Устройство для измерения параметров динамического процесса и управления с самоконтролем Советский патент 1989 года по МПК G06F11/07 

«Л

с

4

со

СП

СП

1495

блоки 6 и 7 анализа состояния, блок

8 индикацин, пульт 9 управления, узел 10 пуска-останова, блок 11 приращений, сумматоры 12-14, схемы 15 и 16 сравнения, дешифратор 17, регистры контроля 18 и знака 19, триггеры 20 и 21 управляющих воздействий, коммутатор 22, сумматоры 23-25 по модулю два, элемент ЗАПРЕТ 26, элементы

И 27. Сущность изобретения состоит в повы&ении надежности функционирования и точности измерения за счет

организации измерения параметра и обработки результатов двумя идентичными каналами, отключаемыми при отказах, а также учета возможного увеличения параметра за два более циклов измерения, обеспечения вбзможно- сти прекращения -выдачи управляющих воздействий на контролируемый объект в случае отказа системы и усреднения значений, измеряемых первым и вторым блоками измерения регистра. 6 з.п, ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых управляющих комплексах в качестве подсистем контроля и управления. Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства и точности измерения. Сущность: устройство дополнительно содержит второй блок измерения параметра, блок формирования знака параметра, второй блок анализа состояния, элемент И, второй и третий сумматоры, вторую схему сравнения, дешифратор, коммутатор и второй и третий сумматоры по модулю два. Каждый блок измерения параметра содержит счетчик, схему сравнения, датчик параметра в виде генератора контролируемой частоты, элемент И, комбинационный сумматор, первый и второй коммутаторы. Блок синхронизации содержит первый и второй счетчики, генератор опорной частоты, с первого по третий элементы И и элемент ИЛИ - НЕ. Блок формирования знака параметра содержит схему сравнения, первый и второй коммутаторы и первую и вторую группу элементов И. Блок сравнения содержит схему сравнения, элемент ИЛИ, первый и второй сумматоры по модулю два. Каждый блок анализа состояния содержит счетчик сбоев, первый и второй элементы И. Блок приращений содержит регистр, сумматор, первый и второй элементы И. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых управляющих комплексах в качестве подсисте- Mbij контроля и управления, например, температзФным режимом, скоростью вращения и т.д.о

Цель изобретения - повыиениё надежности устройства и точности измерения параметра.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства дця измерения параметра динамического процесса и управления им с самоконтролем; на фиг. 2 - 11 - примеры выполнения функциональных с5сем блока измерения параметра, блока синхронизации и временной диаграммы его работы, блока формирования знака параметра, блока сравнения, блока анализа состояния, блока индикации, пульта управления, схемы пуска-останова, блока приращений и сзлмматора соответственно.

Устройство (фиг. I) содержит первый 1 и второй 2 блоки измерения параметра, блок 3 синхронизации, блок

4формирования знака параметра, блок

5сравнения, первый 6 и второй 7 блоки анализа состояния, блок 8 индикации, пульт 9 управления, узел 10 пуска-останова, блок 11 приращений, третий 12, 13 и второй 14 сумматоры, первую 15 и вторую 16 схемы сравнения, дешифратор 17, регистры контроля 18 и знака 19, первьй 20 и второй 21 триггеры управляющих воздействий, коммутатор 22, третий 23, первьй 24 Г1 второй 25 сумматоры по модулю дна, элемент ЗАПРЕТ 26 и элемент И 27, первьй 28 и второй 29 выходы устройства, первьй 30, второй

31 и третий 32 выходы первого блока

1 измерения параметра, первьй 33, второй 34 и третий 35 выходы второго

блока 2 измерения параметра, первьй 36, второй 37 и третий 38 выходы блока 3 синхронизации, первьй 39 и вто- рой 40 выходы блока 4 формирования знака параметра, первьй 41 и второй

42 выходы блока 5 сравнения, выходы 43 и 44 соответственно первого 6 и второго 7 блоков анализа состояния, первьй 45, второй 46, третий 47, чет- вертьй 48 и пятьй 49 информационные,

первьй 50 и второй 51 управляющие выходы пульта 9 управления, выход 52 узла 10 пуска-останова, выход 53 блока 1 1 прирардений, выходы 54-56 со- ответственно сумматоров 12 - 14,

выходы 57 и 58 соответственно первой 15 и второй 16 схем сравнения, первый 59, второй 60, третий 61 и четвертьш 62 выходы дешифратора 17, выход 63 регистров 18 контроля, первьй 64 и

второй 65 выходы регистра 19 знака,

выход 66 сумматора 22, выходы 67 69 соответственно третьего 23, первого 24 и второго 25 сумматоров по модулю два, выход 70 элемента ЗАПРЕТ

26 и выход 71 элемента И 27.

