Устройство для контроля параметров Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического контроля и измерения в цифровом виде параметров технологических установок.

Цель изобретения - увеличение достоверности результатов контроля.

На чертеже приведена схема предла гаемого устройства.

Устройство содержит датчики 1, нормализаторы 2, аналоговый блок 3 сравнения, генератор 4 импульсов, второй счетчик 5, дешифратор 6, пер- вый счетчик 7, цифроаналоговый преобразователь 8, третий счетчик 9, цифровой блок 10 сравнения, первый регистр 11, каналы 12, второй и третий регистры 13 и 14, первый и второй элементы И 15 и 16, первый и второй триггеры 17 и 18, третий и четвертый элементы И 19-20, четвертый и пятый счетчики 21 и 22, третий и четвертый триггеры 23 и 24, блок .25 управления.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом процесса контроля триггеры 17, 18, 23 и 24 и счетчики 5, 7, 9, 21 и 22 устанавливаются в нулевое состояние, а счетчикам 9, 21 и 22 задаются с помощью блока 25 управления и регистрации необходимые коэффициенты пересчета. Данные коэффициенты рассчитьшаются исходя из стохастических параметров и реа- лизуемого принципа контроля, который заключается в следующем. Выбирается период контроля Т, на протяжении которого наблюдается поведение контролируемых параметров. Для данного периода Т исходя из заданной достоверности контроля рассчитывается для каждого параметра максимально допустимое время его выхода на верхнюю Tg д и нижнюю Т границы допусков. В течение периода контроля Тц конттечение

выйролируемая величина может в времени Tg превысить верхнюю гра допуска или в течение времени Т ти за нижнюю границу допуска. Если Tj в д н то фиксируется аварийная ситуация, В противном

случае считается, что параметр находится в пределах допусков. Период контроля Т определяется коэффициентом пересчета счетчика, и значение

с

3416532

коэффициента рассчитывается по формуле

К

т/тгтт7-

де Tj. - период следования импульсов генератора 4;

коэффициент пересчета счетчика 5;

коэффициент пересчета счетчика 7. Коэффициент пересчета счетчика 21

К. К, определяет время ется по формуле

Н,А

И рассчитыва

К .

Тн,

Т.: к;, к.

г м 2

Коэффициент пересчета счетчика 22 определяет время Т, и рассчитывается по формуле

ТВ.А

6-А

К

Также посредством блока 25 управления и регистрации в регистр 13 заносятся значения нижних границ допуска, а в регистр 14 - значения верхних границ допуска для каждого параметра.

После запуска устройства импульсы с выхода генератора 4 поступают на счетный вход счетчика 5, который управляет работой дешифратора 6 и ксзэф- фициент пересчета которого равен 2N, где N - число контролируемых параметров . Сигнал с импульсного выхода счетчика 5 поступает на счетный вход счетчика 7,-информационный выход которого управляет цифроаналоговым преобразователем 8, и одновременно поступает на первый вход блока 10 сравнения. Таким образом, на каждое состояние счетчика 7 приходится один цикл работы счетчику 5 и соответственно дешифратора 6, При появлении сигнала на одном из выходов дешиф- ратора 6 соответствующий регистр 13 или 14 выводится из состояния высокого импеданса и подключается к общей шине,в которую объединены их информационные выходы. Таким образом информация, записанная в данный регистр, поступает на второй вход блока 10 сравнения, на выходе которого при совпадении кода состояния счетчика и состояния подключенного к общей шине регистра 13 или 14 верхнего или

3

нижнего допуска появляется сигнал, поступающий на соответствующие входы элементов И 15 и 16. Одновременно тот же сигнал дешифратора 6 разрешае прохождение сигнала с выхода блока 10 сравнения через соответствующий элемент И 15 или 16, Элемент И 15 открывается одновременно с подключение к общей шине соответствующего регист ра 13 (нижнего допуска), а элемент 16 - соответствующего регистра 14 (верхнего допуска). Таким образом, при совпадении кода состояния счетчика 7 и содержимого одного из ре- гистров 13 или 14 соответствующий триггер 17 или 18 устанавливается сигналом совпадения в единичное состояние. Сброс этих триггеров осуществляется сигналом с импульсного выхо- да счетчика 7, Поскольку с помощью счетчика 7 и цифроаналогового преобразователя 8, управляемого этим счетчиком, формируется пилообразная развертка, определяющая своей длитель- ностью один цикл измерения, то сброс триггеров 17 и 18 осуществляется после каждого цикла измерения. Таким образом, единичное состояние инверсног выхода триггера 17 является призна- ком того, что напряжение развертки на выходе цифроаналогового преобразователя 8 находится в зоне, лежащей под нижней границей допуска, а единичное состояние выхода триггера 18- в зоне, лежащей над верхней границей допуска. Сигнал с датчика 1 контролируемого параметра, пройдя через нормализатор 2, поступает на вход блока 3 сравнения, на второй вход которого поступает развертка с цифроаналогового преобразователя 8. В блоке 3 сравнения происходит сравнение этих двух сигналов в аналоговой форме, и при их совпадении на вьгеоде формируется импульс, который поступает на входы соответствующих элементов И 19 и 20 и на вход записи регистра 11. Данный импульс переписывает код состояния счетчика 7 в ре- гистр 11, т.е, в регистре 11 всегда хранится текущее значение контролируемой величины, которое можно в любой момент времени вызвать с помощью блока 25 управления и регистрации. По- скольку элемент И 19 открывается сигналом с инверсного вькода триггера 17, то через него импульс совпадения с выхода соответствующего

