Устройство для многоканального контроля Советский патент 1987 года по МПК G08B23/00 

1 1

Изобретение относите к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам контроля параметров по амплитудно-частотным сигналам датчиков, и может быть использовано в управлении и сигнализации АСУ различных технологических процессов.

Целью изобретения является упрощение и повьшение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства для многоканального контроля на фиг. 2 - схема распределителя импульсов; на фиг. 3 - схема блока управления и сигнализации; на фиг.А- схема блока оперативной памяти; на фиг. 5 - схема анализатора.

Устройство для многоканального контроля содержит датчики 1, коммутатор 2, распределитель 3 импульсов, блок 4 управления и сигнализации, блок 5 оперативной памяти, анализатор 6, элемент И 7 и триггер 8.

Распределитель 3 импульсов содержит генератор 9 импульсов, элементы ИЛИ 10-12, элемент И 13, RS- триггер 14, счетчики 15 и 16 и дешифратор 17.

Блок 4 управления и сигнализации содержит преобразователь 18 кода, дешифратор 19, цифровой индикатор 20, кнопки 21 и 22 маскирования и демаскирования без фиксации, кнопку 23 задания режима автоматического управления с фиксацией, кнопку 24 общего сброса без фиксации, кнопки 25 и 26 задания режимов поисков аномальных и маскированных датчиков соответственно, триггеры 27 - 35, элементы ИЛИ 36 и 37, одновибратор 38, элемент 2И-Р1ЛИ 39 и элементы 40 и 41 индикации.

Блок 5 оперативной памяти содержит генератор 42 импульсов, элемента ИЛИ 43-45, триггеры 46-49, счетчик 50, дешифратор 51, одновибратор 52, элемент И 53 и устройство 54 выборки и хранения.

Анализатор 6 содержит дискриминатор 55, элементы НЕ 56 и 57, генератор 58 импульсов, триггеры 59 и 60, счетчик 61, элемент И 62, элемент И-НЕ 63 и наборное поле 64.

Устройство работает следующим образом.

..Б блоке 4 управления и сигнализации кнопка 23 устанавливается в нажа тое состояние, при этом с выхода бло323512

ка 4 сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 10, разрешая прохождение импульсов от генератора 9 импульсов g через элемент И I3 на вход счетчика 16. Нажимается кнопка 24 сброса в блоке 4 управления и сигнализации, при этом сигнал с его выхода поступает на входы элементов 11 и 12 ИЛИ, 10 устанавливая триггер 14 и счетчики 15 и 16 в исходное состояние, и через выход дешифратора 17 устанавли- ваются в исходное состояние триггеры 8, 59 и 60 и счетчик 61 в анализато15 ре 6. Передним ф ронтом импульса генератора 9 импульсов триггер 14 устанавливается в единичное состояние, снимая блокировку с установочного входа счетчика 16. Р1мпульсы с выхода

20 генератора 9 импульсов поступают на. вход счетчика 16, при этом с выхода дешифратора 17 импульс поступает на вход счетчика 15 и на вход элемента ИЛИ 43 блока 5 оперативной памяти.

25 На выходе счетчика 15 устанавливается адрес первого датчика 1, который поступает на коммутатор 2, в блок 4 управления и сигнализации и в блок 5 оперативной памяти.

30 Если первый датчик 1 оказывается незамаскированным, то его синусоидальный сигнал поступает через коммутатор. 2 на вход дискриминатора 55, где преобразуется в последователь25 ность прямоугольных импульсов той же частоты (при условии, что амплитуда сигнала датчика превышает пороговое значение). По заднему фрону первого из импульсов триггер 59 устанавливает40 ся в единичное состояние, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 58 иь пульсов на счетный вход счетчика 61. В рассматриваемом случае частота датчика находится в до45 пустимых пределах, поэтому следующий импульс на выходе дискриминатора 55 появляется раньше, чем счетчик 61 заполнится до значения уставки, заданного на наборном поле 64. По задgQ нему фронту второго импульса с выхода дискриминатора 55 триггер 59 возвращается в нулевое состояние. При этом элемент И 62 з.акрывается, а триггер 60 устанавливается в единичgg ное состояние., и на его прямом выходе формируется сигнал окончания анализа, который устанавливает в нулевое состояние триггер 14 в распределителе 3 импульсов. Счетчик 16 сигналом с выхода триггера 14 устанавливается в исходное состояние, при этом на выходе дешифратора 17 появляется сигнал, который поступает на вход анализатора 6 и устанавливает в исходное состояние его триггеры 59 и 60 и счетчик 61. Сигнал окончания анализа снимается, и следующим импульсом генератора 9 импульсов в распределителе 3 триггер 14 устанавливается в единичное состояние, снимая блокировку со счетчика 16. Сигналом с выхода дешифратора 17 на счетчике 15 устанавливается следующий адрес опрашиваемого датчика.