Блок 1 (2) измерения параметра (фиг. 2, 3) содержит счетчик 72, схему 73 сравнения, комбинационньй сумматор 74, первьй 75 и второй 76 коммутаторы, датчик параметра, выполненный в виде генератора 77 контролируемой частоты, элемент И 78. Блок 3 синхронизации (фиг. 3) содержит пер- едьй 79 и второй 80 счетчики, генератор 8 опорной «астоты, первьй 82, второй 83 и третий 84 элементы И и элемент ИЛИ-НЕ 85.

Блок 4 формирования знака параметра (фиг. 4) содержит схему 86 сравне 14

ния, первый 87 и второй 88 коммутаторы, первую 89 и вторую 90 группы элементов И. Блок 5 сравнения (фиг. 5) содержит схему 91 сравнения, первый 92 и второй 93 сумматоры по модулю два и элемент ИЛИ 94. Блок 6 (7) анализа состояния (фиг. 6) содержит счетчик 95 сбоев, первьй 96 и второй 97 элементы И. Блок 8 индикации(фиг. 7) содержит группу элементов 98.1-98.п индикации, первьй 99, второй 100, третий 101, четвертый 102, пятый 103 шестой 104 и седьмой 105 элементы индикации. Вход 63 значения измеряемо- го параметра, первьй 64 и второй 65 входы знака, первьй 43 и второй 44 входы отказа соответственно блоков I и 2 измерения параметра, вход 70 отказа системы, первый 28 и второй 29 входы управляющих воздействий через элементы 98.1-98.п,99 - 105 индикации соответственно соединены с нулевым полюсом источника питания.

Пульт 9 управления (фиг. 8) содер- жит генератор 106 единицы, выход которого через первую 107.1-107.К, вторую 108.1-108.L, третью 109.1 - 109.Ми четвертую 110., 1-1 10.N группы выключателей соединен соответственно с первым 45, вторым 46, третьим 47, четвертым 48 и пятым 49 информационными выходами пульта 9 управления, а через первую 111 и вторую 112 кнопки - с первым 50 и вторым 51 управляющими входами пульта 9 управления соответственно.

.Узел 10 пуска-останова (фиг. 9) содержит триггер 113 и элемент ИЛИ 114. Блок П приращений (фиг. 10) со- держит регистр 115, сумматор 116, первьй 117 и второй 118 элементы И.

Сумматор 12 (13, 14) (фиг. 11) со- держкт схему 119 сравнения, первьй 120 и второй 121 коммутаторы, комби- национньй сумматор 122, первьй 123 и второй 124 элементы ИЛИ.

,, Блок 1 (2) измерения параметра . предназначен дпя определения кода измеряемого параметра и знака пара- метра. Пример выполнения блока 1 (2) приведен на фиг. 2. Рассмотрим назначение элементов блока 1 (2) измерения параметра.

Генератор 77 формирует последова- тельность импульсов, частота которой, определяется значением измеряемого параметра. Например, при контроле ...

температуры в качестве генератора 77

i6

может быть применен кварцевый термо- частотньБ преобразователь, i-D-terouOiii частоту 5,64 МГц и крутизну преобразования и/::: 2000 Гц/°С, Частота, формируемая генератором 77, определяется значением измеряемого параметра и линейно зависит от его значения. Например, для указанного прибора

f

fo +0 t.

(1)

где fo - частота импульсов при t

0°С;

А - крутизна преобразования; t - значение измеряемого параметра (температура).

Генератор 77 имеет управляющий вход и формирует последовательность импульсов при наличии на этом входе единичного сигнала.

Счетчик 72 предназначен для подсчета импульсов, сформированных генератором 77 за интервал времени D. Обнуляется счетчик по единичному сигналу, поступившему на его R-вход. Схема 73 сравнения служит дпя определения знака измеряемого параметра. Для этого на ее вход А поступает код числа импульсов N, формируемых генератором 77 за время при нулевом значении измеряемого параметра, по- ступаищий на вход 46 (47) блока 1 (2), а на вход В - код числа импульсов N, сформированных генератором 77 при текущем значении измеряемого параметра, пост пающий с выхода счетчика 72. Если (,, то на выходе () схемы 73 сравнения будет сфор мирован единичный сигнал, что соответствует положительному знаку измеряемого параметра. Если N NO, то знак измеряемого параметра отрицатель ньй и единичный сигнал будет сформирован на выходе () схемы 73. Если N Np, то знак нулевой и на обоих выходах схемы нулевые сигналы.

Сумматор 74 и коммутаторы 75 и 76 служат для определения измеряемого параметра (разности N - N). Если знак измеряемого параметра положи- тельньй , то на вход В сумматора 74 поступает прямой код числа импульсов, сформированных генератором за время t , а на его вход А - инверсньй код числа К импульсов, формируемых при нулевом значении измеряемого параметра. По окончании

71495751

инт.ервала времени на Р-вход единич- Hcfro переноса сумматора 74 поступает единичньй сигнал и на его выходе формируется разность (N - Np), т.е. из- меренное значение контролируемого параметра, элемент И 78 служит для управления счетчиком 72.