iQ ig 2025зо ос40 45 50 55

3416534

блока 3 сравнения поступает на счетный вход счетчика 21 только в том случае, когда значение контролируемого параметра находится ниже нижней границы допуска. Аналогично на счетный вход счетчика 22 данный импульс совпадения через элемент И 20 поступает только в том случае, когда значение контролируемого параметра находится Bbmie верхней границы допуска. Таким образом счетчик 21 подсчитьгеает количество циклов измерения, в которых значение контролируемого параметра больше верхней границы допуска. Сброс счетчиков 21 и 22 осуществляется сигналом с импульсного выхода счетчика 9, который производит подсчет количества циклов измерения по сигналам с импульсного выхода счетчика 7, Таким образом, переполнение счетчика 21 является признаком того, что в течение одного периода контроля T|j время нахождения контролируемого параметра за нижней границей допуска Т„ превысило расчетное допустимое время Т и д. Это переполнение фиксируется установкой в 1 триггера 23 сигналом с импульсного выхода счетчика 21, Переполнение счетчика 22 означает, что за период контроля Т время превышения контролируемым параметром границы верхнего допуска Tg больше расчетного допускного времени Tj, , что фиксируется установкой три1- гера 24 в 1 сигналом с импульсного выхода счётчика 22,

Предлагаемое устройство обладает большей достоверностью контроля, так как заложенный в нем принцип контроля учитывает стохастический характер поведения : контролируемого параметра и случайные погрешности измерения. Введение регистров для хранения значений допусков и организация централизованного управления работой устройства посредством блока управления и регистрации, в качестве которого может быть использована управляющая вычислительная машина, расширяют функциональные возможности предлагаемого устройства, поскольку значения допусков могут изменяться блоком управления и регистрации в течение процесса контроля по заданной программе. Также в зависимости от изменяющихся стохастических свойств контролируемых параметров могут быть легко изменены и значения периода контроля и допустимого времени выхода параметра за границы допускур что расширяет область применения данного устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров, содержащее цифровой блок сравнения, первый счетчик, цифроаналого- вый преобразователь, генератор им- пульсов и каналы, каждый из которых

содержит аналоговый блок сравнения и последовательно соединенные датчик и нормализатор, выход которого соединен с первым входом аналогового блока сравнения данного канала, выходы дан- ных первого счетчика подключены к первой группе входов цифрового блока сравнения и к входам цифроаналогового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью увеличения достоверности результата контроля, в устройство введены второй и третий счетчики, дешифратор, а каждый канал содержит с первого по третий регистры, четвертый и пятый счетчики, с первого по четвертый элементы И и с первого по четвертый триггеры, выходы первого регнс.тра и третьего и четвертого триггеров обоих каналов являются соответствующими выходами устройства, установочные входы второго и третьего счетчиков, второго регистра и третьих регистров обоих каналов, а также четвертого и пятого счетчиков и входы установки в О третьего и четвертого триггеров обоих каналов являются соответствующими входами устройства, выходы дешифратора под- ключены в каждом канале соответствен - но к управляющему входу второго регистра и к первому входу первого элемента И„ к управляющему входу третье

Составитель И.Алексеев Редактор М.Дьшьш Техред М.Дидык Корректор Л.

Заказ 4438/53 Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

0

5

5

го регистра и к первому входу второго элемента И, выходы данных второго счётчика подключены к входам дешиф- ратрра выход переполнения - к счет- с ному входу первого счетчика, переполнения которого соединен с входами сброса первого и второго триггеров каждого канала и со счетным входом третьего счетчика; выход перепол- O нения которого подключен к входам сброса четвертого и пятого счетчиков каждого канала, выходы данных первого счетчика соединены с входами данных первых регистров обоих каналов, выход цифроаналогового преобразователя соединен в каждом канале с вторыми входами аналогового блока сравнения/ выход которого соединен со стробирую- щим входом первого регистра и с пер- выми входами третьего и четвертого элементов И обоих каналов, выход цифрового блока сравнения подключен к вторым входам первого и второго элементов И обоих каналов, причем в каждом канале выходы первого и второго элементов И подключены к установочным входам соответственно первого и второго триггеров, инвертирующие выходы которых соединены с первы1 Ш входами соответственно третьего и четвертого элементов. И, выходы которых соединены со счетными входами соответственно четвертого и пятого счетчиков, выходы переполнения которых соединены с ус- 35 тановочными входами соответственно третьего и четвертого триггеров, выходы второго и третьего регистров обоих каналов.подключены к второй группе выходов цифрового блока сравнения, а выход генератора импульсов подключен к счетному входу второго счётчика.

30

40

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах управления и регулирования технологических параметров. Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля. Устройство для контроля параметров содержит блок сравнения 10, генератор импульсов 4, счетчики 5, 7 и 9, цифроаналоговый преобразователь 8, дешифратор 6, каналы 12, каждый из которых содержит датчик 1, нормализатор 2, блок 3 сравнения, регистры 11, 13 и 14 с тремя состояниями, четыре элемента И 15, 16, 19 и 20, два счетчика 21 к 22 к четыре триггера 17, 18, 23 и 24. Устройство позволяет осуществлять стохастический контроль объекта с учетом сбоев за счет оценки времени выхода параметров за пределы допусков. 1 ил. (Л со 4 Ф СП СО