Устройство для централизованного контроля параметров Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 

1U4

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть

использовано для контроля параметров различных объектов.

Целью изобретения является повьше- ние достоверности контроля.

Цель достигается тем, что в уст- ройство для централизованного контроля параметров введены третий счетчик, блок сравнения кодов, переключатель, четвертый и пятый элементы И, задат- чик времени и второй триггер, первый выход которого соединен с первым входом переключателя, вторые входы которого подключены к выходам первого счетчика, третьи входы переключателя соединены с выходами третьего счет- чнЕса и с первыми входами блока сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходами переключателя, входами первого дешифратора и первыми информационными,входами блока индикации выход блока сравнения кодов подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом третьего счетчика и первым входом задатчика временир второй вход которого подключен к первому входу генератора импульсов третий вход блока сравнения кодов соединен с выходом третьего элемента И и первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу задатчика времени выход пятого элемента И соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй выход 1 второго триггера соединен с вторым входом четвертого эле- мента И.,

Каждый из вновь введенных блоков является известным и применяется по своему назначению. Однако совокупность их с соответствующими связя4ЙИ между собой и с устройством-прототипом является новой и определяется положительный эффект от преДпоженного устройства в целом, а свойства его не

совпадают со свойствами известных ре

шений. Следовательно, предпоженное устройство можно считать соответст- вузощим критерию существенных отличий.

На чертеже представлена структур- ная схема устройства для централизованного контроля параметров.

Устройство для централизованного контроля параметров содержит датчики

д 5 0 5 0 0

5

0

е

1 параметров, унифицирующие преобразователи 2, вьгчитатели 3, задатчик 4 номинальных значений параметров, пер- вьй 5 и второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, первый 7 и второй 8 коммутаторы, дешифратор 9, первьй счетчик 10, пятый блок II сравнения, первый 12 и второй 13 ключи, третий 14, четвертый 15, первьй 16 и второй 17 блоки сравнения, третий 18 и второй 19 элементы ИЛИ, элемент НЕ 20, задатчик 21 допустимых отклонений параметров, аналого-цифровой преобразователь блок 23 индикации, генератор 24 импульсов, первьй триггер 25, первьй 26, второй 27 и третий 28 элементы И, второй счетчик 29, первьй элемент ИЛИ 30. Блок сравнения 11 содержит инвертор 31, дифференциальный усилитель 32. В блоке индикации 23 на фиг. 1 обозначены регистр 33, первый и второй преобразователи кодов 34 и 35 (двоичного кода в двоично-десятичный код), первый 36 и второй 37 дешифраторы, цифровые индикаторы 38 и усилители 39 индикации блока 23 индикации. Кроме того 5 устройство содержит переключатель 40, компаратор 41, третий счетчик 42, второй триггер 43, задатчик 44 времени, четвертый 45 и пятый 46 элементы И.

Датчики 1 служат для преобразования технологических параметров в электрический сигнал. Преобразователи 2 служат для нормализации выходных сигналов датчиков. Вычитатели 3 предназначены для получения отклонения текущего значения параметра от номинального. Блок 5 служит для выделения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 5 представляет собой диодную сборку, . число диодов в сборке равно числу каналов, причем аноды диодов соединены с соответствующими выходами вычита- телей 3, а катоды диодов соединены между собой и с первым входом блока 11, Блок 6 служит для выделения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 6 представляет собой диодную сборку, число диодов в сборке равно числу каналов, причем катоды диодов соединены с соответствующими выходами вычи- тателя 3, а аноды диодов соединены

между -собой и с вторым входом блока 1 1 . KoMNryTaTop 7 слуяа1Т для ции разностных сигналов с выходов вы читателей 3. Число ключей в коммутаторе 7 равно числу каналов. Комьгута- тор 8 служит для коммутации унифицированных сигналов с выходов преобразователей 2, число ключей в нем равно числу каналов.

Блок I1 служит для сравнения мак- симальньк положительного и отрицательного отклонений параметров . ду собой по абсолютному значению. В состав блока 11 входит инвертор 31 и усилитель 32. Инвертор 31 представляет собой усилитель с коэффициентом усиления, равным единице на вход которого поступает максимальное отклонение параметра от номинального значения. Таким образом, на входы усилителя 32 поступают напряжения одинаковых знаков. Усилитель 32 работает в релейном ре; киме, а это означает, что если напряжение на его первом входе (от блока 5) больше, чем н втором, то на выходе усилителя 32 сохраняется вь сокий положительный потенциал - 1, если меньше, то на

АА71 7 4

логические сигналы Больше и Меньше.