Рассмотрим работу блока 1 (2) измерения параметра.10

ПpиIJцип измерения параметра, реализуемый блоком 1, состоит в следующем. Так как частота импульсов, формируемых генератором 77, определяется

8

единица: В результате на выходе сумматора 74, являющегося выходом блока 1 (2), будет сформирован код измерен ного, параметра t N - N,

Блок 3 синхронизации предназначен для формирования сигналов, обеспечивающих функционирование устройства. Пример вьшолнения блока 3 приведен на фиг. За, а временная диаграмма . его работы на фиг. 3 б.

Перед началом работы счетчики 79 и 80 (фиг. 3 а) находятся в нулевой состоянии (цепи установки исходного

тор 77 сформирует

N N. + /t,

выражением (1), то за время I генера-15 состояния условно не показаны), на

выходе элемента ИЛИ 85, являющегося выходом 37 блока 3, присутствует (2)единичньй сигнал, который открывает

элемент И 82. На Д-вход счетчика 79 20 с выхода 49 пульта 9 управления задается число импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за время . Счетчик 80 двухразрядный. НуЛевой сигнал с его выхода второго 25

f -Р г о I.

где N fi ; N,

Если интервал J выбрать равным

J где /Ь - безразмерная величина,

/

равная оС, то получим

разряда поступает на выход 38 блока и разрешает прохождение сигналов через элемент И 84.

N

NO +o(t . 1//J NO + t

(3)

откуда t - N - N.

Из этого выражения следует, что если интервал измерения кратен 1/д то и разность между числом импульсов, формированных генератором 77 за этот интервал, и числом N а будет кратна истинному значению измеряемого параметра. Число N ,, задается пультом 9

35

и поступает на вход 46 блока 1.

г

Генератор 77 запускается при поступлении единичного сигнала на его управляющий вход. При поступлении импульса с выхода 36 блока 3 сирхро- в40 нияации счетчик 72 устанавливается в ноль. После чего на входе 37 блока 1 (2) появляется нулевой сигнал, и импульсы с выхода генератора 77 начинают поступать на счетньй вход счетчика дз 72. Через интервал времени D нулевой

сигнал на входе 37 пропадает и появится единичный - в счетчике 72 зафиксируется код числа N импульсов.

Первый импульс с выхода генератора 81 пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика

81,счетчик 79 будет уменьшать свое состояние на единицу. Через время 2

сформированных генератором 77 при те-59 счетчик 79 обнулится и на выходе элемента ИЛИ 85 появится единица. Следующий импульс, сформированньй генератором 81, пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика 80. П5 заднему фронту этого импульса в счетчик 79 запишется код числа импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за время С, а счетчик 80 увеличит свое состояние

кущем значении измеряемого параметра. Схема 73 определ лт знак параметра, и на соответствующем ее выходе появится единичный сигнал. В соответствии со значением знака параметра че- рез коммутаторы 75 и 76 пройдут коды N и N.. (проинвертированные или нет) на входы В и А сумматора 74, а на - его Р-вход с входа 37 блока 1 (2) 8

единица: В результате на выходе сумматора 74, являющегося выходом блока 1 (2), будет сформирован код измеренного, параметра t N - N,

Блок 3 синхронизации предназначен для формирования сигналов, обеспечивающих функционирование устройства. Пример вьшолнения блока 3 приведен на фиг. За, а временная диаграмма . его работы на фиг. 3 б.

Перед началом работы счетчики 79 и 80 (фиг. 3 а) находятся в нулевой состоянии (цепи установки исходного

состояния условно не показаны), на

Левой сигнал с его выхода второго

разряда поступает на выход 38 блока и разрешает прохождение сигналов через элемент И 84.

При включении устройства на вход генератора 81 импульсов с выхода 52 пульта 9 поступит единичный сигнал и генератор 81 начнет формировать последовательность импульса стабильной частоты.

Первый импульс с выхода генератора 81 пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика

81,счетчик 79 будет уменьшать свое состояние на единицу. Через время 2

счетчик 79 обнулится и на выходе элемента ИЛИ 85 появится единица. Следующий импульс, сформированньй генератором 81, пройдет на выход 36 блока, С-вход счетчика 79 и счетный вход счетчика 80. П5 заднему фронту этого импульса в счетчик 79 запишется код числа импульсов, которое будет сформировано генератором 81 за время С, а счетчик 80 увеличит свое состояние

9U

еще на единицу и на его выходе (выход второго разряда) появится единичный сигнал, которьй поступит на выход 38 блока, а также запретит прохождение И14пульсов через элемент И 84. Поэтому единичный сигнал на выходе 38 блок 3 будет присутствовать в течение всей работы системы. Дальнейшая работа блока аналогична описанной. На фиг. Зб представлена временная диаграмма работы блока 3, поясняющая его работу.