Если подключенный датчик 1 оказывается замаскированным, то на выходе блока 5 оперативной памяти появляется сигнал логической единицы, кото- ; рый устанавливает триггер в единичное состояние. После этого импульс с выхода дешифратора 17 чт- через элемент И 7 поступает на вход элемента ИЛИ 12 распределителя 3 импульсов, устанавливая триггер 14 в нулевое состояние. При этом счетчик 16 также сбрасывается в нулевое состояние, и сигнал с выхода дешифратора 17 устанавливает в исходное состояние анализатор 6 и триггер 8.

Далее сигналом с выхода 1 дешифратора 17 на счетчике 15 устанавливается адрес следующего датчика. Таким образом, в устройстве не затрачивается время на анализ замаскированного датчика.

Блок 5 оперативной памяти работает в режиме считывания информации при каждом поступлении пна первый вход элемента ИЛИ 43 тактового импульса с выхода распределителя 3 импульсов и в режиме записи при поступлении сигналов на входы элемента ИЛИ 44 с выходов блока. 4 управления и сигнализации.

В режиме считывания тактовый импульс через ,элемент ИЛИ 43 устанавливает триггер 46 в единичное состояние, при этом снимается блокировка с установочных входов триггера 48 и счетчика 50, Под управлением генератора 42 импульсов и счетчика 50 на выходе дешифратора 51 формируется пять синхроимпульсов. Первый импульс через элемент ИЛИ 45 устанавливает триггер 48 в единичное состояние, сигнал с его выхода поступает на вход Выборка кристалла устройст

5

за 54 выборки и хранения, на выходе последнего устанавливается информация, которая записывается в триггер 49 третьим импульсом с выхода дешифратора 51, Четвертым импульсом триггер 48 возвращается в исходное состояние и, снимается сигнал Выборка кристалла. Пятым импульсом триггер 46 устанавливается в нулевое состояние , блокируется по установочным входам триггер 48, и цикл обращения к устройству 54 выборки и хранения заканчивается до поступления следующего тактового импульса. Информация снимается с выхода триггера 49. Частота генератора 42 импульсов выбирается такой, чтобы к моменту поступления сигнала на вход элемента И 7 информация была считана.

В режиме записи информации на выходе одновибратора 52 при поступлении сигнала по шине маскирования или демаскирования от кнопки 21 или 5 22 формируется импульс, который

устанавливает триггеры 47 и 48 через элемент ИЛИ 43 в единичное состояние. На выходе дешифратора 51 формируются, как и в режиме считывания, пять импульсов, вторым импульсом через элемент И 53 производится запись в устройство 54 выборки и хранения единицы при поступлении сигнала по шине маскирования от кнопки 21 или нуля при поступлении сигнала по шине демаскирования от кнопки 22.

Если параметр подключенного датчика 1 за пределы уставки, но находится в рабочем диапазоне частот, в отличие от случая, когда параметр датчика находится в норме, счетчик 61 заполняется до значения, заданного на наборном поле 64, При этом 5 на выходе элемента И-НЕ 63 формируется сигнал, запреп ающий дальнейшее прохождение счетных импульсов через элемент И 62. Кроме того, этот сигнал через элемент НЕ 57 поступает на вход блока 4, где устанавливает триггер 34 в единичное состояние, и включается элемент 40 индикации. В остальном работа устройства аналогична случаю, когда параметр датчика- 1 находится в норме,

Неисправный датчик может характеризоваться N частотой сигнала ниже рабочего диапазона или/и низкой амплитудой сигнала. Если частота сигнала

0

5

0

0

5

датчика 1 ниже рабочего диапазона, то счетчик 16 в распределителе 3 импульсов заполняется до состояния, характеризующего нижнее значение рабочего диапазона. При этом сигнал с К-го выхода дешифратора 17 через элемент ИЛИ 12 сбрасывает триггер 14 и счетчик 16, а также поступает на вход блока 4, устанавливая триггер 35 в единичное состояние.Включается элемент 41 индикации. Если амплитуда :сигнала датчика оказывается ниже нормы, то дискриминатор 55 не формирует на своем выходе импульсы, работа распределителя 3 импульсов в этом случае аналогична предыдущему случаю. Следует заметить, что число К (состояние счетчика 16, характеризующее нижнее значение рабочего диапазона) должно быть выбрано таким, чтобы время заполнения счетчика 16 до состояния К было по крайней мере в два раза больше,чем. период сигнала датчика 1 на нижней границе рабочей зоны.