Задатчик 21 предназначен для фор- мирования и вьщачи значений допустимых отклонений параметров от номинальных значений и представляет собой два источника напряжения разной полярности,

QБлок 23 содержит регистр 33, предназначенный для записи, хранения и выдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой регистр с параллельной установкой и

15 съемом информации, преобразователи 34 и 35 двоичного кода значений выбранного параметра и номера канала соответственно в двоично-десяттзчиый код, дешифраторы 36 и 37 двоично-де20 сятичного кода в десятичньш позиционный код, необходимый для управления И1здикаторами 38, усилители 39 индикации отклонений выбранного параметра из зоны дoпycти п lx значений - Больше или Меньше, и содерл аии1е лампы накаливания, подсвечивающие соответствующие транспаранты.

Генератор 24 импульсов дпя управления работой устройства и мо

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров различных объектов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет принудительного опроса каналов контроля, отклонение сигналов которых от номинальных значений отличается от максимального значения. Устройство для централизованного контроля параметров содержит датчики параметров, унифицирующие преобразователи 2, вычитатели 3, за- датчик 4 номинальнь1х значений параметров, коммутаторы 7, 8, блоки 5, 6 выделения максимального отклонения параметра, деши( 9, три счетчика 10, 29 и 42, пять блоков сравнения 11, 14 - 17, два ключа 12, 13, задатчик 21 допустимых отклонений, аналого-ц1 фровой преобразователь 22, три элемента ИЛИ 18, 19, 30, пять элементов И 26-28, 45, 46, элемент НЕ 20, блок индикации 23, переключатель 40, компаратор 41, два триггера 25, 43, задатчик времени 44. За счет введения переключателя, блока сравнения кодов, задатчика времени, дополнительных счетчика, триггера и двух элементов И осуществляется принудительный опрос малоактивных каналов, что повьшает достоверность контроля и удобство использования информации потребителем. 1 ил. § сл 4 4

выходе усилителя 32 высокий отрица- 30 жет быть построен на основе мультительньш (или нулевой) потенциал - О . Ключ 12 служит для подключения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока 15. Ключ 12 открыт при наличии сигнала 1 на выходе усилителя 32. Ключ 13 служит для подключения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока 14. Ключ 13 открыт при наличии сигнала О на выходе усилителя 32.

Блоки 14 и 15 служат для выработвибратора с двумя выходами.

Переключатель 40 служит д,ля подключения к дешифратору 9 выходов пер вого счетчика 10 при нулевом управ25 ляющем сигпале от триггера 43 или вы ходов третьего счетчика 42 при единичном сигнале на выходе триггера 43 Переключатель 40 представляет собой набор элементов И с двумя входами

40 каждый, одного инвертора и элемен- тов ИЛИ по числу разрядов кода адреса. Число элементов И равно удвоенному числу разрядов кода адреса fHo- мера канала), одна половина которь х

ки сигналов I при равенстве теку- дЗ подключена к выходам счетчика- 0, а

щего положительного (только блока 15) или отрицательного (только блока 14) отклонения параметров, поступающих на первые входы блоков 14 и 15, и максимального положительного или отрицательного отклонения параметра от номинального значения.

Блоки 16 и 17 служат для выработки сигналов 1 при достижении теку50

другая - к выходам счетчика 42. Вторые входы элементов И, подключенных к счетчику 42, непосредственно соединены с выходом триггера 43,, а вторые входы элементов И, подключеньшх к счетчику 10, соединены с выходом триггера 43 через инвертор.

Компаратор 41 служит для выработки сигнала совпадения кодов, постущего положительного (только блок 16) гс пающих от счетчиков 10 (через пере- и текущего отрицательного (только ключатель 40) и 42 (непосредственно).

Счетчик 42 служит для формирования кода адреса контролируемого канала.

блок 17) отклонения параметра значения допустимого отклонения соответствующего знака, т.е. вырабатываются

Триггер 43 предназначен для формировибратора с двумя выходами.

