Устройство для автоматического контроля и индикации Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 

ASapi/я

11386965

Изобретение относится к автоматипк

ке и телемеханике и может быть использовано в устройствах автоматизированного контроля протекания циклических процессов, в цикловых системах управления в качестве средств контроля правильности изменения состояния объектов управления.

При наличии сигнала на управляющем входе компаратора 11 сигнал на его выходе отсутствует при любой комбинации сигналов на его информационных входах. Если сигнал на управляющем входе отсутствует, то компаратором 11 поразрядно сравниваются кадры информации, поступающие на две

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано в системах автоматизированного контроля протекания циклических процессов. Цель изобретения- повьшение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 синхронизации, первый коммутатор 2, блок 3 индикации, второй коммутатор 4, делитель 5 частоты, элемент И-НЕ 6, пер вый ключ 7, инвертор 8, второй ключ 9, датчики 10, компаратор 11, блок 12 памяти, одновибратор 13, элемент И 14, элемент ИЛИ 15, счетчик 16, триггер 17. Идентификация неисправности производится автоматически, при несравнении очередного набора выходных сигналов датчиков 10 с эталоном генерируется сигнал Авария и на блоке индикации начинает мигать индикатор, соответствующий неисправному датчику. 1 ил. с € (Л

Цель изобретения - сокращение нре- д группы его информационных входов мени локализации неисправностей. соответственно с датчиков 10 и с выходов блока 12 памяти, а сигнал на его выходе появляется при равенстве кадров на обоих группах входов.

При поступлении на входы Ьдновиб- раторов 13 и 18 нарастающего фронта сигнала на их выходах появляются имНа чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит синхронизатор, 1, первый коммутатор 2, блок 3 инди- кации, второй коммутатор 4, делитель 5 частоты, элемент И-НЕ 6, первый ключ 7, инвертор 8, второй ключ 9, датчики 10, компаратор 11, блок 12 памяти, первый одновибратор 13, эле- 2о ляется параметрами одновибраторов.

пульсные сигналы длительностью соответственно t

13

и t

18

которая опредементы И 14 и ИЛИ 15, счетчик 16, триггер 17, второй одновибратор 18, выход 19 Авария и вход 20 Сброс.

Устройство работает следующим образом.

Каждому состоянию контролируемого объекта соответствует определенная комбинация состояний датчиков 10, т.е. определенный код (кадр) на информационных входах коммутатора . 2, Если контролируемый объект последовательно проходит через состояния

QI QT.) Qjf Qn максимально допустимым временем перехода из Q; в Q; не более t,,, , то с интервалом времени о t на информационных входах коммутатора 2 последовательно появляются кадры А,, А, А,,..,А информации с датчиков 10,

25

Если до момента окончания выходного импульса поступит новый нарастающий фронт на вход одновибратора, то последний входит в режим повторного запуска, непрерывная длительность выходного импульса увеличивается, т.е. его срез должен наступить через время t ,j (tig) после последнего запускающего фронта..Первый одновибра- 30 тор 13 предназначен для предотвращения самовозбуждения в схеме при пере- ходных процессах, возникающих в момент срабатывания компаратора 11, переключения счетчика 16 и смены кадра на информационных выходах блока 12 памяти. Для нормальной работы устройства должны выполняться следующие условия

35

Блок И 2 памяти хранит эталонную

А А

последовательность А , , А,, А ,..,А кадров информации о множестве состояний контролируемого объекта. Таким образом, состоянию Q; объекта одноз- начно соответствует эталонный кадр А; в блоке 12 памяти. Номер i кадра, выдаваемого на информационные выходы блока 12 памяти, определяется состоянием счетчика 16 и, следовательно, значением адреса кадра на адресном входе блока 12 памяти. Количество состояний (коэффициент пересчета) счетчика 16 равно количеству контролируемых состояний объекта и, следо- вательно, количеству эталонных кадро в блоке 12 памяти. Количество информационных выходов блока 12 памяти рано числу датчиков 10.

ляется параметрами одновибраторов.

пульсные сигналы длительностью соотляется параметрами одновибраторов.

ветственно t

13

и t

18

которая определяется параметрами одновибраторов.

