Устройство для контроля Советский патент 1988 года по МПК G06F11/24 

(Л

Од Од

Изобретение относится к технике автоматического контроля систем. автоматической стабилизации и может быть использовано в системах централизованного контроля и управления технологическими параметрами. Цель изобретения - повьппение достоверности контроля устройства. Устройство содержит АЦП 1, дешифратор 2, регистр 3 уставок, блок 4 сравнения, генератор 5 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 6, элемент НЕ 7, элементы И 8 - 11, счетчики 12-15, элементы ИЛИ 16, 17, 18. В устройстве формируется дополнительный аварийный сигнал при отклонении контролируемого параметра до предельной величины. 2 ил.

J8

Изобретение относится к автоматическому контролю систем автоматической стабилизации и может быть использовано в системах централизован- ного контроля и управления технологическими параметрами.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 представлена структур- ная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, дешифратор 2, регистр 3 уставок, блок 4 сравнения, генератор 5 тактовых импульсов, третий элемент ИЛИ 6, элемент НЕ 7, второй 8, первый 9, третий 10 и четвертый I1 элементы И, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15 счетчики, первый 16, Второй 17, четвертьй 18 элементы ИЛИ.

Принцип контроля, реализуемьш с помощью предлагаемого устройства, заключается в обнаружении и фиксации отклонений контролируемого параметра от заданных границ поля допуска за выбранньй период контроля Т|, который задается коэффициентом пересчета счетчика 13.

Для периода контроля, исходя из статистических свойств контролируемого параметра, определяют интегрально время нарушения допуска цз

h , Z t ц; ) , где п - число нарушений поля

1«1

допуска (фиг. 2), задают Тц коэффициентом пересчета счетчика 14 и допустимое число нарушений допуска N., задаваемое коэффициентом пересчета счетчика 15, Если за период Т контроля Nrt или Тц будет превьш1ено, т.е. когда при п 7/ NO контролируемый па- раметр будет находиться за пределами допуска в течение времени Т ц больше, чем , т.е. Т ц 7 THJ, то на выходе устройства будет сформирован аварийный сигнал.

Если величина отклонения контролируемого параметра достигает предельно допустимого значения, аварийный сигнал формируется на дополнительном выходе устройства.

Устройство работает следующим образом.

Q

5

0 5 0

5

При любых изменениях режима стабилизации в регистр 3 уставок заносятся новые значения границ поля допуска, а в счетчик 12 - информация о времени, необходимом для перехода на новый режим работы. В результате счетчик 12 выходит из нулевого состояния, а на его выходе появляется уровень логической 1, который поступает на установочный вход счетчика 13, сбрасывает последний и запрещает его работу, кроме того, уровень логической 1 с выхода счетчика 12 разрешает прохождение импульсов с выхода генератора на счетный вход счетчика 12,. пройдя через элемент 16, сбрасывает в О и запрещает работу счетчиков 14 и 15, пройдя через элемент 7, запрещает работу элементов 10 и 11, блокируя тем самым выдачу ложного сигнала Авария до окончания переходных процессов, связанных с переходом на новый режим стабилизации. Уровень логической l присутствует на выходе счетчика 12, пока последний не заполнится и не вернется вновь в нулевое состояние, т.е. пока не пройдет время, требуемое для перехода на новый режим стабилизации.

По окончании времени перехода на новый режим работы уровень логической 1 с выхода счетчика 12 снимается, запрещая работу элемента 8 и разрешая работу счетчиков 13 - 15, а также элементов 10 и 11. Счетчик 13 начинает работу, и с периодом Т на его выходе появляется сигнал, который, пройдя через элемент 16, сбрасывает счетчики 14 и 15 в нулевое состояние.

Входной сигнал, соответствующий величине контролируемого параметра через аналого-цифровой преобразователь 1 в цифровом виде поступает на входы блока 4 сравнения, где он сравнивается со значением уставки. Одновременно сигнал с выходов аналого- цифрового преобразователя поступает на входы дешифратора. Если величина контролируемого параметра достигает верхней А1 (фиг. 2) или нижней А2 границы поля допуска, на соответствующем выходе блока 4 сравнения появляется уровень логической 1, который пройдя через элемент 6, поступает на первый вход элемента 9. разрешая трохождение импульсов с генератора 5 и счетный вход счетчика

Как только величина контролируемого параметра достигает предельно допустимой верхней (нижней) границы поля допуска (фиг. 2), то кодовая комбинация, соответствующая данному входному сигналу, на входе дешифратора становится такой, что появляется уровень логической 1 на выходе МАКС (МИН) дешифратора, который поступает на четвертый вход элемента II (10), срабатывание которого подготовлено уровнями логической I, поступающими с соответствующих выходов схемы сравнения и элемента 7. Сигнал с выхода эдемента II (10), пройдя через элемент 18, поступает на дополнительный выход устройства как аварийный сигнал.