Переключатель 40 служит д,ля подключения к дешифратору 9 выходов первого счетчика 10 при нулевом управляющем сигпале от триггера 43 или выходов третьего счетчика 42 при единичном сигнале на выходе триггера 43. Переключатель 40 представляет собой набор элементов И с двумя входами

каждый, одного инвертора и элемен- , тов ИЛИ по числу разрядов кода адреса. Число элементов И равно удвоенному числу разрядов кода адреса fHo- ера канала), одна половина которь х

подключена к выходам счетчика- 0, а

другая - к выходам счетчика 42. Вторые входы элементов И, подключенных к счетчику 42, непосредственно соединены с выходом триггера 43,, а вторые входы элементов И, подключеньшх к счетчику 10, соединены с выходом триггера 43 через инвертор.

Компаратор 41 служит для выработки сигнала совпадения кодов, постуТриггер 43 предназначен для формиро

вания сигналов управления переключателем 40 и четвертым элементом И 45. Задатчик 44 времени спужит для задания максимально возможного интервала между моментами контроля и может быть построен, например, на счетчике, запускаемом генератором 24 и сбрасыва е- мом выходным сигналом компаратора 41 проходящим через элемент И 45. Максимальный интервал между моментами контроля определяется как динамическими свойствами входных сигналов, так и.требованиями потребителя информа- ции. Элемент И 46 служит для выработ- ки сигнала переключения триггера 43 так, чтобы к управляющему входу переключателя 40 был подан единичный сигнал при совпадении единичных сигналов с выхода задатчика 44 времени и с выхода элемента И 28.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода датчика 1 поступает на вход преобразователя 2, с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход вычитателя 3, где происходит вычисление разности напряжений, поступающих от преобразователя 2 и задатчика 4 (задания номинальных значений параметров). Разностные сигналы поступают на первый 5 и. второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, а также на первый коммутатор 7. Сигналы от преобразователя 2 поступают на коммутатор 8.

При включении устройства в работу если триггер 25 находится в состоянии 1, через элемент И 26 на счетчики 10 и 29 поступают импульсы с второго выхода генератора 24, по которым счетчик 10 через дешифратор 9 осуществляет переключение каналов в коммутаторах 7 и 8, и выпо:шяется Р)брос счетчика 29 в нулевое состояние. На счетный вход счетчика 29 импульсы с первого выхода генератора

24поступают постоянно. Если триггер

25находится в состоянии О, то через некоторый промежуток времени, определенный начальным состоянием счетчика 29, с его выхода появится сигнал, устанавливанидий через элемент ИЛИ 30 триггер 25 в состояние 1. Таким образом, состояние триггера 25 счетчиков 10 и 29 после включения питания определяет время переходного процесса.

0

g

С выхода блока 5 максимальное положительное отклонение параметра поступает на первый вход блока 11, на второй вход которого поступает максимальное отрицательное отклонение параметра с выхода блока 6. Блок 11 осуществляет сравнение по абсолютному значению поступающих на его входы отклонений параметров. Если напряжение на первом входе блока 11 по аб- солютному значению больше, чем на втором, то на выходе блока 11 формируется сигнал 1, открываюпшй ключ 12, и напряжение с выхода блока 5. поступает на второй вход блока 15. Если напряжение на первом входе блока 11 по абсолютному значению меньше, чем на втором, то на выходе блока 11 формируется сигнал О, по которому открывается ключ 13, и напряжение с выхода блока 6 поступает на второй вход блока 14,

При нулевом сигнале на управляюб щем входе переключатели 40 (от триггера 43) устройство работает так же, как прототип, но связь счетчика 10 и дешифратора 9 осуществляется через переключатель 40.