Если до момента окончания выходного импульса поступит новый нарастающий фронт на вход одновибратора, то последний входит в режим повторного запуска, непрерывная длительность выходного импульса увеличивается, т.е. его срез должен наступить через время t ,j (tig) после последнего запускающего фронта..Первый одновибра- тор 13 предназначен для предотвращения самовозбуждения в схеме при пере- ходных процессах, возникающих в момент срабатывания компаратора 11, переключения счетчика 16 и смены кадра на информационных выходах блока 12 памяти. Для нормальной работы устройства должны выполняться следующие условия

40

fAattc й tcBpoc

t,,

-пп

5 г

где t

WaKc

0

В

Сброс

О

максимально допустимое время перехода контролируемого объекта из состояния Q | , в состояние

Q; ;

длительность выходного импульса второго одновибратора 18;

длительность сигнала Сброс ;

длительность выходного импульса первого одновибратора 13;

время переходного процесса.

t,

+ t

+ t,

+ t.

де t, , .

t, t,

времена задержки распространения сигнала соответственно для одновибратора 13, элемента И 14, счетчика 16 и блока 12.

10

Для перевода устройства в рабочее состояние подается сигнал на вход 20 Сброс, при этом устанавливаются в нулевое состояние триггер 17 и счетчик 16, через элемент ИЛИ 15 запускается второй одновибратор 18 и запрещается на время действия сигнала Сброс работа компаратора 11.

После окончания сигнала Сброс компаратором 11 сравниваются кадры информации на двух группах его информационных входов. Синхронизатор 1 осуществляет последовательную генерацию адресных сигналов на адресные входы коммутаторов 2 и 4 и блока 3 индикации. Коммутатор 2 последовательно подключает выходы датчиков 10 и информационному входу первого ключа 7, Аналогично коммутатор 4 подключает информационные выходы блока 12 памяти к информационному входу второго ключа 9, Генерация адресных сигналов всех датчиков составляет один цик,л сканирования.

.Сигнал с частотой следования циклов сканирования поступает на делитель 5 частоты, с выхода которого снимается сигнал со скважностью 2 и частотой, обеспечивающей нормальное восприятие оператором пульсирующего свечения индикаторов при возникновении аварии. Поскольку после подачи 40 сигнала Сброс триггер 17 установлен в нулевое состояние и на его прямом выходе отсутствует сигнал, то элемент И-НЕ 6 закрыт по своему первому входу, а следовательно, постоянно открыт первый ключ 7 по управляющему входу и закрыт второй ключ 9 через инвертор 8, Таким образом в блок 3 последовательно вводится информация с датчиблока 12 памяти. На выходе компарато ра 11 появляется сигнал, запускающий первый одновибратор 13, который чере элемент И 14 инкрементирует счетчик 16, через элемент ИЛИ 15 переводит второй одновибратор 18 в режим повторного запуска и на время t,, запрещает работу компаратора 11. Инкремент счетчика 16 вызывает появление кадра AJ на информационных выходах блока 12 памяти, окончании выходного импульса первого одновибратора 13 через элемент ИЛИ 15 разрешается 15 работй компаратора 11, теперь на его первой группе информационных входов

30

ожидается появление кадра A,j. с датчиков 10, По-прежнему сброшен триг- . гер 17 и открыт первый ключ 7 и на

20 блок 3 индикации вводится информация о состоянии датчиков 10,

Таким образом, если последовательный переход контролируемого объекта из состояния Q;., в состоя25 ние QJ происходит за время , меньшее максимально допустимого времени t/AQKc каждом этапе контроля происходит повторный запуск второго одновибратора 18 и инкремент счетчика 16, При этом триггер 17 постоянно сброшен, а на блок 3 индикации постоянно вводится информация с датчи-- ков 10, Контролируемый объект последовательно проходит через состояния Q,, Q,, Q,,.,,,Qn, после чего процесс циклически повторяется - за состоянием Q следует состояние Q, и так далее.

Если на каком-то этапе контроля объект не перешел из состояния Q . в состояние Q ; в течение времени С ff, произошло положительного сравнения кадров на компараторе 11, то по окончании выходнод5 го импульса одновибратора 18 взводится в единичное состояние триггер 17, блокируя через элемент И 14 дальнейшее управление счетчиком 16 по его счетному входу и запуск второго

35

одновибратора 18, Появляется сигнал ков 10, чем осуществляется динамичес-50 выходной шине устройства Авария, кая индикация их состояний.