Блок 4 формирования знака параметг ра (фиг. 4) предназначен для формиро- вания парафазного кода знака измеряемого параметра на основании анализа кодов знака параметра, сформированных блоками 1 и 2, и сигналов сбоя блоков 1 и 2 измерения параметра с выходов первой 6 и второй 7 схем сравнения. Схема 86 сравнения производит сравнение кодов параметра, измеренных блоками 1 и 2 измерения параметров, и выдает единичный сигнал на вькоде (А В), если код параметра, измеренного блоком 1, больше кода параметра, измеренного блоком 2, пара- Mefpa, измеренного блоком 1, меньше кода параметра, измеренного блоком 2, то единичный сигнал выдается на выход (А В) схемы 86 сравнения. Если коды равны, то на обоих выходах будут присутствовать нулевые сигналы.

Принцип работы блока 4 формирова- ния знака параметра заключается в том, что на выходы коммутаторов 87 и 88 пройдут сигналы знаков того значения параметра, модуль которого больше При сбое одного из блоков 1 или 2 измерения параметра он отключается от схемы 86 сравнения - закрывается соответствующая группа элементов И (89,или 90) и на вход схемы 86 сравнения вместо кода с выхода блока из- мерения параметра, в работе которого зафиксирован сбой, поступает нулевой код. Следовательно, код параметра, измеренного другим блоком, будет боль ше и на выходы 39 и 40 блока 4 про- : идет код соответствующего ему знака.

Блок 5 сравнения предназначен для сравнения истинного значения контролируемого параметра (D) с требуемым I (С) , задав.аемым на выходе 45 пульта 9 управления, и формирования сигналов С D на выходе 41 и С на выходе 42. Для сравнения истинного и требуемого значения параметра с учетом

0

0

5

57

О

5 0 5

5110

знаков на входы блока 5 сравнения в качестве старшего разряда подается знаковый разряд, соответствующей плюсу. Пример реализации блока 5 сравнения приведен на фиг. 6, На входы С и D схемы 91 сравнения поступают требуемое и измеренное значения контролируемого параметра вместе со знаковыми разрядами, а на входы элемента ИЛИ 94 - выходы разрядов, соответствующие положительным знакам требуемого и истинного значений параметра соответственно. В резтаьтате этого, если хотя бы одно из значений параметра положительно, то на выходе элемента ИЛИ присутствует нулевой сигнал и через сумматоры 92 и 93 по модулю два выходные сигналы схемы 91 срав- нения.без изменения передаются на выходы 41 rt 42 блока 5 сравнения.

Если же оба знака оггрицательны, то на выходе элемента 1;1-ШИ 94 присутствует единичньпЧ сигнал и сумматоры 92 и 93 по модулю два инрертир тот соответствующие сигнаггы, выдаваемые схемой 91, сравнения.

Блок 6 (7) анализа состояния (фиг. 6) предназначен для определения отказа блока 1 (2) измерения параметра. При повы1 ении нулевого сигнала на входе 57 (58) блока импульс, по- ступивщий на вход 36, пройдет на счетньш вход счетчика 95 и увеличит его состояние на единицу, т.е. счетчик зафиксирует сбой в работе блока I (2). Если в следующем цикле измерения на вход 57 продолжает поступать нулевой сигнал, то счетчик 94 продолжает считать и по достижении состояния счетчика, равного заданному коэффициенту пересчета (число следующих подряд сбоев), при котором принимается решение об отказе блока 1 (2), на вькод 43 (44) блока 6 (7) поступит сигнал отказа блока 1 (2). Одновременно выходной сигнал счетчика 94 запретит прохождение импульсов на его счетньй и R-входы. Если число следующих подряд сбоев не превысило граничного значения и на вход 57 поступил единичный сигнал, то импульс, поступивп1ий на вход 36, пройдет на R-вход счетчика 119 и обнулит его. „

Блок 8 (фиг. 7) служит для индикации контролируемого параметра (ин- дикаторы 98. 1-98.п), знака параметра (индикатор 99 Плюс и индикатор 100 Минус), отказа блоков измерения

11

параметра (индикатор 101 блока 1 и индикатор 102 блока 2), отказа системы (индикатор 103) и характера управляющего воздействия на объект контроля (индикатор 104 Нагрев и индикатор 105 Охлаждение).

Пульт 9 управления (фиг. 8) предназначен для задания кода и контролируемого параметра (выход 45), кода ю числа импульсов, определяющих работу блоков 1 и 2 измерения параметра (соответственно выходы 46 и 47)кода предельного разности (приращения) между соседними значениями . 15 контролируемого параметра (вькод 48) и кода дпительности интервала (выход 49), а также для формирования сигналов Пуск (выход 50) и Стоп (выход 51). Указанные выше коды и 20 сигналы формируются с помощью выключа- теЛей 107.1-107.К, 108.1-108.L, 109.1-109.М, 1 Ш. 1-110.N и кнопок 11 1 и 112 соответственно.