При этом триггер 25 в состоянии 1 разрешает прохождение импульсов от генератора 24 через элемент И 26 на счетчик 10. Комм,утаторы 7 и 8 последовательно опрашивают каналы. Напряжения, пропорциональные отклонениям параметров от номинальных значений, через коммутатор 7 поступают на первые входы блоков 14-17. В момент равенства сигналов на первом и втоQ ром входах блоков 14 или 15 последние через элемент ИЛИ 18 формируют сигнал 1, подготавливающий элемент И 28, Напряжения, соответствующие отклонениям параметров от номиg налы-П)1х значений, сравниваются с сиг0

5

0

налами задатчика 21, поступающими на вторые входы блоков 16 и 17. Если выбранное максимальное отклонение больше допустимого отклонения параметра, то на выходах блоков 16 или 17 появляется сигнал 1, который через элемент ИЛИ 19 и подготовленный ранее элемент И 28 устанавливает триггер 25 в состояние О и запускает преобразователь 22, на вход которого через коммутатор 8 поступает напряжение, соответствующее значению параметра выбранного канала. Если максимальное отклонение параметра находит71/144717

допустимых значений (ни онтролируемых параметров из зоны-допустимых значена выходе блоков 16 и 17 бутриггер 25 остается в сос. Устройство продолжает са до последнего канала и новый цикл опроса каналов. ае выхода параметра из зоны

10

ва за сч 42 ср ре си ли ре вы од вы 15 на кл ло ме ра пе ка

допустимых значений сигналы 1 с выходов блоков 16 или 17 подаются на усилители 39 индикации результатов контроля (Больше, Меньше) и на регуляторы для регулирования. Код значения выбранного параметра с выхода преобразователя 22 по сигналу Конец преобразования записывается в регистр 33.0т счетчика iO (через переключатель 40) на преобразователь 35 поступает код адреса выбранного канала. Коды значений выбранного параметра и адреса канала через преобразователи 34 и 35 и дешифраторы 36 и 37 поступают на индикаторы 38.

На выход устройства подается адрес канала, подлежащего регулированию, благодаря чему может быть подключен соответствующий регулятор. По окончании процесса регулирования выбранного параметра на выходах блоков 16 и 17 появляется сигнал О (Норма, подготавливающий элементы ИЛИ 19 и НЕ 20, элемент И 27. Импуль с генератора 24 проходит через элементы И 27 к ИЛИ 30, устанавливает триггер 25 в состояние 1 и сбрасывает регистр 33. Устройство продолжает цикл опроса каналов.

Если выбранный параметр не поддается регулированию, то через заданное время, определяемое максимально допустимым временем регулирования, на выходе счетчика 29 появляется сиг- нал переполнения, устанавливающий через элемент ИЛИ 30 триггер 25 в состояние 1 и сбрасывающий регистр 33.

Таким образом, изобретение дает большую достоверность контроля за счет принудительного опроса мало активных и даже неисправных)каналов через определенные промежутки времеУстройство продолжает опрос каналов.

При общей высокой активности конт-§0 ™ определяемые динамическими свой- ролируемых сигналов может возникнуть ствами сигналов и удобством использо- ситуация, когда некоторые каналы опрашиваться и контролироваться не будет из-за своей малой активности или

вания информации. Фо р мул а ИЗ

обретения

i Устройство для централизованного gg контроля параметров, содержащее датчики параметров, унифицирующие преобразователи, вычитатели, первый и второй блоки выделения максимального отклонения параметра, дешифратор, счетнеисправности элементов схемы, что в ряда случаев затрудняет использование информации. Для исключения такой ситуации в устройство введена схема контроля, состоящая из блоков 40-46.

0

Контроль осуществляется последовательно, начиная с любого канала, в зависимости от начапьногогсостояния счетчика 42. Код с выхода счетчика 42 сравнивается в компараторе 41 сравнения кодов с кодом на выходе переключателя 40 в момент появления сигнала на выходе элемента И 28. Если в максимально возможное время, оп- редёляёмое задатчиком 44 времени, на выходе переключателя 40 появится код, одинаковый с кодом счетчика 42, то на выходе компаратора 41 появляется сиг- 5 нал, который через элемент И 45 переключаете счетчик 42 в следующее положение и сбрасывает задатчик 44 вре- мени в 51ачальное положение. На дешифратор 9 в этом случае поступает через переключатель 40 код с выхода счетчика 10.