разрешается работа элемента И-НЕ 6 и на управляющие входы первого 7 и второго 9 ключей поступают в противофа- зе управляющие сигналы со скважностью 2, Таким образом организуется режим индикации, состоящий из двух постоянно чередукяцихся тактов - в течение первого такта информация в блок 3

Пусть в течение некоторого интервала времени Т : t с момента подачи сигнала Сброс контролируемый объект достиг состояния Q,, при этом кадр А, информации, снимаемьм с датчиков 10, поразрядно равен кадру А,, снимаемому с информационных выходов

блока 12 памяти. На выходе компаратора 11 появляется сигнал, запускающий первый одновибратор 13, который через элемент И 14 инкрементирует счетчик 16, через элемент ИЛИ 15 переводит второй одновибратор 18 в режим повторного запуска и на время t,, запрещает работу компаратора 11. Инкремент счетчика 16 вызывает появление кадра AJ на информационных выходах блока 12 памяти, окончании выходного импульса первого одновибратора 13 через элемент ИЛИ 15 разрешается работй компаратора 11, теперь на его первой группе информационных входов

0

0

ожидается появление кадра A,j. с датчиков 10, По-прежнему сброшен триг- . гер 17 и открыт первый ключ 7 и на

0 блок 3 индикации вводится информация о состоянии датчиков 10,

Таким образом, если последовательный переход контролируемого объекта из состояния Q;., в состоя5 ние QJ происходит за время , меньшее максимально допустимого времени t/AQKc каждом этапе контроля происходит повторный запуск второго одновибратора 18 и инкремент счетчика 16, При этом триггер 17 постоянно сброшен, а на блок 3 индикации постоянно вводится информация с датчи-- ков 10, Контролируемый объект последовательно проходит через состояния Q,, Q,, Q,,.,,,Qn, после чего процесс циклически повторяется - за состоянием Q следует состояние Q, и так далее.

Если на каком-то этапе контроля объект не перешел из состояния Q . в состояние Q ; в течение времени С ff, произошло положительного сравнения кадров на компараторе 11, то по окончании выходно5 го импульса одновибратора 18 взводится в единичное состояние триггер 17, блокируя через элемент И 14 дальнейшее управление счетчиком 16 по его счетному входу и запуск второго

5

одновибратора 18, Появляется сигнал выходной шине устройства Авария,

разрешается работа элемента И-НЕ 6 и на управляющие входы первого 7 и второго 9 ключей поступают в противофа- зе управляющие сигналы со скважностью 2, Таким образом организуется режим индикации, состоящий из двух постоянно чередукяцихся тактов - в течение первого такта информация в блок 3

513

индикации вводится с датчиков 10 и отражает действительное состояние контролируемого объекта, в течение следующего такта информация вводит- ся с блока 12 памяти и отражает состояние, которое ожидалось, но не было достигнуто контролируемьм объектом. При этом индикаторы, соответствующие датчикам, не перешедшим в требуемое состояние, переходят в режим пульсирующего свечения, обеспечивая оператору быструю локализацию причины аварии.

Таким образом, -для объектов с наперед известной циклической последовательностью изменения состояний и нормированным временем перехода устройство позволяет автоматически контролировать п равильность изменени состояний и время перехода. При этом если последовательность изменения состояний нарушена или превышено допустимое время перехода, то дальнейший процесс контроля прекращается, активизируется выход Авария и индикаторы, соответствующие датчикам, не перешедшим в необходимое состояние, переходят в режим пульсирующего свечения. Быстр од ействи:е устройства возрастает за счет автоматизации .процесса идентификации неисправности

Ф

ормула изоб. ретения

Устройство для автоматического контроля и индикации, содержащее блок памяти, первый ключ, датчики, подключенные выходами к соответствующим информационным входам первого коммутатора, адресным входом соединенные с адресным выходом синхронизатора и адресным входом блока индикации, информационный вход которого

соединен с выходами первого и второго

ключей, а выход коммутатора соединен с информационным входом первого ключа, управляющий вход которого соединен с входом инвертора, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, и делитель частоты, соединенный входом с СИНХРОВХОДОМ СИН5{ронизатора, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени локализации неисправностей,введены компаратор, второй коммутатор, первый и второй одновибраторы, элемент ИЖ, элемент И, элемент И-НЕ, счетчик и триггер, информационные входы первой группы компаратора являются входами устройства для подключения к выходам объекта контроля, информационные выходы блока памяти соединены с информационными входами второй группы компаратора и информационными входами второго коммут.атора, выход которого соединен с информационным входом второго ключа, а адресный вход - с адресным выходом синхронизатора,-выход компаратора соединен через первьш одновибратор с первым входом элемен- та И, второй вход которого соединен с инверсным выходом- триггера, а выход - с первым входом элемента ИЛИ и счетным входом счетчика адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, а входы Сброс счетчика и триггера и второй вход элемента ИЛИ являются входом Сброс устройства, выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом компаратора и через второй одновибратор с входом установки триггера, прямой выход которого является выходом Авария устройства и соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выход - с входом инвертора.