БЛОК (фиг. 10) служит дпя уве- 25 личения предельного приращения измеряемого параметра на цикле измерения, следующем за циклом, в котором был зафиксирован сбой двух блоков 1 и 2 измерения параметра. При нулевом сиг- 30 нале на входе 59 импульс, поступивший с выхода 36 блока 3 синхронизации, пройдет на R-вход регистра 115 и обнулит его, подтвердив нулевое состояние, на выходе 53 сумматора 16 будет 35 присутствовать единичное предельное приращение измеряемого параметра, задаваемое с выхода 48 пульта 9 управления. При одновременном сбое блоков 1 и 2 на выходе 59 дешифратора 17 Ю появится единичньй сигнал, и следуюрдай импульс, сформированньй на выходе 36 блока 3 синхронизации, пройдет на С-вход регистр а 1 15 и в него запишется предельное приращение, использованное 45 в предыдущемцикле измерения. Тогда на выходе сумматора 116 появится предельное приращение измеряемого параметра, использованное в предьщущем цикле измерения, увеличенное на вели- Q чину единичного предельного приращения, задаваемого с выхода 48 пульта 9. Таким образом, учитывается приращение параметр, за цикл измерения, в котором произошел сбой сразу двух блоков 1 и 2 измерения параметра.

Сумматор 12 предназначен дпя определения среднеарифметических зна- чений измеряемого параметра, опреде149575112

ляемых блоками 1 и 2. Пример реализации сумматора 12 представлен на фиг. 12. Значение параметра, измеренное блоком 1, поступает на Е-вход, схемы 119 сравнения и вКод коммутатора 120, а значение параметра, измеренное блоком 2, - на F-вход схемы 119 сравнения и вход коммутатора 121.

Если- знаки значений параметра, измеренные блоками 1 и 2, одинаковы, то с выхода 67 сумматора 23 по модулю два на сумматор 12 поступит еди-; ничный сигнал и на входы В и С комбинационного сумматора 122 поступают прямые коды значения параметра, измеренные блоками 1 и 2, акомбинацион- ньм сумматор 122 формирует на своем выходе сумму значений параметра.

Если знаки значений 1 араметра, измеренные блоками 1 и 2, различны, то на выходе 67 сумматора 23 по модулю два появится нулевой сигнал и на входы В и С комбинационного сумматора 122 поступит прямой код больше го значения цараметра и обратный код меньшего значения - на выходе комбинационного сумматора 122 появится разность значений параметра (сумма при одном отрицательном слагаемом).

Деление на два дпя двоичного кода равносильно сдвигу в сторону младиего разряда Поэтому, чтобы разделить полученную на выходе сумматора 12 сумму, достаточно при соединении выхода сумматора 12 с третьим информационным входом коьтутатора 22 задать следующее соответствие соединяемых разрядов выхода сумматора 12 и входа коммутатора 22 i-1-j; i 1, (К+1); j О, К, где i - номер разряда выхода сумматора 12; j - номер разряда входа коммутатора 22; К - максимально возможная разрядность кода измеряемого параметра. При этом нулевой j разряд выхода сумматора 12 не используется .

Сумматоры 13 и 14 (фиг. 11) предназначены для определения разности между предыдущим значением параметра и текунц1м значением параметра, измеренным соответственно блоками 1 и 2. Работают сумматоры 13 и 14 анало- сумматору 12 с той лишь разницей, что на их правл яющие входы 68 и 69 единичный сигнал с выходов соответственно сумматоров 24 и 25 по модулю два поступает в случае, если .знаки предыду1чего значения параметра

и текущего различны, и нулевой - если одинаковы.

Схемы 15 и 16 сравнивают предельную допустимую разность с разностью предыдущего значения параметра и текущего, измеренного соответственно блоками 1 и 2. Схемы 15 и 16 сравнения управляемые - выходные сигналы на их входах формируются только при наличии единичного сигнала на их управляющих входах, а при нулевом управляющем сигнале на их выходах при- .сутствуют единичные сигналы.

Если разность между предыдущр значением параметра и теку1цим не пре вьпиает предельно допустимой разности то на выходах схем 15 и 6 формируются единичные сигналы, а если превышает - нулевые.

Дещифратор 17 предназначен для формирования сигналов, соответствующих правильно функционирующим блокам 1 и 2. Сигнал на выходе 59 соответствует сбою блоков 1 и 2, на выходе 60 - сбою блока 2, на выходе 61 - сбою блока 1, на выходе 62 - нормальному функционированию блоков 1 и 2.

Регистр 18 контроля служит для запоминания значения контролируемого параметра. Запись в регистр 18 осуществляется по заднему фронту импульса, поступающему на его С-вход.

Регистр 19 знака предназначен для запоминания парафазного кода знака контролируемого параметра. Единица на выходе 64 регистра 19 соответст- знаку плюс, а на выходе 65 - знаку минус. Запись кода знака в регистр 19 осуществляется по заднему фронту импульса, поступающего на его С-вход,

Первьй 20 и второй 21 триггеры управляющих воздействий служат для запоминания выходных сигналов блока 5 сравнения и формирования управляющих сигналов на вьсходах 28 и 29 устройства соответственно. Единичное состояние триггера 20 соответствует снижению заданного значения контролируемого параметра. Выходной сигнал триггера 20 управляет включением исполнительного органа, обеспечивающе.го увеличение величины контролируемого параметра, например включение обогревателя, при контроле и регулировании температуры.