Если время, определяемое задатчиком 44, не достаточно для появления кода контролируемого канала, то на выходе задатчика появляется единичный сигнал, который через элемент И 46 в момент появления единичного сигнала на выходе элемента И 28 переключает триггер 43 так, что на управляющем входе переключателя 40 появляется единичный сигнал, а на входе элемента И 45 - нулевой. К входам дешифратора 9 оказываются подключенными выходы счетчика 42 и происходит прину- 5 дительный опрос контролируемого канала и соответствующая обработка сигнала этого канала. По окончании обработки сигнала контролируемого канала сигнал с выхода элемента ИЛИ 30

0

5

0

40 переключает триггер 43 так, что на

управляющий вход переключателя 40 поступает нулевой сигнал, а на вход элемента И 45 - единичный. Устройство переходит в режим нормальной работы.

Таким образом, изобретение дает большую достоверность контроля за счет принудительного опроса мало активных и даже неисправных)каналов через определенные промежутки време§0 ™ определяемые динамическими свой- ствами сигналов и удобством использо-

вания информации. Фо р мул а ИЗ

обретения

i Устройство для централизованного gg контроля параметров, содержащее датчики параметров, унифицирующие преобразователи, вычитатели, первый и второй блоки выделения максимального отклонения параметра, дешифратор, счетчики первый и второй, с первог-о по пятый блоки сравнения, первый и второй ключи, с первого по третий элементы ИЛИ, элемент НЕ, задатчик допустимых отклонений параметров, аналого-цифровой преобразователь, блок индикации, генератор импульсов, первый триггер с первого по третий элементы И и задатчик номинальных значений параметров и первый и второй коммутаторы, выходы датчиков параметров через унифицирующие преобразователи подключены к информационным входам второго коммутатора и к входам уменьшаемого вычитателей, входами вычитаемого подключённых к выходам задатчика номинальных значений параметров, выходы вычитателей соединены с соответствуюи ими входами первого и второго блоков выделения максимального отклонения параметра ;и с соответствующими информационными входами первого коммутатора, выходом подключенного к первым входам блока сравнения с первого по четвертый, выход . первого блока выделения максимального от1шонения параметра подключен к первому входу пятого блока сравнения и к информационному входу первого ключа, выход второго блока выделения максимального . отклонения подключен к информационному входу второго ключа и к второму входу пятого блока сравнения, выходом соединенного с управляющими входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к вторым входам четвертого и третьего блоков сравнения, выходами подсоединенных к соответствую щим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выходы задатчика допустимых отклонений параметров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков . сравнения, выходы которых являются соответствующими выходами устройства и подсоединены к соответствующим первым информационным входам блока индич кации и к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выходом подключенного к второму входу третьего элемента И и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента И, первый выход генератора импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с вторым входом второго элемента И, выходом соединенного с первым входом

44717-10

первого элемента ИЛИ,

второй вход ко

торого подключен к выходу переполнения второго счетчика, а выход - к- входу установки блока индикации и к .единичному ycтaнoвoчнo ry входу первого триггера, выходом соединенного с первым входом первого элемента И, вторым входом подключенного к второму выходу генератора импульсов, а выходом - к входу сброса второго счетчика и к счетному входу первого счетчика, выход третьего элемента И подключен к входу установки в О

первого триггера и к входу запуска аналого-цифрового преобразователя, информационным входом подключенного к выходу второго коммутатора, информационными выходами - к вторым информадионным входам блока индикации, а выходом КОНЕЦ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ - к управляющему входу блока индикации, выходы дешифратора соединены с управляющими входами первого и второго коммутаторов, отличаю щее- с я тем, что, с целью повыш.ения достоверности контроля, в устройство введены второй триггер, задатчик времени, четвертый и пятый элементы И, третий счетчикS компаратор и переключатель, информационными входами подключенный к выходам первого счетчика, первыми выходами - к входам де-. шифратора, к третьим информационным

входам блока индикации и к первым информационным входам компаратора, входом управления подключенного к выходу третьего элемента И и к первому входу пятого элемента И, а выходом - к перному входу четвертого элемента И, вы-, ходом соединенного с входом сброса задатчика времени и со счетным входом третьего счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами компаратора, первый выход генератора им- пульсов подключен к счетному входу задатчика времени, выходом подключенного к второму входу пятого элемента И, Выход которого соединен с первым

установочным входом второго триггера, вторым установочным входом подсоединенного к выходу первого элемента ИЛИ, а инвертирующим выходом - к управляющему входу переключателя, втоРые выходы которого соединены с вторыми входами компаратора, неинверти- руюисий выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И.