В известном устройстве аварийный сигнал формируется, если происходит переполнение любого из счетчиков 14 или 15, т.е. либо количество N нарушений границ А1 или А2 поля допуска превысит заданное число за время Т(,, либо сумма времен t - нахождения контролируемого параметра за пределами допуска превысит . Устройство не обеспечивает при выработке аварийного сигнала распознавания ситуации, за счет чего произошел выход параметра за допуски (сбой или отказ в устройстве,. вырабатывающем сигнал, параметры которого контролируются) . Устройство реагирует на Один вид нарушений допусков.

Пусть поток таких событий (выработки аварийных сигналов; является простейшим с ин 1-енсивностью , Тогда вероятность Р f(t) выработки аварийного сигнала чл некоторое время можно определить как

Pn(t)

- е

-Ait

В предлагаемом устройстве аварийный сигнал вырабатывается не только при тех же условиях, что и в известном устройстве, но и в случаях, если происходит мгновенное изменение контролируемого параметра и выход его за пределы А или . Пусть поток таких событий также является простейшим с интенсивностью А . Тогда вероятность Pj(t) выработки аварийного сигнала за то же время t можно определить из следующего соотношения:

Pj-(t)Pi(t)+Pj(t)-P,(t)-Pj(t), (2)

где Р (t) - вероятность выработки

аварийного сигнала под действием потока событий

с интенсивностью А,, P-(t) - то же, с интенсивностью

д,,

с учетом (1) можно записать

P(t) 1

-

(3)

Оценку W возможностей устройства по выработке аварийного сигнала с учетом причин, приведщих к его выработке, можно провести с использованием следующего соотношения:

- P.(t)

PTTFT

1 - е

-(

-А, I

- о т

(А)

Дпя.А, t и ( Д, + t «1

можно

40

записать

AI+ AI

1 +

А. At

5)

50

55

45

При А, А W 2.

Если выход контролируемого параметра обусловлен внезапным отказом в устройстве, на выходе которого он контролируется, то он выйдет за пределы не только AI (или А2), но и А мякс (MMh будет находиться там длительное время. В известном устройстве аварийный сигнал в этом случае выработается, если время наблюдения Т превысит интегральное время TKJ, и вероятность его выработки Pn(t) можно определить как

P;(t) о 1 - е- (6)

В предлагаемом устройстве аварийный сигнал в этом случае выработается по истечении времени Тц (фиг. 2) необходимого для вькода параметра за допуск (А2(у,ин) которое обычно очень мало. Тогда вероятность выработки P(t) аварийного сигнала

p;;(t)

ч 6

(7)

Возрастание достоверности контроля можио определить по формуле

-

с учетом (5) можно записать

(8)

V в II Те

дами блока сравнения, другие входы которого подключены к выходам регистра уставки, вход которого является установочным входом устройства, генератор тактовых импульсов соединен выходом с первым входом первого элемента И, счетным входом второго счетчика импульсов и первым входом вто10 ого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен с вхо- дом сброса второго счетчика, с вторым входом второго элемента И и с первым

15 входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика, а выход - к сбросовым входам третьего и четвертого счетчиков, подсоединенных выходами к

20 входам второго элемента ИЛИ, выход д) которого является первым выходом устройства, счетный вход трет.ьего счетчика соединен с выходом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены третий и четвертый элементы ИЛИ, четвертый элемент И, дешифратор и элемент НЕ, с первого по четвертый вхо30 ды третьего элемента ИЛИ подключены к одноименным выходам блока сравнения выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и со счетным входом четвертого счетчика, выход

25 первого счетчика через элемент НЕ подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, третий и пятый выходы блока сравнения соответственно подключены к вторым входам

40 третьего и четвертого элементов И, четвертый и шестой вьгходы блока сравнения соответственно подключены к третьим входам третьего и четвертого

Устройство для контроля, содержа- элементов И, четвертые входы которых щее блок сравнения, регистр установки,45 соединены с соответствующими выходами

Обычно в устройствах автоматического контроля величина отнощения (9) достигает 10 - 100, так как в аварийном режиме при значительном отклонении контролируемого параметра от границ допуска за короткий промежуток времени, когда Tj Тц необходимо мгновенно отключить аварийное устройство или принять другие меры, чтобы избежать возможной .аварии или выхода устройства из строя.

Таким образом, в предлагаемом устройстве не только повышается надежность контроля параметров, но и имеется возможность распознавания выработанных аварийных сигналов, формируемых при выходе контролируемых параметров за пределы допусков.

Формула изобретения

25

генератор тактовых импульсов, с первого по третий элементы И, с первого по четвертьм счетчики, первый и второй элементы ИЛИ и аналого-цифровой преобразователь, вход которого является информационным входом устройства, а выходы соединены с одними входешифратора,- а выходы - с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом устройства, выходы аналого- цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами дешифратора.