит блок 1 датчиков параметров, коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, регистр 4 кода пара- . метра, первый 9 и второй 13 блоки программируемой памяти, генератор 5 импульсов, счетчик 6 тактов, дешифратор 7 тактов, блок 8 инверторов, первый 11 и второй 18 триггеры, элементы И 14, 15 и ИЛИ 10, счетчик-регистр 16 адреса, дешифратор 17 адреса, второй регистр 12. Данное устройство позволяет повысить быстродействие функционирования устройства в процес g се контроля группы взаимозависимых параметров при одновременном сжатии передаваемой к приемнику информации. 5 ил. сл с

..

.7

J

БГ71 г

gIL

Ш1 ii

.

t4

ft

JJmnAaffJ

&

Опрв- .ififa ft

vam

Редактор Н.Рогулич

Составитель И.Швец Техр ед И. Попович

Заказ 619/56

Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

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

К заененту МИ to

Ксиеян - nf-pttae- mpjfK

Корректор В.Бутяга