Если включены элементы 40 и 41 индикации, это значит, что во всем массиве имеются датчики 1 с выходными сигналами ниже допустимого как по частоте, так и по амплитуде.После отжатия кнопки 23 сигналом с выхода триггера 29, поступающим на вход распределителя 3 импульсов, блокируеся поступление импульсов генератора 9 импульсов на вход счетчика 16.Далее кратковременно нажимается кнопка 24. На цифровом индикаторе высвечивается нулевой адрес, отключаются элементы 40 и 41 индикации. Кратковременно нажимается кнопка 25 поиска-адреса аномальных датчиков, на выходе рдновибратора 38 формируется сигнал, устанвливающий триггер 33 в единичное состояние, выходной сигнал которого поступает на вход элемента ИЛИ 10 распределителя 3 ..импульсов и разрешает прохождение импульсов генератора 9 импульсов на вход счетчика 16. Происходит поочередное подключение датчиков через коммутатор 2 на вход анализатора 6. Если на каком-то адресе к входу анализатора 6 подключится датчик 1, выходной сигнал которого ниже допустимого по час- 55 хоД которого соединен с первым вхо.. тоте, то на выходе анализатора 6 по- дом элемента И, выход которого соеди- является сигнал, который устанавл:и- нен с вторым входом блока управления вает триггер 34 в единичное состоя- и сигнализации и с первым входом . ние, а триггеры 31 и 33 - в нулевое, распределителя импульсов, второй

тем самым останавливая перебор адресов датчиков 1, при этом на цифровом индикаторе 20 высвечивается адрес

датчика 1, у которого выходной сигнал по частоте ниже допустимого. Кратковременн1з1м нажатием кнопки 21 этот датчик 1 исключается из контроля. Для определения адреса- датчика,

выходной сигнал которого ниже допустимого по амплитуде, повторно кратковременно нажимается кнопка 25, устройство останавливается на адресе этого датчика 1, и высвечивается

сигнальный индик атор 41. Такой датчик также маскируется. Если во всем- массиве таких датчиков 1 более одно- го по каждому виду отклонений, то их адреса определяются кратковременными нажатиями кнопки 25 с последую-, щим исключением их из контроля кратковременным нажатием кнопки 21 при останове устройства на аномальном датчике 1. Для снятия запрета (демаскирования) на анализ ранее маскированного датчика 1 кратковременным нажатием кнопки 26 определяется адрес такого датчика 1, подключают его к входу устройства и

кратковременным нажатием кнопки 22 демаскируют его.

Формула изобретения

1. Устройство для многоканального контроля, содержащее датчики, выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, распределитель импульсов, адресный выход которого

подключен к адресному входу коммутатора и к адресному входу блока оперативной памяти, анализатор, первый выход которого соединен с первым входом блока управления и сигнализадни, первый выход которого подключен к первому входу блока оперативной памяти, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия устройства, в него введены элемент И и триггер, первый выход распределителя импульсов соединен с вторым входом блока оперативной памяти, выход которого подключен к первому входу триггера, вы

выход которого подключен к второму входу триггера и к первому входу анализатора, второй выход которого соединен с вторым входом распределите- утя импульсов, третий выход которого подключен к третьему входу блока управления и сигнализации, второй, третий, четвертый и пятый вьпсоды которого Ьоединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым входами распределителя импульсов, адресный выход которого подключен к адресному входу блока управления и сигнализации, шестой выход которого соединен с третьим входом блока оперативной памяти, четвертый выход распределителя импульсов подключен к второму входу элемента И, выход коммутатора соединен с вторым входом анализатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель импульсов выполнен из -генератора импульсов, трех элементов ИЛИ, элемента И,триггера, двух счетчиков и дешифратора, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом триггера, выход которого подключен к первому входу первого счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, первый выход которого является первым выходом распределителя и подключен к первому входу второго счетчика, выходы которого являются адресным выходом распределителя, второй выход дешифратора является вторым вы- ходом распределителя, третий выход дешифратора является третьим выходом распределителя и соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй и третий входы которого являются соответственно первыми вторым входами распределителя, первый и второй входы второго элемента ИЛИ являются соответственно третьим и четвертым входами распределителя, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к второму входу первого счетчика, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами элемента И и триггера, первый и второй входы .третьего элемента ИЛИ являются соот- ветственно пятым и шестым входами распределителя, выход третьего элемента ИЛИ подключен к второму входу второго счетчика импульсов, четвертый выход дешифратора является четвертым выходом распределителя, чет- вертый вход первого элемента ИЛИ объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ.