Единичное состояние триггера 21 соответствует превьшению контролируе0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мого параметра по сравнению с задан- ньм. Выходной сигнал триггера 21 управляет включением исполнительного органа, обеспечиварэшего сникение контролируемого параметра, напр1 мер включением холодильной установки.

Запись информации в триггеры 20 и 21 осуществляется по заднему фронту синхроимпульса, поступающего на С-БХОДЫ зтих триггеров, При появлении сигнала отказа системы он обнуляет триггеры 23 и 24 и блокирует их в этом состоянии.

Коммутатор 22 предназначен для выбора значения контролируемого параметра. На его первый, второй и третий информационные входы соответственно поступает значение параметра, измеренное блоком 1, среднее значение параметра, измеренное блоками 1 и 2, и значение параметра, измеренное блоком 2, Если в текущем 1ДИКле измерений блоки 1 и 2 работают без сбоя (отказа), то на выход коммутатора 25 пройдет среднее значение параметра. Если в одном из блоков I или 2 произошел сбой (отказ), то на выход коммутатора 25 пройдет значение параметра, измеренное другим блоком.

Сумматоры 23 - 25 по модулю два служат для формирования сигналов управления соответственно сумматорами 12 --14,

Элемент ЗАПРЕТ 26 предна:;начен для управления записью информапии в рр.ги- стры 18 и 19 и триггеры 20 и 21.

Элемент К 27 предназначен для формирования сигнала отказа системы.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы все лементы памяти устройства приводятся в исходное состояние с пульта 9 управления. Цепи установки в исходное состояние на фиг, 1 условно не показаны. Кроме того, с пульта 9 задаются, цифровой код, соответству лций требуемому значению контролируемого параметра N у-р (выход 45), код числа N импульсов, определяющих работу блоков 1 и 2 (выходы 46 и 47), код Np предельного значения, разности между соседними значениями контролируемого параметра (выход 48) и код N до1ительности ин-, тервала 1) (выход 49). Значения N ,

N

f-f

и N пзадаются, исходя из следующих расчетов.

5149575

Так как частота импульсов, формируемых генератором 78 блоков i и 2 (фиг. 2) определяется выражением (1), то за время Г генератор 77 сформирует

N

N

N(, + а t i импульсов, где N f с.

о о

Если выбрать . , то получим N N{, + t, t. N - Ид. Из этого следует, что код Nfi должен быть выбран таким,чтобы время присутствия единичного сигнала на выходе 37 блока 3 синхронизации (фиг. 3) было кратно i - 1/е(. Тогда разность между числом импульсов N, сформированных генерато- рами 77 блоков 1 и 2 за это время, и NO, будет кратна истинному значению контролируемого параметра t. Работа устройства начинается по сигналу Пуск, формируемому оператором с пульта 9. Этот сигнал поступает на вхЬд 50 узла 10, который сформирует единичный сигнал на своем выходе, поOf

ступающий на входы блоков 1 и 2 и на вход блока 3.

Первьй импульс с выхода 36 блока 3 установит в исходное состояние блоки 1 и 2, запишет код единичного приращения, задаваемый на ыходе 48, .пульта 9 управления в регистр 115 блока 11 (фиг. 10), и подтвердит нулевое состояние регистров 18 и 19 и триггеров 20 и 21. Затем на выходе 37 блока 3 появится единичный сигнал, который будет держаться в течение времени . По окончание этого сигнала на выходах блоков 1 и 2 будут сфор мировады значения параметра, измеренные этими блоками, и их знаки, которые поступят на входы блока 4 форми- рования знака параметра, значения параметра поступят на входы сумматора 12. .Так как на управляющих входах схем 15 и .16 нулевые сигналы и на их выходах присутствуют единичные сигна- лы, то на выходе 62 дешифратора 17 единица, и поэтому на выходе коммутатора 22 будет скоммутирован код среднеарифметического значениг параметра

который поступит на вход блока 5 .сра нения и D-вход регистра 18. Блок 5 сравнения сформирует на одном из своих выходов едшшчный сигнал (в соответствии с отношением требуемого значения параметра с измеренным).

По второму импульсу,сформированно му на выходе 36 блока 3 синхрониза--. ции, блоки 1 и 2 установятся в исходное состояние, в регистры 18 и 19 за16

пишутся соответственно код измеренного параметра, поступающий с выхода коммутатора 22, и код знака параметра, поступающий с выхода блока 4 формирования знака параметра, а в триггеры 20 и 21 запишутся соответствующие сигналы с выходов блока 5 сравнения, на выходе 38 блока 3 появится единичный сигнал. На выходы 28 и 29 устройства будут выданы управляющие сигналы, а значение измеренного пара-метра, его знак, выданное управляющее воздействие и состояние системы отобразятся блоком 8 индикации.