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок управления и сигнализации выполнен из девяти триггеров, двух элементов ИЛИ,

0 одновибратора, элемента 2И-ИЛИ,преобразователя кода, дешифратора, цифрового индикатора,шести кнопок,шины нулевого потенциала и двух элементов индикации, вход преобразователя кода

5 является адресным входом блока,выход преобразователя кода через дешифратор подключен к входу цифрового индикатора, первые выводы кнопок соеди- . нены с шиной нулевого потенциала,

0 второй и третий выводы первой кнопки подключены соответственно к первому и второму входам первого триггера, выход которого является первым выходом блока, второй вывод второй кнопки

5 соединен с первым входом второго триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к первому входу элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с первым входом

0 третьего триггера, с вторым входом второго триггера и с первым входом четвертого триггера, выход которого является вторым выходом блока, второй вывод третьей кнопки подключен

5 к второму входу третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента 2И-ШШ и с .вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу одновибратора,

0 выход которого объединен с вторым входом четвертого триггера и является четвертым выходом блока, второй и третий выводы четвертой кнопки соединены соответственно с первым и

5 вторым входами пятого триггера, выход кот орого является третьим выходом блока, второй и третий выводы пятой кнопки подключены соответственно к первому и второму входам шесто0 го триггера, выход которого соединен с первыми входами седьмого и восьмого триггеров и является пятым выходом блока, второй вход седьмого триггера объединен с первым входом второс го элемента ИЛИ.и является первым входом блока, третий вход элемента 2И-ШШ .является вторым входом блока, второй вход восьмого триггера является третьим входом блока и подключен

91

к второму входу элемента ЕПИ, выход которого соединен с четвертым входо элемента 2И-ИЛИ, выходы седьмого и восьмого триггеров подключены соответственно к первому и второму элемтам индикации, второй и третий выводы шестой кнопки соединены соответственно с первым и вторым входами девятого триггера, выход которого является шестым выходом блока.

4. Устройство по По 1, о т л и - чающееся тем, что блок оперативной памяти выполнен из трех элементов ИЛИ, элемента И, четырех триггеров, генератора импульсов, одновибратора, счетчика, дешифратора и устройства выборки,и хранения, первый вход первого элемента ИЛИ является первым входом блока и сое- динен с первым входом устройства выборки и хранения, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого является выходом блока, первый вход второго элемента ИЛИ является вторым входом блока, второй вход первого элемента ИЛИ является третьим входом блока, выход первого элемента ИЛИ через одновибратор подключен к первому ., входу второго триггера и к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, первый выход которого подключен к первому входу четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом устройства выборки и хранения, выход генератор импульсов подключен к первому входу счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, первый выход кото рого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера, второй выход дешифр тора подключен к первому входу эле

Q

д 5 о о g

5

1 О

мента И, выход которого соединен с третьим входом устройства выборки и хранения, третий выход дешифратора подключен к второму входу первого триггера, четвертый выход дешифратора соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, пятый выход дешифратора подключен к второму входу второго триггера и к второму входу третьего триггера, второй выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход второго триггера подключен к второму входу элемента И, четвертый вход устройства выборки и хра нения является адресным входом блока.

5, Устройство по п. 1, о т л и - чаюшееся тем, что анализатор выполнен из двух триггеров, элемента И, двух элементов НЕ, генератора импульсов, дискриминатора, счетчика, элемента И-НЕ и наборного поля, выход дискриминатора соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу второго триггера и первому входу элемента И, выход которого соединен , с первым входом счетчика, выходы которого через наборное поле подключены к входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И и с входом первого элемента НЕ, выход которого является первым выходом анализатора, второй вход счетчика является первьм входом анализатора и соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу первого триггера и к второму входу второго триггера, первый выход которого яв- : ляется вторым выходом анализатора, а второй соединен с третьим входом первого триггера, выход генератора им-, пульсов подключен к третьему входу элемента И, вход дискриминатора является вторым входом анализатора.

Фиг 1

Фиг. I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам контроля параметров по амплитудно-частотным сигналам датчиков, и может быть использовано в управлении и сигнализации , . для различных технологических процессов. Целью изобретения является упрощение и повьтение быстродействия устройства. Цель изобретения достигается тем, что в устройство, содержащее датчики, коммутатор, распределитель импульсов, блок управления и сигнализации, блок оперативной памяти и анализатор, введены триггер и элемент И. Коммутатор, управляемый распределителем импульсов, последовательно подключает датчики к входу анализатора и, если среди массива датчиков имеются датчики с выходными сигналами ниже допустимых по ампли- - туде и/или по частоте, то включаются элементы индикации в блоке управления и сигнализации. Далее по цифровому индикатору блока управления и сигнализации определяется номер аномального датчика, который может ёыть исключен Из дальнейшего контроля. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л 00 со 1чЭ ее ел

П -v

гг,

27

ти

W

pg

147 Ь НсТ ГП-НЧ И

i

Яо

й

а

2S

33

с

It

I

я

tK

л

3S

I-Si

--V

W

i

:l

u

pui4

Фиг. 5