Работа устройства в следующих циклах измерения аналогична описанной. Только на управляющих входах схем 15 и 16 сравнения уже будет присутствовать единичньй сигнал i поэтому формирование знака параметра будет осуществляться с учетом того, какой из блоков 1 и 2 функционирует правильно (без сбоя), также в зависимости от этого будет осус;ествляться коммутация значений параметра на выход коммутатора 22 (по управляющим сигналам с вькодов дешифратора 1.7), а блоки 6 и 7 будут фиксировать сбои соответственно блоков 1 и 2.

Если одновременно произойдет сбой блоков 1 и 2, то на выходах схем 15 и 16 сравнения появятся нулевые сигналы, на выходе 59 дешифратора 17 появится единичный сигнал, который поступит на блок 11 приращений и закроет элемент ЗАПРЕТ 26, и следующий импульс, сформированный на выходе 36 блока. 3, не пройдет на синхровходы регистров 18 и 19 и триггеров 20 и 21 - в них остается прежняя информация. По следующему импульсу, сформированному на выходе 36 блока 3, на выходе блока 11 появится удвоенное предельное прирахцение - тем самым в следующем цикле измерений будет учтено возможное возрастание значения параметра над значением, хранимым в регистре 18, на величину, большую предельного приращения. В следующем цикле измерения устройство работает обычно.

При отказе одного из блоков 1 и 2 Чрешение принимается по определенному числу следу Ущик подряд сбоев) на выходе соответствующего блока 6 или 7 .появится единичный сигнал, который поступит на вход блока 8 индикации - отказ отобразится блоком 8.

При отказе второго блока 1 или 2 измерения параметра на выходе 71 элемента И 27 появится единичный сигнал, которьй обнулит триггеры 20 и ,21 - - управляюгше воздействия перестанут выдаваться на выходы 28 и 29 устройства и, поступив на вход схемы 10 пуска - останова, произведут останов

устройства. Отказ системы будет отоб- триггеров управляющих сигналор, выражаться блоком 8 индикации.

При нормальной работе устройства в случае необходимости прекратить работу устройства оператор нажатием кнопки формирует на выходе 51 пульта 15 9 управления сигнал останова, который, поступив на вход узла 10, произведет останов устройства.

Формула изобретения 20

ходы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства, выход регистра контроля соединен с вторым информационным входом первого сумматора и- с информационным входом блока индикации, первьй выход регист ра знака соединен с первым входом знака блока индикации и первым входо первого сумматора по модулю два, пря мой выход которого соединен с управляющим входом первого сумматора, вто рой выход регистра знака и выход пер вого блока анализа состояния соедине ны соответственно с вторым входом

первьй блок измерения параметра, блок 25 знака и с входом отказа первого блока

измерения параметра блока индикации, выход блока приращений соединен с вторым информационным входом первой схемы сравнения, выход элемента ЗАП- 30 PET соеРдннен с синхровходами регистров контроля и знака и первого и второго триггеров управляющих воздейст- ВИЙ, выходы которых соединены соответственно с .первым и вторым входами упсинхронизации, блок сравнения, первьй блок анализа состояния, блок индикации, пульт управления, узел пуска-останова, первьй сумматор, первую схему сравнения, регистры контроля и знака, первый и второй триггеры управляющих воздействий, первьй сумматор по модулю два, элемент ЗАПРЕТ и блок приращений, первьй, второй, четвертьй.и пятьй информационные выходы 5 равляющих воздействий блока индикапульта управления соединены соответственно с первьм входом блока сравнения, информационным входом первого блока измерения параметра, информационным входом блока приращения и ий- 40 формационным входом блока синхронизации, первый и второй управляющие выходы пульта управления соединены соответственно с первым и вторым входами узла пуС Ка-останова, выход которого соединен с первым управляющим входом первого блока измерения параметра и входом запуска блока синхронизации, первьй, а также третий выходы блока синхронизации соединены соответствен- но с вторым управляю1 Ц1м входом первого блока измерения параметра и первьм управляю цим входом блока приращений, а также с управляющим входом первой

ции, отличаю 14 ееся тем, что, с целью повьачения надежности устройства и точности измерения, оно содержит второй блок измерения параметра, блок формирования знака параметра, второй блок анализа состояния элемент И, второй и третий сумматоры вторую схему сравнения, дешифратор, коммутатор и второй и третий суммато jfti по модулю два,.третий информацион ньй выход пульта управления соединен с информационными входами второго блока измерения параметра, выход узла пуска-останова соединен с первым управляющим входом второго блока измерения параметра, первьй выход блок синхронизации соединен с вторым упра ляющим входом второго блока измерени параметра, с вторым входом второго

схемы сравнения, инверсньй выход ко-блока анализа состояния и первым вхг торой соединен с первьм входом первого блока анализа состояния, подключенного вторым входом к первому выходу блока синхронизации, выход кода значения °

дом элемента ЗАПРЕТ, второй выход блока синхронизации соединен с третьими управляющими входами первого и второго блоков измерения параметра.

параметра Первого блока измерения параметра соединен с первым информационным входом первого сумматора, выход которого соединен с первым информационным входом первой схемы сравнения, первьй и второй выходы блока сравнения соответственно соединены с информационными входами первого и второго

ходы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства, выход регистра контроля соединен с вторым информационным входом первого сумматора и- с информационным входом блока индикации, первьй выход регистра знака соединен с первым входом знака блока индикации и первым входом первого сумматора по модулю два, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого сумматора, второй выход регистра знака и выход первого блока анализа состояния соедине ны соответственно с вторым входом

ции, отличаю 14 ееся тем, что, с целью повьачения надежности устройства и точности измерения, оно содержит второй блок измерения параметра, блок формирования знака параметра, второй блок анализа состояния, элемент И, второй и третий сумматоры, вторую схему сравнения, дешифратор, коммутатор и второй и третий суммато- jfti по модулю два,.третий информацион- ньй выход пульта управления соединен с информационными входами второго блока измерения параметра, выход узла пуска-останова соединен с первым управляющим входом второго блока из . мерения параметра, первьй выход блока синхронизации соединен с вторым управляющим входом второго блока измерения параметра, с вторым входом второго

дом элемента ЗАПРЕТ, второй выход блока синхронизации соединен с третьими управляющими входами первого и второго блоков измерения параметра.

третий выход блока синхронизации соединен с управляющим входом второй схемы сравнения, выход кода значения параметра первого блока измерения па- раметра соединен с первыми информационными входами блока формирования . знака параметра, третьего сумматора и коммутатора, выход которого соединен с информационным входом регистра конт роля и младшими разрядами второго входа блока сравнения, старший разряд которого соединен с первым выходом регистра знака, вькод кода значения параметра второго блока измерения пара- метра соединен с вторыми информационными входами блока формирования зна- ка параметра, третьего сумматора, коммутатора и первьм информационным входом второго сумматора, выход которого со.единен с первым ин- формационным входом второй схемы сравнения, выход регистра контроля соединен с вторым информационным входом второго сумматора, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом дешифратора и первым управляющим входим блока формирования знака параметра, выход второй схемы сравнения соединен с первым, входом второго блока анализа состояния, вторым входом дешифратора и вторым управляющим входом блока формирования знака параметра, первьй и второй выходы знака первого блока измерения параметра соединены соответственно с вторым входом первого суммато15а по модулю два, первым входом третьего сумматора по модулю,два, третьим информационным входом блока формирования зна- ка параметра и с пятым информационным входом блока формирования знака параметра, первьй и второй выходы знака второго блока измерения параметра соединены соответственно с первым вхо- дом второго сумматора по модулю два, вторым входом третьего сумматора по модулю два, четвертым информационным входом блока формирования знака параметра и с шестым информационным вхо- дом блока формирования знака параметра, первьй и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами регистра знака, первьй выход которого со- единен с вторым входом второго сумматора по модулю два, первьй выход дешифратора соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ и вторым управляющим входом блока приращений, выход которого соединен с вторым информационным входом второй схемы сравнения, второй, третий и четвертьй выходы дешифратора соединены соответственно с первым, вторым и третьим уп- равляюпдими входами коммутатора, выходы первого и второго блоков анализа состояния соединены соответственно с первым.и вторым входами элемента И, выход второго блока анализа состояния соединен с входом отказа второго блока измерения параметра блока индикации, выход второго элемента И соединен с третьим входом для пуска-останова, входом отказа системы блока индикации и R-входами первого и второго триггеров управляющих воздействий, прямой выход второго и инверс- ньй выкод третьего сумматоров по модулю два соединены соответственно с управляющими входами второго и тре- тьего сумматоров, i-й разряд выхода третьего сумматора соединен с- (1-1)-м разрядом третьего информационного входа коммутатора,

вторым входами комбинационного сумматора, а информационньпЧ вход блока соединен с информаиионнь м входом второго коммутатора.

с первого по третий элементы И и эле мент ИЛИ-НЕ, первьй управляющий вход блока соединен с входом генератора, информационный вход блока соединен с информационным входом первого счетчика, выход которого соединен с вхо- дом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и является вторы выходом блока, выход генератора опорной частоты соединен с вторыми входа ми первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с С-входом первого счетчика, первым входом третьего элемента И и первым выходом блока и со счетным входом первого счетчика, выход третьего элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и третьим выходом блок

выи и второй вькоды которой соединены с у11равляющи 1и входами соответственно первого и второго коммутаторов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока.

5

o 5 0 0

5

0

5

0

и R-входами счетчика, выход которого соединен с выходом блока и с первыми входами первого и второго элементов И, а первый и второй входы блока соединены соответственно с вторыми и .третьими входами первого и второго элементов И.

С- и R-входами регистра, выход которого соединен с вторым входом сумма- . тора, выход которого является выходом блока и соединен с D-входом регистра.

Фие.2

52

ei

d)

79

36

S-fD

3S

5

6$

3 -оФиеЛ

С7

32

1

31

С.

95

2

Фие.З

гв

.б

5а/

Щ

105

50

S/

т

11

Tl

s

52

Фие.9

в

56

53

т

53

т

Фие. Ю